متیلن کلراید

متیلن کلراید یکی از حلال های عالی است که در تولید و تهیه بسیاری از محصولات به کار می رود. این ماده از مشتقات مولکول متان (CH4) است که در ساختار آن به جای دو هیدروژن، کلرین قرار گرفته است. متیلن کلراید حلالی قطبی و آپروتیک است. این نوع حلال به دی کلرومتان معروف است که در جداسازی کافئین از قهوه کاربرد دارد.

متیلن کلراید چیست؟

همان طور که گفته شد متیلن کلراید به دی کلرومتان معروف است، که یک هیدروکربن کلردار با فرمول مولکولی CH2Cl2 است. این ترکیب یک هیدروکربن آلیفاتیک اشباع شده هالوژنه است. متیلن کلراید یک مایع شفاف و بی رنگ و بسیار فرار است که بوی آن مشابه بوی اتر است.

 این ترکیب به دلیل خوردگی پایین و حلالیت بالا در اغلب فلزات مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین این نوع حلال از نقطه فلش یا آتش سوزی بسیار پایینی برخوردار است. علاوه بر این که متیلن کلراید یک مایع بی ثبات و بی رنگ است، این نوع مایع دارای بوی کلروفرمی است.

 این مایع به عنوان جایگزینی مناسب برای حلال های قابل احتراق حدود 70 سال پیش معرفی شده است. این ترکیب حلالیت چربی و پتانسیل احتراق بسیار کمی دارد. متیلن کلراید در صنایع گوناگونی مورد استفاده قرار می گیرد که از جمله این صنایع عبارت اند از: صنعت داروسازی، تولید فوم پلی اورتان (پلی فم)، تولید رزین پلی کربنات، ساخت و تولید پاک کننده های رنگ.

متیلن کلراید در مجاورت هوا می سوزد. این نوع ترکیب با هوا مخلوط هایی را به وجود می آورد که می تواند در دامنه احتراق آن منفجره باشد. متیلن کلراید خشک در دماهای نرمال پایدار بوده و در مجاورت هوا نیز مقاوم است.

 این نوع ترکیب در محیط های مرطوب به آرامی هیدرولیزه می شود، که این فرایند سبب تشکیل اسید کلریک خورنده می شود. در دماهای بالاتر از 700 درجه فارنهایت، این ترکیب می تواند به محصولات سمی همچون اسید کلریدریک، مونوکسید کربن، کلر و فسژن تجزیه شود. این ماده برخلاف حلالیت کم در آب، در الکل، روغن های معدنی و کلروفرم بسیار محلول است.

دی کلرو متان حامل کاتالیزور است که می تواند عامل متیلاسیون باشد. متیلن کلراید در دمای اتاق (محیط) و فشار اتمسفر گازی بی رنگ و قابل احتراق می باشد که در چنین شرایطی سنگین تر از هوا بوده و دارای بوی شیرین بسیار ضعیفی است. این نوع ترکیب در دمای منفی 25  درجه سانتیگراد به حالت مایع تبدیل می شود. همچنین این ترکیب در دمای 20 درجه سلسیوس مایع شفاف و بی رنگی را ایجاد می کند که در دمای و شرایط اتاق به سرعت بخار شده و سردی زیادی ایجاد می کند.

نوع خشک این ترکیب می تواند در فلزات رایج مانند فولاد، مس، آهن و برنز وجود داشته باشد. این ترکیب بر روی فلزاتی مانند آلومینیوم، روی و آلیاژ های منیزیم دارای خاصیت خورندگی است. اگر متیل کلراید با آلومینیوم در محیط مرطوب استفاده شود، در اثر تماس با این فلز به صورت خود به خود ترکیبات متیل آلومینیوم قابل احتراق تولید می کند. کلرو متان نخستین بار توسط محققان و دانشمندان فرانسوی در سال 1835 با جوشاندن ترکیبی از متانول، کلرید سدیم و اسید سولفوریک سنتز شد.

خواص شیمیایی و فیزیکی متیلن کلراید

با توجه به توضیحات داده شده این ترکیب قطبی و امتزاج ناپذیر با آب است، در نقطه مقابل با بسیاری از حلال های آلی امتزاج پذیر است. یکی دیگر از ویژگی های متیلن کلراید اسید لوئیس بودن آن است که با دهنده های الکترون می تواند پیوند هایی را تشکیل دهد. این نوع ترکیب به عنوان اسید سخت می تواند عمل کند.

 این ماده دارای پایداری حرارتی تا دمای 720 درجه سلسیوس می باشد. هنگامی که تا دمای تخریب به این ترکیب حرارت داده شود باعث می شود تا بخارات سمی و خطرناک فسفوژن از آن منتشر شود. جرم مولی متیلن کلراید عبارت است از 84.93 گرم بر مول. چگالی این ترکیب در دمای اتاق حدود 1.3266 گرم بر لیتر است. نقطه جوش این ترکیب عبارت است از 39.7 درجه سانتیگراد. ساختار مولکولی این ترکیب در شکل زیر آورده شده است.

