Dichlorométhane

Le dichlorométhane (DCM) ou chlorure de méthylène (dénommé R30 dans la liste des réfrigérants), est un composé organique se présentant à température ambiante comme un liquide incolore et volatil émettant une odeur douceâtre relativement forte pouvant mettre certaines personnes mal à l'aise. Son odeur est perceptible dès 200300 ppm (dès 25 ppm ou seulement vers 600 ppm selon d'autres sources[13]).

Pour les articles homonymes, voir R30 et DCM.

Dichlorométhane
 
Structure du dichlorométhane
Identification
Nom UICPA dichlorométhane
Synonymes

chlorure de méthylène
DCM

No CAS 75-09-2
No ECHA 100.000.763
No CE 200-838-9
No RTECS PA8050000
PubChem 6344
SMILES
InChI
Apparence liquide incolore, d'odeur caractéristique[1].
Propriétés chimiques
Formule CH2Cl2  [Isomères]
Masse molaire[2] 84,933 ± 0,005 g/mol
C 14,14 %, H 2,37 %, Cl 83,48 %,
Moment dipolaire 1,14 D[3]
Diamètre moléculaire 0,460 nm[3]
Propriétés physiques
fusion −95,1 °C[1]
ébullition 40 °C[1]
Paramètre de solubilité δ 20,2 J1/2 cm−3/2 (25 °C)[3]
Miscibilité Non miscible avec l'eau

miscible dans l'acétone, l'éther et autres solvants.

Masse volumique 1,33 g cm−3[1]
d'auto-inflammation 556 °C[1]
Limites d’explosivité dans l’air 1225 %vol[1]
Pression de vapeur saturante à 20 °C : 47,4 kPa[1]
Viscosité dynamique 0,44 cP à 20 °C[réf. souhaitée]
Point critique 63,0 bar, 236,85 °C[4]
Thermochimie
S0liquide, 1 bar 174,5 J/(mol·K)[5]
ΔfH0liquide −124,3 kJ/mol[5]
Cp
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation 11,32 ± 0,01 eV (gaz)[7]
Propriétés optiques
Indice de réfraction 1,421[3]
Précautions
SGH[8]

Attention
H315, H319, H336, H351, P201, P261, P264, P280, P304+P340+P312 et P308+P313
SIMDUT[9]

D1B, D2A, D2B,
NFPA 704
Transport
   1593   
Classification du CIRC
Groupe 2B : Peut-être cancérogène pour l'Homme[10]
Écotoxicologie
LogP 1,25[1]
DJA 0,05 mg/kg p.c./j[11]
Seuil de l’odorat bas : 1,2 ppm
haut : 440 ppm[12]
Composés apparentés
Autres composés
  • Haloformes apparentés :

Difluorométhane

  • Chlorométhanes apparentés :

Chlorométhane
Chloroforme
Tétrachlorométhane


Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Il est surtout utilisé comme solvant de composés organiques.

Histoire

Le dichlorométhane a été isolé pour la première fois en 1840 par le chimiste français Henri Victor Regnault, qui l'a isolé d'un mélange de chlorométhane et de chlore précédemment exposé à la lumière.

Production industrielle

Le dichlorométhane est produit par réaction du chlorométhane ou du méthane avec le chlore gazeux entre 400 °C et 500 °C.

À ces températures, le méthane, comme le chlorométhane subissent une série de réactions qui forment progressivement des produits de plus en plus chlorés :

Le résultat de cette série de réactions est un mélange de chlorométhane, dichlorométhane, chloroforme et tétrachlorométhane. Ces composés sont ensuite séparés par distillation.

Le dichlorométhane est instable ; il se décompose à 120 °C et notamment au contact de surfaces chaudes ou en présence d'une flamme (en produisant des composés dangereux chlorure d'hydrogène, phosgène, monoxyde et dioxyde de carbone. Il s’oxyde et se dégrade lentement dans l'air sec, et plus vite en présence d'eau et/ou de lumière. Dans l'eau froide, il s'hydrolyse en produisant de l'acide chlorhydrique, ce phénomène n'est toutefois pas significatif[14]. À partir de 180 °C, toujours dans l'eau, il forme également de l'acide formique, du chlorométhane, du méthanol et un peu de monoxyde de carbone.
Les industriels de la chimie le stabilisent souvent en lui ajoutant une faible quantité d'additifs (moins de 1 %) qui sont généralement des composés phénoliques, des amines, amylène, cyclohexane, époxydes, etc.).

