Quelltext der Seite Chlormethan

{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel  = [[Datei:Natta projection of chloromethane.svg|120px|Keilstrichformel von Chlormethan]]
| Strukturhinweis = [[Keilstrichformel]] zur Verdeutlichung der Geometrie
| Andere Namen    = * Methylchlorid
* Monochlormethan
* [[Kältemittel|R-40]]
| Summenformel    = CH<sub>3</sub>Cl
| CAS             = {{CASRN|74-87-3}}
| EG-Nummer       = 200-817-4
| ECHA-ID         = 100.000.744
| PubChem         = 6327
| ChemSpider      = 6087
| Beschreibung    = farbloses, etherisch riechendes, süß schmeckendes, extrem entzündbares Gas<ref name="GESTIS" /><ref name="TMI">{{Literatur |Titel=The Merck Index - Fifteenth Edition |Verlag=[[Royal Society of Chemistry]] |Datum=2013 |Sprache=en |ISBN=9781849736701 |Seiten=1120}}</ref>
| Molare Masse    = 50,49 g·[[mol]]<sup>−1</sup>
| Aggregat        = gasförmig
| Dichte          = *2,3065 g·l<sup>−1</sup> (0 °C, 1013 mbar)<ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Chlormethan|ZVG=11220|CAS=74-87-3|Abruf=2026-01-02}}</ref>
* 1,003 kg·l<sup>−1</sup> (am Siedepunkt)<ref name="GESTIS" />
* 2,151 kg·m<sup>−3</sup> (15 °C)<ref name="GESTIS" />
| Schmelzpunkt    = −97,4 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="GESTIS" />
| Siedepunkt      = −23,8 °C<ref name="GESTIS" />
| Dampfdruck      = *490 k[[Pascal (Einheit)|Pa]] (20 °C)<ref name="GESTIS" />
* 660 kPa (30 °C)<ref name="GESTIS" />
* 1090 kPa (50 °C)<ref name="GESTIS" />
| Löslichkeit     = schlecht in Wasser (5&nbsp;g·l<sup>−1</sup> bei 20 °C)<ref name="GESTIS" />
| Dipolmoment     = 1,892 [[Debye|D]]<ref name="CRC90_6_188">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Permittivity (Dielectric Constant) of Gases|Kapitel=6|Startseite=188}}</ref> (6,31&nbsp;·&nbsp;10<sup>−30</sup>&nbsp;[[Coulomb|C]]&nbsp;·&nbsp;[[Meter|m]])
| CLH             = {{CLH-ECHA|ID=100.000.744|Name=Chloromethane|Abruf=2016-02-01}}
| Quelle GHS-Kz   = <ref name="GESTIS" />
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|02|04|08|07}}
| GHS-Signalwort  = Gefahr
| H               = {{H-Sätze|220|280|351|361f|373}}
| EUH             = {{EUH-Sätze|-}}
| P               = {{P-Sätze|210|260|377|381|410+403}}
| Quelle P        = <ref name="GESTIS" />
| MAK             = * [[Deutsche Forschungsgemeinschaft|DFG]]: 50&nbsp;ml·m<sup>−3</sup> bzw. 100&nbsp;mg·m<sup>−3</sup><ref name="GESTIS" />
* Schweiz: 50&nbsp;ml·m<sup>−3</sup> bzw. 105&nbsp;mg·m<sup>−3</sup><ref>{{SUVA-MAK |Name=Chlormethan |CAS-Nummer=74-87-3 |Abruf=2020-05-14}}</ref>
| GWP             = 15 (bezogen auf 100 Jahre)<ref>{{Literatur |Autor=G. Myhre, D. Shindell et al. |Hrsg=[[Intergovernmental Panel on Climate Change]] |Titel=Climate Change 2013: The Physical Science Basis |TitelErg=Working Group I contribution to the IPCC Fifth Assessment Report |Datum=2013 |Kapitel=Chapter 8: Anthropogenic and Natural Radiative Forcing |Seiten=24–39; Table 8.SM.16 |Online=https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/07/WGI_AR5.Chap_.8_SM.pdf |Format=PDF |KBytes=}}</ref>
| Standardbildungsenthalpie = −81,9 kJ/mol (Gas)<ref name="CRC97_5-10">{{CRC Handbook|Auflage=97|Titel=Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances|Kapitel=5|Startseite=10}}</ref>
}}

