Freon

Freon 12, strukturna formula

Freon je zbirno ime za več vrst plinov, ki se uporabljajo v hladilnih strojih.

Freoni so fluorovi in klorovi derivati metana in etana, plinov iz skupine halogen alkanov, ki so se uporabljali v hladilnih tehnikah kot hladila. Kratice za najpomembnejše tipe freonov so CFC ali HCFC.

Najbolj poznana freona sta R-12 in R-22, ki sta najpomembnejša v proizvodnji hladilnih sistemov. Freoni so v vodi netopni, vendar prodirajo visoko v stratosfero (plast Zemljinega ozračja v višini med 15 in 50 km nad zemeljsko površino), ker so inertni v kemičnih reakcijah.

Čeprav je napačno, se je to ime začelo uporabljati za skoraj vse vrste hladilnih medijev, ne glede na njihovo kemično sestavo. Zaradi tega je prišlo do prav absurdnih situacij, da se freonom imenujejo tudi plini, kot so metan, etan, propan in podobno.

Značilnosti

Freon je nevnetljiv plin brez barve, vonja, okusa in ni strupen. To je dokazal Thomas Midgley z vdihavanjem tega plina in izpihavanjem v odprt plamen sveče. Za svoje namene je plin izpolnil vsa pričakovanja, a namembnost ni potreboval iskati, saj je namembnost našla njega. Do leta 1935, pet let od odkritja Freona, je bilo prodanih čez 8 milijonov hladilnikov. Nekaj desetletij po odkritju freona so odkrili njegovo škodljivost za celotno življenje na Zemlji, čeprav je za to njegov izumitelj Thomas Midgley vedel že od samega začetka. Osvinčen bencin, enega največjih onesnaževalcev atmosfere, je odkril isti izumitelj.

Škodljivost

Ozon je altropska modifikacija kisika, ki je od le-tega lažji. Nahaja se 15–20 km nad zemeljsko površino in ustvarja sloj, ki nas ščiti pred UV žarki. Brez njega bi izumrlo celotno življenje na zemlji. Freon je prav tako kot ozon lažji od zraka, kar pomeni da se bo v atmosfero povzpel do ozona, kjer bo ostal in reagiral. Ko se ena molekula freona CCl3F(g) povzpne do ozonskega sloja, bo izpostavljena UV žarkom, kar bo privedlo do razpadanja molekule na CCl2F(g) + Cl(g). Dalje bojo te razpadle molekule reagirale direktno z ozonom Cl(g) + O3(g) --> ClO(g) + O2(g) , ClO(g) + O(g) --> O2(g) + Cl(g) Iz tega lahko zaključimo, da ena molekula freona lahko uniči veliko molekul ozona. Z merjenjem je ugotovljeno, da ena molekula freona v atmosferi ostaja 50 do 100 let, kar nas prevede do zaključka, da bomo zaradi posledic uporabe freona trpeli še dolgo. Edina dolgoročna rešitev problema je izpodrivanje freona iz uporabe, oz. iskanje ali koriščenje obstoječih alternativ.

Zgodovina

Za hladilnike, ki so obstajali v tridesetih let dvajsetega stoletja,so za hladilno sredstvo uporabljali strupene pline: amonijak (NH3), klorometan ali metilni klorid (CH3Cl ali R-40 ali HCC 40) in žveplov dioksid (SO2). Po velikih nezgodah, ki jih je povzročilo curljanje iz hladilnikov, so se jih ljudje počasi znebili. Tako so tri znane svetovne tovarne vidle možnost za inovacijo in dobiček, zato so združile moč in se osredotočile na manj nevarne hladilne metode. Ta podjetja so se imenovala Frigidaire, DuPont i General Motors.

Leta 1928 je Thomas Midgley Ml., pomočnik Charlesa Franklina Ketteringa izumil 'čarobno mešanico' sestavljeno iz nekaj različnih fluorokloroalkanov (CFC) ki jo je imenoval Freon.

