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 200–300 ppm (dès 25 ppm ou seulement vers 600 ppm selon d'autres sources).

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	C(Cl)Cl PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1/CH2Cl2/c2-1-3/h1H2
Apparence	liquide incolore, d'odeur caractéristique.
Propriétés chimiques
Formule	CH2Cl2  [Isomères]
Masse molaire	84,933 ± 0,005 g/mol C 14,14 %, H 2,37 %, Cl 83,48 %,
Moment dipolaire	1,14 D
Diamètre moléculaire	0,460 nm
Propriétés physiques
T° fusion	−95,1 °C
T° ébullition	40 °C
Paramètre de solubilité δ	20,2 J1/2 cm−3/2 (25 °C)
Miscibilité	Non miscible avec l'eau miscible dans l'acétone, l'éther et autres solvants.
Masse volumique	1,33 g cm−3
T° d'auto-inflammation	556 °C
Limites d’explosivité dans l’air	12–25 %vol
Pression de vapeur saturante	à 20 °C : 47,4 kPa
Viscosité dynamique	0,44 cP à 20 °C[réf. souhaitée]
Point critique	63,0 bar, 236,85 °C
Thermochimie
S0liquide, 1 bar	174,5 J/(mol·K)
ΔfH0liquide	−124,3 kJ/mol
Cp	équation : $C_{P}=(26.694)+(8.3984E-2)\times T+(8.9712E-6)\times T^{2}+(-5.0924E-8)\times T^{3}+(1.8726E-11)\times T^{4}$ Capacité thermique du gaz en J·mol-1·K-1 et température en kelvins, de 100 à 1 500 K. Valeurs calculées : 51,33 J·mol-1·K-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$ Cp $({\tfrac {J}{kg\times K}})$ 100 −173,15 35 133 414 193 −80,15 42 897 505 240 −33,15 46 725 550 286 12,85 50 381 593 333 59,85 54 005 636 380 106,85 57 500 677 426 152,85 60 779 716 473 199,85 63 974 753 520 246,85 67 000 789 566 292,85 69 791 822 613 339,85 72 461 853 660 386,85 74 944 882 706 432,85 77 191 909 753 479,85 79 299 934 800 526,85 81 220 956 T (K) T (°C) Cp $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$ Cp $({\tfrac {J}{kg\times K}})$ 846 572,85 82 923 976 893 619,85 84 490 995 940 666,85 85 890 1 011 986 712,85 87 108 1 026 1 033 759,85 88 212 1 039 1 080 806,85 89 188 1 050 1 126 852,85 90 036 1 060 1 173 899,85 90 813 1 069 1 220 946,85 91 521 1 078 1 266 992,85 92 171 1 085 1 313 1 039,85 92 816 1 093 1 360 1 086,85 93 470 1 101 1 406 1 132,85 94 149 1 109 1 453 1 179,85 94 915 1 118 1 500 1 226,85 95 787 1 128
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation	11,32 ± 0,01 eV (gaz)
Propriétés optiques
Indice de réfraction	${\textit {n}}_{D}^{25}$ 1,421
Précautions
SGH
Attention H315, H319, H336, H351, P201, P261, P264, P280, P304+P340+P312 et P308+P313 H315 : Provoque une irritation cutanée H319 : Provoque une sévère irritation des yeux H336 : Peut provoquer somnolence ou vertiges H351 : Susceptible de provoquer le cancer (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) P201 : Se procurer les instructions avant utilisation. P261 : Éviter de respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols. P264 : Se laver … soigneusement après manipulation. P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P304+P340+P312 : En cas d'inhalation : transporter la personne à l’extérieur et la maintenir dans une position où elle peut confortablement respirer. Appeler un CENTRE ANTIPOISON/un médecin en cas de malaise. P308+P313 : En cas d’exposition prouvée ou suspectée : consulter un médecin.
SIMDUT
D1B, D2A, D2B, D1B : Matière toxique ayant des effets immédiats graves. Transport des marchandises dangereuses : classe 6.1 groupe III. D2A : Matière très toxique ayant d'autres effets toxiques cancérogénicité : CIRC groupe 2B. D2B : Matière toxique ayant d'autres effets toxiques. Irritation des yeux chez l'animal ; irritation de la peau chez l'animal. Divulgation à 0,1 % selon la liste de divulgation des ingrédients.
NFPA 704
1 2 0
Transport
60    1593    Code Kemler : 60 : matière toxique ou présentant un degré mineur de toxicité Numéro ONU : 1593 : DICHLOROMÉTHANE Classe : 6.1 Code de classification : T1 : Matières toxiques sans risque subsidiaire : Organiques, liquides ; Étiquette : 6.1 : Matières toxiques Emballage : Groupe d'emballage III : matières faiblement dangereuses.
Classification du CIRC
Groupe 2B : Peut-être cancérogène pour l'Homme
Écotoxicologie
LogP	1,25
DJA	0,05 mg/kg p.c./j
Seuil de l’odorat	bas : 1,2 ppm haut : 440 ppm
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 :

• CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl
• CH₃Cl + Cl₂ → CH₂Cl₂ + HCl
• CH₂Cl₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl
• CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl

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. 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.).
• Sa densité facilite les procédés d'extraction liquide en laboratoire et offre également une bonne alternative au tétrachlorométhane ou chloroforme.
• 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 permettre de tester ces matériaux ;
• 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.

Son caractère très volatil explique un risque d'intoxication aigüe ou chronique par inhalation.

• Le dichlorométhane est métabolisé en monoxyde de carbone par l'organisme qui peut alors subir une intoxication au monoxyde de carbone.
• Selon la littérature médicale, une exposition aiguë par inhalation a provoqué chez un homme de 65 ans (retrouvé inconscient) une neuropathie optique sévère et une attaque du foie (hépatite).
• Le contact prolongé avec la peau peut provoquer des irritations ou des brûlures chimiques par dissolution des tissus adipeux.

C'est une substance classée par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) comme Cancérigène classe 2B, c'est-à-dire « l’agent est peut-être cancérigène pour l’homme ». Le DCM est bien cancérigène chez la souris, mais son mécanisme d'action implique une protéine présente chez la souris mais absente chez l'homme. À ce jour, aucune étude n'a pu montrer ni contredire avec certitude un pouvoir cancérigène avéré chez l'Homme. En revanche, chez l'animal de laboratoire, il a été associé à des cancers du poumon, cancer du foie et cancer du pancréas.

Le dichlorométhane traverse la barrière placentaire, mais une toxicité éventuelle pour le fœtus chez les femmes qui y sont exposées pendant la grossesse n'a pas été prouvée. Cependant, l'expérimentation animale le montre fœtotoxique aux doses qui sont toxiques pour la mère. Aucun effet tératogène n'a été détecté à ce jour chez l'humain.

Précaution, information

Dans beaucoup de pays, les produits chimiques dont ceux contenant du dichlorométhane doivent porter des étiquettes avertissant de ses dangers pour la santé. Toutefois, certains le confondent souvent avec l'essence de térébenthine ou le white spirit, qui présenteraient moins de risques notamment pour la peau, mais qui sont en revanche reconnu comme CMR.

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

Couche d'ozone

Du fait de sa courte vie et sa faible persistance, le dichlorométhane n'a pas été pris en compte dans le protocole de Montréal. Cependant sa concentration aurait doublé entre 2004 et 2014 et le niveau atteint est soupçonné par certains d'être un risque d'agrandissement du trou dans la couche d'ozone.

Voir aussi

Articles connexes

• Halogénométhane
• Chloroalcane
• Solvant
• Cancérogène
• Hydrocarbure aromatique polycyclique
• Toxicologie
• Écotoxicologie

Liens externes

• Fiche toxicologique, INRS
• Fiche Internationale de Sécurité
• (en) Usages durables et recommandations de l'Industrie