Caractéristiques chimiques

  • Peu soluble dans l’eau (13 à 20 g/L à 20 °C).
  • Miscible avec la plupart des solvants organiques.
  • Solvant efficace sur de nombreux produits organiques (graisses, huiles, résines, etc.).
  • Réagit violemment (explosion possible en présence de certains catalyseurs courants ou d'autres solvants chlorés) avec des poudres métalliques (aluminium, magnésium), et réagit spontanément et fortement avec les métaux alcalins, les bases fortes et les oxydants puissants.

Usages

L'oiseau buveur fonctionne grâce à la volatilité du dichlorométhane.
Lampes gadgets de type Bubble light, contenant du dichlorométhane.

Son caractère volatil et sa capacité à dissoudre de nombreux composés organiques font du dichlorométhane un solvant idéal pour de nombreux procédés chimiques.

Il a principalement été utilisé ou l'est encore comme :

  • intermédiaire de synthèse, par l'industrie chimique ;
  • constituant de décapants pour peinture et vernis ;
  • dégraissant industriel ou domestique (pour le bricolage) ;
  • solvant extracteur de molécules organiques utilisé par l'industrie pharmaceutique, agroalimentaire et des cosmétiques (il est fréquemment utilisé pour la décaféination du café vert ainsi que pour l'extraction de la caféine ou pour préparer divers arômes (dont le houblon), mais peut être parfois remplacé par l'extraction au CO2 supercritique, moins toxique) ;
  • solvant de polymérisation (dont pour la production de polycarbonates) ;
  • gaz utilisé par l'industrie de l'imprimerie sur vêtements pour l'enlèvement des transferts à chaud ;
  • gaz propulseur pour certains sprays ;
  • agent moussant, par exemple pour obtenir la mousse de polyuréthane ;
  • pesticide gazeux (pour traiter les stocks de fraises et les céréales) ;
  • colles : il « fond » (se combine avec) de nombreux plastiques, aussi est-il utilisé pour la « soudure chimique » de certains plastiques (par exemple pour sceller le boitier de compteurs électriques). C'est l'un des composants principaux des adhésifs vendus pour le collage par soudure de plastique. Dans la fabrication de maquettes, par exemple, il est utilisé pour fixer ensemble les composants en plastique (Les maquettistes l'appellent parfois « Di-clo ») ;
  • sa volatilité est exploitée pour animer certains articles de fantaisie (oiseau buveur, lampes décoratives de type Bubble light et affichages de jukebox…) ;
  • il sert aussi dans le domaine d'essais techniques de matériaux de génie civil (matériaux bitumineux) comme solvant permettant de séparer le liant de l'ensemble d'une bitume (ou macadam) pour permettra de tester ces matériaux[15] ;
  • en impression 3D, il est utilisé pour lisser les modèles en PETG ;
  • parmi ses autres usages, il sert à produire des fibres cellulosiques, entre dans la composition de peintures,

est utilisé par l'industrie pétrolière, l'industrie du cuir, dans certains détachants textiles, comme solvant par les laboratoires d’analyses chimiques, etc.

En raison de la toxicité relative, on a toutefois cherché des alternatives à la plupart de ces applications.

Risques et dangers

Toxicité : le dichlorométhane est réputé être le moins toxique des chlorohydrocarbones simples, mais il est néanmoins toxique.

Précaution, information

Dans beaucoup de pays, les produits contenant du dichlorométhane doivent porter des étiquettes avertissant de ses dangers pour la santé. Toutefois, on le confond souvent avec l'essence de térébenthine ou le white spirit, qui présente moins de risques notamment pour la peau.

Dans l'Union européenne, l'usage de dichlorométhane dans les décapants a été interdit pour les consommateurs, et pour de nombreux professionnels[24].

Couche d'ozone

Du fait de sa courte vie, le dichlorométhane n'a pas été pris en compte dans le protocole de Montréal. Cependant sa concentration a doublé entre 2004 et 2014 et le niveau atteint est mis en cause dans un nouveau risque d'agrandissement du trou dans la couche d'ozone[25],[26].