Vrste

Odvisno od namembnosti, se koristijo različne vrste freona:

Freon 12

Freon

Imena
IUPAC ime Diklordifluormetan
Druga imena Karbon diklorid difluorid, Dikloro-difluor-metan, Diklordifluormetan , Freon 12, R-12, CFC-12, P-12, Propellant 12, Halon 122, Arcton 6, Arcton 12, E940
Identifikatorji
Številka CAS	75-71-8
3D model (JSmol)	Interaktivna slika
ChemSpider	6151
EC število	200-893-9
KEGG	D03789
PubChem CID	6391
RTECS število	PA8200000
UNII	OFM06SG1KO
UN število	1028
InChI InChI=1S/CCl2F2/c2-1(3,4)5 Key: PXBRQCKWGAHEHS-UHFFFAOYSA-N InChI=1/CCl2F2/c2-1(3,4)5 Key: PXBRQCKWGAHEHS-UHFFFAOYAX
SMILES ClC(Cl)(F)F
Lastnosti
Kemijska formula	CCl2F2
Molska masa	120.91 g/mol
Videz	Brezbarvni plin z vonjem po etru
Gostota	1.486 g/cm³ (−29.8 °C)
Tališče	−157.7 °C (115.5 K)
Vrelišče	−29.8 °C (243.3 K)
Topnost v vodi	0.286 g/l at 20 °C
log P	2.16
Parni tlak	568 kPa (20 °C)
kH	0.0025 mol kg-1 bar-1
Nevarnosti
Glavne nevarnosti	Tanjšanje ozonskega plašča
Plamenišče	Negorljiv
Če ni navedeno drugače, podatki veljajo za material v standardnem stanju pri 25 °C, 100 kPa).
Sklici infopolja

Freon 12 ali R-12 (Diklordifluormetan), kemijske oznake $CCl_{2}F_{2}$ je najpogosteje uporabljen plin CFC tipa, in nekoč je bil osnovni plin v hladilnih sistemih, uporabljali so ga tudi kot sredstvo za čiščenje, pogonsko sredstvo v steklenicah pod tlakom (razni spreji). Uporaba freona 12 se je prepovedala leta 1987 po protokolu iz Montreala zaradi velikega vpliva na ozonski plašč. Freon se je uporabljal od leta 1930.

Fizikalne lastnosti

Gostota	Vrednost
Gostota (ρ) pri -29.8 °C (gas)	6.25 kg.m−3
Gostota (ρ) pri 15 °C (gas)	5.11 kg.m−3
Trojne temperaturne točke temperature (Tt)	-157 °C (116 K)
Trojne točke pritiska (pt)	10 Pa (0.00010 bar)
Kritična temperatura (Tc)	112 °C (385 K)
Kritični tlak (pc)	4.170 MPa (41.15 bar)
Kritična gostota (ρc)	4.789 mol.l−1
Latentno izparevanje ob vročini (lv)	166.95 kJ.kg−1
Specifična vročinska kapaciteta ob (Cp) ob konstantnem tlaku 30 °C	74 J.mol−1.K−1
Specifična vročinska kapacitetaob konstantnem volumnu (Cv) at 30 °C	65 J.mol−1.K−1
Razmerje toplotne kapacitete (κ) pri 30 °C	1.138889
Parni tlak (η) pri -20 °C	151 kPa
Parni tlak (η) pri 0 °C	300 kPa
Parni tlak (η) pri 16 °C	500 kPa
Parni tlak (η)pri 20 °C	567 kPa
Parni tlak (η) pri 40 °C	960 kPa
Faktor stisljivosti (Z) pri 21 °C	0.995
Viskoznost (μ) pri 0 °C	11.68 μPa.s (0.01168 cP)
Toplotna prevodnost (k)pri 0 °C	9.46 mW.m−1.K−1
Sposobnost tanjšanja ozonskega plašča (ODP)	1.0 (CFC3F = 1)
Potencialnost globalnega segrevanja (GS)	8100 (CO2 = 1)

Freon 22

Freon

Imena
IUPAC ime Klorodifluorometan
Druga imena Difluoromonochlorometan, Monoklorodifluorometan, HCFC-22, R-22, Genetron 22, Freon 22, Arcton 4, Arcton 22, UN 1018
Identifikatorji
Številka CAS	75-45-6
3D model (JSmol)	Interaktivna slika
EC število	200-871-9
KEGG	D03789
PubChem CID	6372
RTECS število	PA6390000
InChI InChI=1/CHClF2/c2-1(3)4/h1H
SMILES C(F)(F)Cl
Lastnosti
Kemijska formula	CHClF2
Molska masa	86.47 g/mol
Videz	Brezbarvni plin
Gostota	3.66 kg/m3 at 15 °C, gas
Tališče	-175.42 °C (97.73 K)
Vrelišče	-40.7 C (232.45 K)
Topnost v vodi	0.7799 vol/vol at 25 °C; 3.628 g/l
log P	1.08
Parni tlak	908 kPa at 20 °C
kH	0.033 mol.kg-1.bar-1
Struktura
Oblika molekule	Tetrahedral
Nevarnosti
Glavne nevarnosti	Nevaren za oklolje(N), Centralni živčni sistem , Carc. Cat. 3
R-stavki (zastarelo)	Predloga:R59
S-stavki (zastarelo)	(S23), S24, S25, R59
NFPA 704 (diamant ognja)	1 1
Če ni navedeno drugače, podatki veljajo za material v standardnem stanju pri 25 °C, 100 kPa).
Sklici infopolja

