Sifat Diklorometana
Diklorometana (CH2Cl2, CAS 75-09-2), biasanya disingkatkan sebagai DCM dan juga dipanggil metilena klorida, ialah cecair tidak berwarna, meruap dengan bau manis seperti kloroform. Ia lebih tumpat daripada air, dengan ketumpatan kira-kira 1.33 g/cm³, dan ia mempunyai takat didih kira-kira 40 darjah . DCM ialah ahli keluarga pelarut berklorin dan merupakan antara metana berklorin paling tidak toksik, walaupun had pendedahan pekerjaan masih dikenakan.
Apabila DCM dan air digoncang bersama dan dibiarkan mendap, dua lapisan berbeza terbentuk: lapisan DCM organik di bahagian bawah dan lapisan akueus di atas. Hanya sejumlah kecil DCM larut dalam air, dan sejumlah kecil air larut dalam DCM.
Kekutuban dan Pemalar Dielektrik
Kunci untuk memahami tingkah laku ini terletak pada kekutuban molekul. Air ialah pelarut yang sangat polar dengan pemalar dielektrik tinggi kira-kira 80 pada 20 darjah. DCM mempunyai pemalar dielektrik kira-kira 9.1, yang meletakkannya dalam julat pertengahan: ia lebih polar daripada heksana, tetapi jauh kurang kutub daripada air.
Dalam kimia, peraturan praktikal seperti larut seperti menyatakan bahawa pelarut dengan kekutuban yang serupa cenderung untuk bercampur, manakala pelarut dengan kekutuban yang sangat berbeza cenderung untuk memisahkan. Jurang besar antara pemalar dielektrik air dan DCM bermakna molekul air berinteraksi dengan lebih kuat antara satu sama lain, melalui ikatan hidrogen, berbanding dengan molekul DCM. Keutamaan bertenaga ini memacu kedua-dua cecair itu ke dalam fasa yang berasingan.
Struktur Molekul dan Kesan Dipol
Walaupun setiap ikatan karbon-klorin dalam DCM adalah polar, molekul secara keseluruhannya hanya mempunyai momen dipol bersih sederhana. Geometri tetrahedral molekul CH2Cl2 membatalkan sebahagian dipol ikatan individu, meninggalkan molekul yang berkelakuan sebagai hanya polar lemah dalam interaksinya dengan spesies lain.
Lebih penting lagi, DCM tidak boleh membentuk ikatan hidrogen yang kuat dengan air. Atom hidrogen dalam DCM dilekatkan pada karbon, bukan pada oksigen atau nitrogen, jadi mereka tidak boleh menderma ikatan hidrogen kekuatan yang terbentuk air antara molekulnya sendiri. Atom klorin hanya boleh bertindak sebagai penerima ikatan-hidrogen lemah. Akibatnya, tenaga yang diperoleh dengan mencampurkan DCM dengan air adalah kecil, dan penalti entropi untuk mengganggu rangkaian ikatan hidrogen air-tidak diberi pampasan.
Keterlarutan Kuantitatif
Pada 20 darjah, keterlarutan DCM dalam air adalah kira-kira 1.3 g setiap 100 mL, dan keterlarutan air dalam DCM adalah sama rendah. Angka-angka ini cukup kecil sehingga, untuk kebanyakan tujuan praktikal, DCM dan air dianggap tidak bercampur dan dipisahkan dengan dekantasi atau dengan corong pemisah. Tahap keterlarutan bersama yang kecil kadangkala menjadi kebimbangan dalam kerja pengekstrakan, di mana lapisan akueus mungkin mengekalkan jumlah surih DCM yang mesti dialihkan dalam langkah hiliran.
Akibat Praktikal dalam Industri dan Makmal
Pengekstrakan cecair-cecair: DCM ialah pelarut klasik untuk mengekstrak sebatian organik daripada larutan akueus kerana ia membentuk lapisan organik yang bersih dan padat.
Penyahgris dan pembersihan: ketercampuran yang lemah dengan air membolehkan pembersih berasaskan DCM-mentanggalkan minyak dan gris, selepas itu fasa air boleh diasingkan dan dirawat.
Pemulihan pelarut: perbezaan ketumpatan dan pemisahan fasa bersih menjadikan pemulihan DCM daripada air proses agak mudah dengan mendap dan penyulingan.
Kawalan alam sekitar: kerana DCM ialah sebatian organik yang tidak menentu dengan kebimbangan berterusan, aliran sisa yang mengandungi DCM mesti dikendalikan mengikut peraturan alam sekitar.
Soalan Lazim
Mengapa DCM tidak bercampur dengan air?
DCM dan air mempunyai kekutuban dan kebolehan ikatan-hidrogen yang sangat berbeza. Air membentuk rangkaian ikatan hidrogen-kuat yang mengecualikan molekul DCM kutub lemah, jadi kedua-dua cecair itu berpisah menjadi lapisan yang berbeza.
Adakah diklorometana sama dengan metilena klorida?
ya. Diklorometana dan metilena klorida ialah dua nama untuk sebatian yang sama, CH2Cl2, CAS 75-09-2, disingkatkan DCM.
Adakah DCM polar atau bukan{0}}polar?
DCM ialah pelarut polar lemah dengan pemalar dielektrik kira-kira 9.1. Ia lebih polar daripada hidrokarbon seperti heksana tetapi lebih kurang polar daripada air.
Mengapakah DCM digunakan dalam pengekstrakan?
DCM digunakan dalam pengekstrakan kerana ia melarutkan pelbagai sebatian organik, tidak boleh larut dengan air, mempunyai ketumpatan yang mudah, dan menyejat dengan cepat pada suhu rendah.
Adakah DCM lebih berat daripada air?
ya. DCM mempunyai ketumpatan kira-kira 1.33 g/cm³, jadi lapisan organik tenggelam di bawah lapisan akueus apabila kedua-duanya bercampur.
Adakah DCM berbahaya untuk dikendalikan?
DCM memerlukan penjagaan: ia adalah pelarut yang tidak menentu dengan had pendedahan pekerjaan, ia boleh merengsakan kulit dan mata, dan ia harus digunakan dengan pengudaraan dan peralatan perlindungan peribadi yang sesuai.