'''Chlormethan''' (auch bekannt als '''Methylchlorid''' und '''Monochlormethan'''; Summenformel '''CH<sub>3</sub>Cl''') ist eine [[Organische Chemie|organische]] [[chemische Verbindung]] aus der Gruppe der [[Chlorkohlenwasserstoffe]]. Es ist ein [[Derivat (Chemie)|Derivat]] des [[Methan]]s, bei dem ein [[Wasserstoff]]atom durch ein [[Chlor]]atom substituiert ist. Chlormethan bildet ein farbloses, etherisch riechendes, süß schmeckendes, extrem entzündbares Gas. Verwendet wird es primär in der [[Chemische Industrie|chemischen Industrie]] als [[Methylierung]]smittel, als Polymerisationsmedium und zur [[Veretherung]]. Weiterhin dient es als [[Kältemittel]].

== Vorkommen ==
Methylchlorid ist die häufigste chlorhaltige Verbindung in der [[Atmosphäre (Astronomie)|Atmosphäre]]. Neben den industriellen Quellen tragen natürliche Emissionen aus [[Immergrüne Pflanze|immergrünen]] [[Baum|Bäumen]] und auch aus anderen Pflanzen wie [[Kartoffel]]n zu erheblichen Mengen bei.<ref>Gordon W. Gribble: ''Umweltgifte vom Gabentisch der Natur''. In: ''[[Spektrum der Wissenschaft]]'' Juni 2005, S. 38ff; [https://www.spektrum.de/artikel/833997 PDF]</ref>

== Geschichte ==
Chlormethan war bereits 1835 bekannt und wird seit den 1920er Jahren im großen Maßstab produziert.<ref name="TMI" />

== Gewinnung ==
Chlormethan kann durch Erhitzen von [[Chlor]] und [[Methan]] auf 400–500&nbsp;°C erzeugt werden. Bei dieser Temperatur findet eine schrittweise [[radikalische Substitution]] bis hin zu [[Tetrachlormethan]] statt. Alle Reaktionsschritte verlaufen exotherm.<ref name="Ullmann" />

:<chem>CH4 + Cl2 -> CH3Cl + HCl</chem> mit Δ<sub>R</sub>H = −103,5 kJ·mol<sup>−1</sup>
:<chem>CH3Cl + Cl2 -> CH2Cl2 + HCl</chem> mit Δ<sub>R</sub>H = −102,5 kJ·mol<sup>−1</sup>
:<chem>CH2Cl2 + Cl2-> CHCl3 + HCl</chem> mit Δ<sub>R</sub>H = −99,2 kJ·mol<sup>−1</sup>
:<chem>CHCl3 + Cl2 -> CCl4 + HCl</chem> mit Δ<sub>R</sub>H = −94,8 kJ·mol<sup>−1</sup>
:<small>Methan reagiert mit Chlor unter Bildung von [[Chlorwasserstoff]] zunächst zu Chlormethan, und weiter zu [[Dichlormethan]], Trichlormethan ([[Chloroform]]) und schließlich [[Tetrachlormethan]].</small>

Das Ergebnis des Prozesses ist eine Mischung der vier Chlormethane, welche durch [[Destillation]] getrennt werden können.

Ein zweites technisches Verfahren ist die Methanolhydrochlorierung, d.&nbsp;h. [[Methanol]] wird mit [[Chlorwasserstoff]] zu Chlormethan umgesetzt. Die Reaktion findet katalysiert in der Gas- oder Flüssigphase statt. Die Umsetzung verläuft schwach exotherm.<ref name="Ullmann2">{{Literatur |Autor=André Ohligschläger, Katharina Menzel, Antoon Ten Kate, Javier Ruiz Martinez, Christoph Frömbgen |Titel=Chloromethanes |Sammelwerk=Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry |Verlag=Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA |Ort=Weinheim, Germany |Datum=2019 |ISBN=978-3-527-30673-2 |Seiten=1–31 |DOI=10.1002/14356007.a06_233.pub4}}</ref>

:<chem>CH3OH + HCl -> CH3Cl + H2O</chem> mit Δ<sub>R</sub>H = −33 kJ·mol<sup>−1</sup>