Freon 22 ali R-22 (Klordifluormetan) kemične oznake $CHClF_{2}$ je podoben R-12, ampak namesto enega atoma klora ima atom vodika. Uporabljal se je zelo pogosto, bil pa je tudi prva primerna zamenjava za R-12 ker je njegov vpliv na plašč samo 10% vpliva R-12. Freon 22 je danes izključen iz uporabe.

Fizikalne in kemične lastnosti

Vrelišče:-40,8 °C
Tališče:-160 °C
Gostota: (0 oC, p=1,013 bar): 1,194 kg/l (tekočina)
Parni tlak pri 20 °C: 1043,9 kPa
Topnost v vodi: 3,0 g/l
Izgled: Brezbarvna tekočina. Pri sobni temperaturi brezbarven plin.
Vonj: po etru
Temperatura samovžiga: ni vnetljiv
Meje eksplozivnosti (vol.% v zraku): ni eksploziven
pH vrednost (pri g/l H2O): nevtralna
Viskoznost: 0,000127 mPa.s (tekočina)

Obstojnost in reaktivnost

Stabilnost: Ni razkrajanja pri namenski uporabi.
Materiali, katerim se je treba izogibati: alkalijske kovine, zemeljske alkalijske kovine, praškaste kovinske soli, praškasti Al, Zn, Be, itd.
Nevarni produkti razpada: halogen-vodik, sledovi karbonil-halogenidov

Toksični podatki

Akutna toksičnost: LC50/inhalativen/4h/podgana = 220 ml/l.
Lokalni učinki: Koncentracije bistveno nad eksplozijsko mejno vrednostjo lahko delujejo narkotično. Vdihavanje razkrojnih produktov v visokih koncentracijah lahko povzroči kratko sapo (pljučni edem).
Dolgoročna toksičnost: Pri poskusih na živalih se ni pokazal kancerozni učinek, učinek sprememb dedne zasnove; neg. vpliv na plodnost.
Specifični učinki: Hitro izparevanje tekočine lahko povzroči ozebline.

1,1,1,2-Tetranflouretan

Structure 3-D structure
Imena
IUPAC ime 1,1,1,2-Tetrafluoroetan
Druga imena Genetron 134a HFA-134a HFC-134a R-134a Suva 134a Norflurane
Identifikatorji
Številka CAS	811-97-2
3D model (JSmol)	Interaktivna slika
ChemSpider	12577
EC število	212-377-0
RTECS število	KI8842500
UNII	DH9E53K1Y8
InChI InChI=1/C2H2F4/c3-1-2(4,5)6/h1H2 Key: LVGUZGTVOIAKKC-UHFFFAOYAU
SMILES FCC(F)(F)F
Lastnosti
Kemijska formula	C2H2F4
Molska masa	102.03 g/mol
Videz	Brezbarven plin
Gostota	0.00425 g/cm³, 4.25 Kg/m³, gas
Tališče	-103.3 °C (169.85 K)
Vrelišče	-26.3 °C (246.85 K)
Topnost v vodi	0.15 wt%
Nevarnosti
Glavne nevarnosti	Asphyxiant
S-stavki (zastarelo)	(S2), (S23), Predloga:S24/25, Predloga:S51
NFPA 704 (diamant ognja)	1 1 1
Plamenišče	250 °C (482 °F)
Sorodne snovi
Sorodno refrigerants	Difluorometan Pentafluoroetan
Sorodne snovi	1,1,2,2,2-pentafluoroetan 2-Kloro- 1,1,1,2-tetrafluoroetan 1,1,1-Trikloroetan
Če ni navedeno drugače, podatki veljajo za material v standardnem stanju pri 25 °C, 100 kPa).
Sklici infopolja