نحوه تولید متیلن کلراید

متیلن کلراید خواص بسیار زیادی دارد که این خواص آن را به یک ترکیب بسیار فعال و موثر تبدیل می کند. این ترکیب دارای قابلیت نفوذ بسیار زیاد می باشد که می تواند به راحتی باد کند. این نوع حلال به سطح فلزات آسیب نمی رساند.

منابع طبیعی ماده کلرو متان شامل منابع اقیانوسی، تالاب ها، آتشفشان ها و جلبک های وسیع می باشد. به علاوه این منابع طبیعی، دی کلرو متان می تواند در محیط های حاصل از انتشار گاز های گلخانه ای صنعتی به وجود آید. متیل کلراید در اثر فوران آتشفشان ها و همچنین فعالیت های بیوشیمیایی توسط قارچ های پوسیده چوب و برخی جلبک ها از جمله جلبک های دریایی در اقیانوس ها به وجود می آید.

در سراسر جهان مقادیر بسیار زیادی از متیل کلرید طبیعی توسط این منابع در جو تولید و آزاد می شود. روش ساخت و تهیه متیل کلراید به دو صورت زیر است:

• کلر زنی ترکیب متان به وسیله کلر
• فعل و انفعال متانول با ترکیب کلرید هیدروژن

متیل کلراید به وسیله تصفیه کلرومتان یا متان با گاز کلر در دمای 400 الی 500 درجه سلسیوس تشکیل می شود. در بازه دمای مذکور هر دو ماده متان و کلرو متان تحت تاثیر تعدادی واکنش ها قرار می گیرند که در نتیجه این واکنش ها و فرایند ها به تدریج محصولات بیشتری را تولید می کنند. این واکنش ها را در زیر مشاهده می کنید.

CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

CH₃Cl + Cl₂ → CH₂Cl₂ + HCl

CH₂Cl₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl

CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl

خروجی این واکنش ها مخلوطی از دی کلرومتان، کلرومتان، کلروفرم و تتراکلرید کربن و کلرید هیدروژن به عنوان محصول جانبی می باشد. ترکیبات مذکور با روش تقطیر جدا می شوند.

طبق معادله شیمیایی، از واکنش متانول با اسید کلریدریک، کلرو متان تولید می شود:

CH₃OH + HCl → CH₃Cl + H₂O

در دمای بالا مقدار بسیار کمی از کلرومتان با واکنش ترکیبی از متان با کلر تولید می شود. استفاده از این فرایند سبب تولید ترکیباتی کاملا کلر دار مانند دی کلرومتان، تتراکلرید کربن و کلروفرم می شود. روش کلر زنی متان سبب تولید کلرید هیدروژن می شود که مشکل دفع را به وجود می آورد.

پیوند هیدروژنی (Hydrogen bond) ترکیب متیلن کلراید

این ترکیب یک اسید لوئیس می باشد که می تواند اتم هیدروژن را به دهندگان الکترون پیوند دهد. متیلن کلراید به عنوان یک اسید سخت شناخته می شود.یکی دیگر از حلال های مهم که در بسیاری از مطالعات ترمودینامیکی که به عنوان اتصال پیوند دهنده و پذیرنده مورد استفاده قرار می گیرد دی کلرو متان است.

خطرات ترکیب متیلن کلراید

طبق تحقیقات ارائه شده، این ترکیب در گروه مواد سمی و خطرناک قرار دارد که در معرض این ماده قرار گرفتن و همچنین استنشاق آن می تواند سبب مرگ فرد شود. در حقیقت استنشاق این ماده باعث می شود تا بر روی سیستم عصبی مرکزی تاثیر گذاشته و منجر به کاهش عملکرد های شنوایی و روانی و بینایی می شود.

همچنین استنشاق این ماده در غلظت های بالا سبب تحریک بینی و گلو می شود. مطالعات و آزمایشات حیوانی نشان داده است که استنشاق دی کلرو متان سبب افزایش سرطان کبد و ریه ها و همچنین تومورهای خوش خیم غدد می شود.

اقدامات لازم هنگام مسمومیت توسط متیلن کلراید

• چشم: در صورت تماس این ترکیب با چشم ها باید آن هارا با آب روان به مدت 30 الی 40 دقیقه شست و شو دهید.
• پوست: در صورتی که این ترکیب با پوست برخورد کرد ابتدا باید لباس های آلوده را در آورده و سپس پوست را با آب و صابون شست و شو داد.
• استنشاق (بو کردن ترکیب): در صورت استنشاق متیلن کلراید باید فرد مسموم را هرچه سریعتر به هوای آزاد برده و در صورت بروز مشکل در تنفس با مراقبت های پزشکی تماس گرفته شود.