Notes et références

  1. DICHLOROMETHANE, Fiches internationales de sécurité chimique
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. (en) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents, vol. 4, Angleterre, John Wiley & Sons, , 239 p. (ISBN 0-471-98369-1, EAN 978-0-471-98369-9, LCCN 98018212)
  4. « Properties of Various Gases », sur flexwareinc.com (consulté le )
  5. Modèle:Nist
  6. (en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams, vol. 1, 2 et 3, Huston, Texas, Gulf Pub., (ISBN 0-88415-857-8, 0-88415-858-6 et 0-88415-859-4).
  7. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis, , 89e éd., 2736 p. (ISBN 9781420066791, présentation en ligne), p. 10-205.
  8. Fiche de sécurité fournie par Sigma-Aldrich, consultée le 28/09/2019
  9. « Chlorure de méthylène » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009
  10. IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, « Evaluations Globales de la Cancérogénicité pour l'Homme, Groupe 2B : Peut-être cancérogènes pour l'homme », sur monographs.iarc.fr, CIRC, (consulté le )
  11. Concentrations/doses journalières admissibles et concentrations/doses tumorigènes des substances d'intérêt prioritaire calculées en fonction de critères sanitaires, publié par Santé Canada
  12. « Methylene chloride », sur hazmap.nlm.nih.gov (consulté le )
  13. Fiche toxicologique, INRS.
  14. « Dichlorométhane (fiche technique) » [PDF], p. 5
  15. The Shell Bitumen Handbook, Shell Bitumen.
  16. Rioux J.P. et Myers R.A., Methylene chloride poisoning: a paradigmatic review ; J. Emerg. Med. ; vol. 6, chap. 3, p. 227-238 ; 1988 ; PMID 3049777, DOI:10.1016/0736-4679(88)90330-7.
  17. Fagin J., Bradley J. et Williams D. ; Carbon monoxide poisoning secondary to inhaling methylene chloride ; Br. Med. J., vol. 281, n° 6253 ; p. 1461 ; 1980 ; PMID 7437838, DOI:10.1136/bmj.281.6253.1461.
  18. Kobayashi A., Ando A., Tagami N., Kitagawa M., Kawai E., Akioka M., Arai E., Nakatani T., Nakano S., Matsui Y. et Matsumura M., Severe optic neuropathy caused by dichloromethane inhalation, J. Ocul. Pharmacol. and Ther. ; vol. 24 ; chap. 6, p. 607–612, 2008 ; PMID 19049266 ; DOI:10.1089/jop.2007.0100.
  19. Cordes D.H., Brown W.D. et Quinn K.M., Chemically induced hepatitis after inhaling organic solvents ; West. J. Med. ; vol. 148, chap. 4 ; p. 458–460 ; 1988 ; PMID 3388849.
  20. Wells G. et Waldron H., Methylene chloride burns, Br. J. Ind. Med., vol. 41, chap. 3, p. 420, 1984, PMID 6743591.
  21. Pharmaceutical Technology Europe, 1996, 8 (10), 30-31.
  22. USDHHS, accessdate=2006-09-10 Toxicological Profile for Methylene Chloride [PDF].
  23. Bell B., Franks P., Hildreth N. et Melius J., Methylene chloride exposure and birthweight in Monroe County, New York, Journal Environ. Res., vol. 55, chap. 1, p. 31–9, 1991, PMID 1855488, DOI:10.1016/S0013-9351(05)80138-0.
  24. http://www.europarl.europa.eu/news/expert/infopress_page/064-46096-012-01-03-911-20090113IPR46095-12-01-2009-2009-false/default_en.htm Dichloromethane to be banned in paint-strippers ; 2009-01-14, consulté 2009-01-15.
  25. Science et Vie, no 1200, septembre 2017.
  26. « Une autre menace sur la couche d'ozone », Pour la science, no 479, , p. 12

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

  • Portail de la chimie
Cet article est issu de Wikipedia. Le texte est sous licence Creative Commons - Attribution - Partage dans les Mêmes. Des conditions supplémentaires peuvent s'appliquer aux fichiers multimédias.