== Eigenschaften ==
=== Physikalische Eigenschaften ===
Chlormethan ist ein farbloses, etherisch riechendes, süß schmeckendes, extrem entzündbares Gas.<ref name="GESTIS" /><ref name="TMI" /> Die [[Dampfdruck]]funktion ergibt sich nach [[Antoine-Gleichung|Antoine]] entsprechend log<sub>10</sub>(P) = A−(B/(T+C)) (P in kPa, T in K) mit A = 6,9, B = 1449 und C = 48 im Temperaturbereich von 308 bis 373&nbsp;K.<ref name="Brandes" /> Die [[Kritischer Punkt (Thermodynamik)|kritische Temperatur]] beträgt 143 °C, der [[Kritischer Druck|kritische Druck]] 66,7 bar und die [[Kritischer Punkt (Thermodynamik)|kritische Dichte]] 0,353 g·cm<sup>−3</sup>.<ref name="Brandes" /> Die Mischbarkeit mit Wasser ist begrenzt. Mit steigender Temperatur sinkt die Löslichkeit von Chlormethan in Wasser.<ref name="Ullmann2" />

{| class="wikitable left" style="text-align:center; font-size:90%;"
|-
| class="hintergrundfarbe6" colspan="13" | '''Löslichkeit von Chlormethan in Wasser'''<ref name="Ullmann2" />
|-
| class="hintergrundfarbe5" style="text-align:left" | [[Temperatur]]
| °C || 0 || 10 || 20 || 30 || 40 || 50 || 60 || 70 || 80 || 90 || 100
|-
| class="hintergrundfarbe5" style="text-align:left" |Chlormethan in Wasser
| in Ma-% || 3,42 || 3,19 || 3,01 || 2,88 || 2,79 || 2,72 || 2,68 || 2,66 || 2,67 || 2,69 || 2,73
|}

=== Chemische Eigenschaften ===
Chlormethan bildet mit Wasser ein schneeartiges festes [[Gashydrat]] mit der Zusammensetzung CH<sub>3</sub>Cl·6H<sub>2</sub>O, welches schon bei 7,5 °C und [[Normaldruck]] zu seinen Komponenten zerfällt. Bei Raumtemperatur erfolgt in Wasser eine langsame Hydrolyse, die in Gegenwart von Basen wesentlich beschleunigt wird. Mineralsäuren ergeben keinen Einfluss auf die Hydrolysegeschwindigkeit. Mit [[Alkalimetalle|Alkali-]] oder [[Erdalkalimetalle]]n wie auch [[Zink]] und [[Aluminium]] werden entsprechende metallorganische Verbindungen gebildet.<ref name="Ullmann">M. Rossberg, W. Lendle, G. Pfleiderer, A. Tögel, T.R. Torkelson, K.K. Beutel: ''Chlormethanes'', in: ''[[Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie]]'', Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2012; {{DOI|10.1002/14356007.a06_233.pub3}}.</ref>

:<math>\mathrm{CH_3Cl + Mg  \rightarrow CH_3MgCl}</math>
:<math>\mathrm{3\,CH_3Cl + 2\,Al  \rightarrow Al(CH_3)_3*AlCl_3}</math>

Die Umsetzung mit einem [[Amalgam|Natrium-Blei-Amalgam]] führt zur Bildung von [[Tetramethylblei]].<ref name="Ullmann" />

:<math>\mathrm{4\,CH_3Cl + Pb  \rightarrow Pb(CH_3)_4}</math>

Die als [[Müller-Rochow-Synthese]] bekannte Reaktion mit [[Silizium]] ergibt die Methylchlorsilane. Als Methylierungsreagenz werden mit [[Ammoniak]] und [[Amine]]n die entsprechenden Methylamine gebildet. Analog führt die Reaktion mit Hydroxygruppen enthaltenden Verbindungen zu den entsprechenden Methylethern, wie z.&nbsp;B. die Herstellung von [[Methylcellulose]] aus [[Cellulose]].<ref name="Ullmann" />