برخی از مهم ترین کاربرد های متیلن کلراید

• متیلن کلراید می تواند به عنوان یک ماده فعال در انواع حذف کننده ها مورد استفاده قرار گیرد.
• این ترکیب در ساخت رزین های پلی کربنات کاربرد گسترده ای دارد.
• این ماده در ساخت و تولید تری استات سلولز نیز به کار می رود.
• در صنعت داروسازی به عنوان حامل پوشش قرص دارویی استفاده می شود.
• این ترکیب در فرایند های تمیز کردن فلزات بخار و غیر بخار کاربرد گسترده ای دارد.
• این ترکیب عمدتا به عنوان یک حلال در ذرات معلق هوا یافت می شود.
• در دفع سموم آفات این ترکیب بسیار زیاد به کار می رود.
• استفاده در در بازیابی اولئورزین ها، چربی ها، روغن ها و واکس ها به عنوان یک عصاره گیرنده مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربرد متیلن کلراید در صنایع گوناگون

• صنایع رزین و چسب و رنگ: این ماده به عنوان حلال در پاک کردن انواع رنگ ها مورد استفاده قرار می گیرد.
• استفاده از این ترکیب در مواد شیمیایی انواع داروها: به کار بردن دی کلرومتان در ساخت متیلال داروسازی و همچنین فروش متیلن کلراید به عنوان حلال.
• استفاده از متیلن کلراید در صنایع غذایی: یکی از اصلی ترین و گسترده ترین بازار متیل کلراید، استفاده از آن در تولید و تکنولوژی مواد غذایی به عنوان یک ماده حلال است. از ترکیب دی کلرو متان برای تفکیک روغن از دانه های روغنی استفاده می شود. استفاده از این ترکیب در ضد عفونی کردن پس از برداشت بعضی از محصولات کشاورزی همچون غلات و توت فرنگی از دیگر کاربرد های این ترکیب در صنایع غذایی می باشد.
• استفاده از این ماده شیمیایی در ساخت اسپری رنگ و حشره کش ها به دلیل فراریت بالای آن.
• به کارگیری آن در مواد شیمیایی صنایع شوینده: از این ترکیب در صنایع تولید و عرضه کفش و زیره آن به عنوان شوینده استفاده می شود. همچنین از این ماده در صنایع قطعه سازی و فیلتر سازی استفاده های زیادی می شود.
• این ترکیب شیمیایی نوعی حلال است که می تواند به عنوان یک لایه بردار برای حذف پوشش های رنگی یا لاک از انواع سطوح مختلف مورد استفاده قرار گیرد.
• به کارگیری متیل کلراید در آزمایشگاه های تحقیقاتی جهت سنتز و استخراج
• این ترکیب را می توان به عنوان مواد تولید فوم پلی اورتان به فروش رساند. همچنین این ترکیب می تواند به عنوان گاز در تولید فوم های گرم و سرد (ابر و اسفنج) به کار رود.
• جهت حذف روغن و گریس از روی قطعات ترانزیستور انواع خودرو ها، موتور دیزل و انواع قطعات هواپیما می توان از بخار متیلن کلراید استفاده کرد.
• از این ترکیب در تولید فیلم های عکاسی، چسب، جوهر چاپ و الیاف مصنوعی استفاده زیادی می شود.

کاربرد متیلن کلراید در مواد غذایی و آشامیدنی

این ترکیب می تواند به عنوان یک حلال خاص در فرایند استخراج مربوط به تولید مواد غذایی و آشامیدنی استفاده شود. برای نمونه متیلن کلراید دارای توانایی از بین بردن کافئین از دانه های قهوه خنک نشده و همچنین برگ های چای، برای تهیه و تولید قهوه و چای بدون کافئین می باشد. از این ترکیب جهت ایجاد عصاره هوپس برای تولید آبجو و سایر طعم دهنده های مواد غذایی و آشامیدنی می توان استفاده کرد.

کاربرد متیلن کلراید در صنایع دارویی

در آزمایشگاه های مختلف از این ترکیب جهت استخراج مواد شیمیایی از گیاهان و غذاها و مواد دارویی مانند استروئید ها، ویتامین ها و آنتی بیوتیک ها استفاده می شود. برای تمیز کردن هرچه سریع تر و باکیفیت تر تجهیزات پزشکی بهتر است از متیلن کلراید استفاده کرد. زیرا استفاده از این نوع ترکیب در تجهیزات پزشکی از بروز هرگونه مشکل خوردگی یا آسیب رساندن به قطعه ها جلوگیری می کند.

کاربرد گسترده متیلن کلراید در صنایع حمل و نقل

از این ترکیب می توان در دفع سطوح و قطعات فلزی همچون قطعات هواپیما و مسیر های ریلی استفاده کرد. هدف اصلی متخصصان خودرو جهت تفکیک بخار متیلن کلراید از آن این است که از این بخار برای از بین بردن روغن و گریس از قطعات ترانزیستور خودرو و موتور های دیزلی و .. استفاده کنند.

کاربرد ترکیب متیلن کلراید در مصارف خانگی

این ترکیب نوعی حلال است که در انواع پاک کننده های رنگی و لاکی یافت می شود. همچنین از این ترکیب جهت از بین بردن پوشش های رنگی یا لاک از سطح های گوناگون استفاده می شود. یکی دیگر از کاربرد های گسترده این حلال در مصارف خانگی، استفاده از آن در پالایش وان است.