Trichlorethen

Trichlorethen (Trivialname: Trichlorethylen, Trichlor, Tri) ist eine farblose, klare Flüssigkeit. Sie riecht nach Chloroform und ist unentzündlich. Sie wirkt als starkes Lösungsmittel und wurde deshalb früher in Formen- und Walzenwaschmitteln in der Druckindustrie und in metallverarbeitenden Betrieben als Teilereinigungsmittel eingesetzt.

Trichlorethen löst Polyolefine und chemisch verwandte Kunststoffe an und macht sie weich und undurchsichtig.

Gewinnung und Darstellung

Bis Anfang der 1970er-Jahre wurde Trichlorethen meist in einem Zwei-Schritt-Verfahren aus Ethin hergestellt. Zunächst wird Ethin mit Chlor und einem Eisenchlorid-Katalysator bei 90 °C zu 1,1,2,2-Tetrachlorethan umgesetzt^[6] :

$ \mathrm {HC{\equiv }CH+2\ Cl_{2}\rightarrow Cl_{2}CHCHCl_{2}} $

Das 1,1,2,2-Tetrachlorethan wurde dann zu Trichlorethen dehydrochloriert. Dies kann entweder mit einer wässrigen Lösung von Calciumhydroxid^[7]

$ \mathrm {2\ Cl_{2}CHCHCl_{2}+Ca(OH)_{2}\rightarrow } $$ \mathrm {2\ ClCH{\mathord {=}}CCl_{2}+CaCl_{2}+2\ H_{2}O} $

oder in der Gasphase durch Erhitzen auf 300–500 °C mit einem Barium- oder Calciumchlorid-Katalysator geschehen:

$ \mathrm {Cl_{2}CHCHCl_{2}\rightarrow ClCH{\mathord {=}}CCl_{2}+HCl} $

Heute wird Trichlorethen meist aus Ethen produziert. Dieses wird zuerst mit Hilfe eines Eisenchlorid-Katalysator durch Chlorierung in 1,2-Dichlorethan umgewandelt

$ \mathrm {CH_{2}{\mathord {=}}CH_{2}+Cl_{2}\rightarrow ClCH_{2}CH_{2}Cl} $

und dann bei 400 °C mit zusätzlichem Chlor in Trichlorethen umgewandelt.

$ \mathrm {ClCH_{2}CH_{2}Cl+2\ Cl_{2}\rightarrow ClCH{\mathord {=}}CCl_{2}+3\ HCl} $

Diese Reaktion kann durch eine Vielzahl von Stoffen katalysiert werden. Der am häufigsten verwendete Katalysator ist eine Mischung aus Kaliumchlorid und Aluminiumchlorid. Allerdings können auch verschiedene Formen von porösem Kohlenstoff verwendet werden. Diese Reaktion produziert als Nebenprodukt auch Tetrachlorethen, welches, je nach Menge von zugeführtem Chlor, auch Hauptprodukt werden kann. Typischerweise werden Trichlorethen und Tetrachlorethen gesammelt und dann durch Destillation abgetrennt.^[2]

Verwendung

Aufgrund seiner guten fettlösenden Eigenschaft, der Flüchtigkeit und Nichtbrennbarkeit ist Trichlorethen, neben verwandten Verbindungen wie z. B. Perchlorethen, eines der gebräuchlichsten Reinigungs-, Entfettungs- und Extraktionsmittel gewesen. Es fand beispielsweise Verwendung in der Metall- und Glasindustrie, bei der Chemischen Reinigung und in der Textilbearbeitung. Noch heute ist es von Bedeutung als Schwerflüssigkeit bei Mineralien und als Zwischenprodukt bei chemischen Synthesen. Außerdem wird es in der Bitumen- und Asphaltindustrie als Lösemittel für Bitumen verwendet.

Sicherheitshinweise

Trichlorethen ist gesundheitsschädlich und stark narkotisierend: Das Einatmen von Luft mit 200 ppm führt zu Müdigkeit. Es wurde von der MAK-Kommission als krebserzeugend (vor allem Nierenkrebs) (Kategorie 2^[1][1]) und keimzellmutagen (Kategorie 3B) eingestuft. Es ist als „giftig“ zu kennzeichnen.

Luftgrenzwert am Arbeitsplatz: In Deutschland besteht zurzeit kein verbindlicher Grenzwert. In der Europäischen Union empfiehlt der Wissenschaftlichen Ausschuss für Maximale Arbeitsplatzkonzentrationen (SCOEL) einen Grenzwert für Arbeitnehmer von 10 ppm (54,7 mg/m³) für 8-Stunden-TWA und von 30 ppm (164,1 mg/m³) für STEL (15 Min.)^[8]. In den USA beträgt der Grenzwert 50 ppm.

Akute Vergiftungen führen zu Hirnschäden, Erblindung und zur Aufhebung der Geruchs- und Geschmacksempfindung.

Im Körper wird es durch Monooxygenasen zu Trichlorethenoxid, Trichloracetaldehyd, Trichlorethanol und Trichloressigsäure umgewandelt. Trichlorethanol wird glukoronidiert und mit dem Urin ausgeschieden, während sich die Trichloressigsäure wegen ihrer starken Bindung an Eiweiße des Blutplasma anreichert und neurotoxisch wirkt.

Gesetzgebung

Bestehende EU-Rechtsvorschriften für den Schutz von Arbeitnehmer vor einer möglichen Gesundheitsgefährdung durch chemische Stoffe (ua Chemische Arbeitsstoffe Richtlinie 98/24/EG^[9] und Karzinogene Stoff-Richtlinie 2004/37/EG^[10]) geben keine verbindliche Mindestanforderungen für eine Risikokontrolle bei Arbeitnehmern während der Nutzungsphase oder während des gesamten Lebenszyklus von Trichlorethylen. Falls jedoch die laufenden Diskussionen im Rahmen der Karzinogen-Richtlinie die Festlegung eines verbindlichen Maximalen Arbeitsplatzkonzentration für Trichlorethylen für den Schutz der Arbeitnehmer zur Folge haben, kann diese Schlussfolgerung überprüft werden.

Die VOC-Richtlinie 1999/13/EG^[11] und die Richtlinie über Industrieemissionen 2010/75/EU^[12] stellen verbindliche Mindestanforderungen für die Emissionen von Trichlorethylen für die Umwelt, einschließlich der Emissionen für die Reinigung von Oberfläche. Aktivitäten mit einem Lösemittelverbrauch unterhalb einer vorgegebenen Schwelle sind durch diese Mindestanforderungen nicht abgedeckt.

Einzelnachweise