=== Sicherheitstechnische Kenngrößen ===
Die Verbindung bildet leicht entzündliche Gas-Luft-Gemische. Der [[Explosionsgrenze|Explosionsbereich]] liegt zwischen 7,6&nbsp;Vol.‑% (160&nbsp;g/m<sup>3</sup>) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 19&nbsp;Vol.‑% (410&nbsp;g/m<sup>3</sup>) als obere Explosionsgrenze (OEG).<ref name="Brandes">E. Brandes, W. Möller: ''Sicherheitstechnische Kenngrößen – Band 1: Brennbare Flüssigkeiten und Gase'', Wirtschaftsverlag NW – Verlag für neue Wissenschaft GmbH, Bremerhaven 2003.</ref> Die [[Grenzspaltweite]] wurde mit 1&nbsp;mm (50&nbsp;°C) bestimmt.<ref name="Brandes" /> Es resultiert damit eine Zuordnung in die [[Explosionsgruppe]] IIA.<ref name="Brandes" /> Die [[Zündtemperatur]] beträgt 625&nbsp;°C.<ref name="Brandes" /> Der Stoff fällt somit in die [[Temperaturklasse]] T1.

== Verwendung ==
Chlormethan wird als Methylierungsmittel in der organischen Chemie, als Polymerisationsmedium für [[Butylkautschuk]] (verflüssigt bei ca. −90&nbsp;°C), zur [[Veretherung]] von [[Alkohole]]n und [[Phenole]]n sowie bei der [[Silikone|Silikon]]<nowiki />herstellung eingesetzt. Seine hohe [[Verdampfungsenthalpie]] ermöglicht auch einen Einsatz als [[Kältemittel]]. Früher wurde es zur [[Narkose]], aber auch als lokales Kälte[[anästhetikum]] verwendet.

== Toxizität und Risikobewertung ==
Das betäubende Gas löst Störungen des [[Zentralnervensystem]]s aus und schädigt [[Leber]], [[Niere]] und [[Herz]]. Methylchlorid gilt als Stoff mit begründetem Verdacht auf krebserzeugendes Potential und der Fruchtschädigung.

Chlormethan wurde 2012 von der EU gemäß der [[Verordnung (EG) Nr. 1907/2006]] (REACH) im Rahmen der [[Stoffbewertung]] in den fortlaufenden Aktionsplan der Gemeinschaft ([[CoRAP]]) aufgenommen. Hierbei werden die Auswirkungen des [[Chemischer Stoff#Definitionen des Gesetzgebers|Stoffs]] auf die menschliche Gesundheit bzw. die Umwelt neu bewertet und ggf. Folgemaßnahmen eingeleitet. Ursächlich für die Aufnahme von Chlormethan waren die Besorgnisse bezüglich der Einstufung als [[CMR-Stoff]], hohes Risikoverhältnis (''[[Risk Characterisation Ratio]]'', RCR) sowie als potentieller [[endokriner Disruptor]]. Die Neubewertung fand ab 2012 statt und wurde von [[Italien]] durchgeführt. Anschließend wurde ein Abschlussbericht veröffentlicht.<ref>[[Europäische Chemikalienagentur]] (ECHA): [https://echa.europa.eu/documents/10162/694abb41-08c1-e0e6-a843-0299d6f70817 ''Substance Evaluation Conclusion and Evaluation Report''].</ref><ref>{{CoRAP-Status |ID=100.000.744 |Name=Chloromethane |Evaluationsjahr=2012 |Status=Concluded |Abruf=2019-03-26}}</ref>

== Literatur ==
* Ohligschläger et al. (2020): ''Chloromethanes'', in: ''[[Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie|Ullmann’s Enzyklopädie der Technischen Chemie]]'', Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim {{DOI|10.1002/14356007.a06_233.pub4}}.
* Marshall, K.A. and Pottenger, L.H. (2016). Chlorocarbons and Chlorohydrocarbons. In Kirk‐Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, Inc (Ed.). [[doi:10.1002/0471238961.1921182218050504.a01.pub3]]

== Weblinks ==
{{Commonscat|Chloromethane|Chlormethan}}
{{Wiktionary}}
* Gordon W. Gribble: ''Umweltgifte von Gabentisch der Natur''. In: ''[[Spektrum der Wissenschaft]]'' Juni 2005, S. 38ff; [https://www.spektrum.de/artikel/833997 PDF]
* [[Europäische Südsternwarte|ESO]]: [https://www.eso.org/public/germany/news/eso1732/ ALMA und Rosetta weisen Freon-40 im Weltall nach] 2. Oktober 2017

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Navigationsleiste Monohalogenmethane}}

{{Normdaten|TYP=s|GND=4133969-1}}

[[Kategorie:Chloralkan]]
[[Kategorie:Kältemittel]]
[[Kategorie:Ozonschicht schädigender Stoff]]