Splošno o Tetranflouretan

1,1,1,2 - Tetranflouretan ali R-134a (Genetron 134a, Freon 134a ali HFC-134a), je haloalkansko hladilno sredstvo, ki nima tako velikega vpliva na ozonski plašč kot prva dva primerka. Ker so mu termodinamične lastnosti podobne R-12, od 1990 se vse več uporablja v hladilnih krogih. R-134a spada v skupino Haloalkanov ki nimajo klora v svoji sestavi, vendar je klor kompletno zamenjan atomima vodika. Formula je CH₂FCF₃, in vrelišče od −26.3 °C (−15.34 °F) pri atmosferskem tlaku. Zadjih 10 let se je koncentracija R-134a znatno povečala v zemeljski atmosferi, ravno tako se predvideva da se bo še naprej večala koncentracija r_134a. Čeprav nima vpliva na uničevanje ozonskog plašča, ima znaten vpliv na globalno segrevanje, kot tudi vpliva na pojav kislega dežja.

Zadnje čase se tudi R-134a menja s hladilnimi sredstvi s slabšimi hladilnimi lastnosti, ampak bez kakršnih negativnih vplivov na okolje. To je R-744 ali navadni ogljikov dioksid.

Neka predvidevanja govorijo da bojo v naslednjih 10 letih ozonske luknje največje. Tako naj bi bil leta 2070 ozon enak kot 1980., po tem letu naj bi bila ozonska lukjna vse manjša. No, to je vse zelo vprašljivo, ker se pravzaprav ne ve, ali je mogoča obnova ozonskoga sloja zaradi spremembe klime, ki se pa že dogaja.

Uporaba

1,1,1,2- Tetranflouretan je interni plin, ki se uporablja predvsem kot "visoko- temperaturno" hladilno sredstvo za domače hlajenje in za klimatske naprave v avtomobilih. Te naprave so začeli uporabljati v letu 1990 , kot zamenjavo za R-12. Začeli so ga uporabljati za pihanje plastičnih pen, kot čistilno topilo in kot pogonsko gorivo za zdravila - inhalatorje, zrak v pločevinkah (uporabna npr. za čiščenje elektronski in drugih občutljivih naprav) imenovani Gas duster , ter kot odstranjevalci vlage , sušilci in podobno. 1,1,1,2- Tetranflouretan so uporabljali tudi za hlajenje računalnikov . Prav tako so ga uporabljali za pogonsko gorivo pri replikah orožja (znane igre kot paintball - airsoft , vojaške simulacije).

Tetrafluoroetan je v notranjosti pločevinke v obliki čiste tekočine, ki zavre na sobni temperaturi. Pločevinko z obračanjem med uporabo aktiviramo, oz. deaktiviramo .

V zadnjem času se uporaba tetrafluoretnana omejuje zaradi svojega vpliva k podnebnim spremembam . V EU bo prepovedana uporaba od leta 2011 v vseh novih avtomobilih. SAE Društvo avtomobilskih inženirjev sae je predlagalo, da se 1,1,1,2- tetrafluoretnan (HFC - 134a9, najbolje da nadomestiti z novim flourokemičnim hladilom 2,3,3,3-Tetrafluoropropene ali HFO-1234yf (CF3CF=CH2) v avtomobilskih klimatskih sistemih. Kalifornija lahko prepove prodajo v pločevinkah 1,1,1,2 - tetraflouretana posameznikom, da preprečijo neprofesionalno polnjenje klimatskih naprav. Prepoved je bila v veljavi v Wisconsinu od oktobra leta 1994 na podlagi ATCP 136 , kjer so uvedli prepoved prodaje tretaflouretana v posodah, ki imajo velikost manjšo kot 15 lbs| in v omejitev velja le, če kemikalijo mislijo predelati v hladilno sredstvo. EPA.gov .

Zgodovina 1,1,1,2-tetrafluoroetana

1,1,1,2-tetrafluoroetan se je prvič pojavil leta 1990 leta, kot nadomestek R - 12, diklordifluormetan, ki je imel škodljive lastnosti na ozonski plašč. Raziskave kažejo, da se je v zadnjih 10- ih letih koncentracija 1,1,1,2-tetrafluoroeta močno povečala v Zemeljski atmosferi [1], nedavne raziskave pa so razkrile podvojitev koncentracije v ozračju letih od 2001- 2004 ima pa nepomemben vpliv na tanjšanje ozonskega plašča (ozonski plašč) in na kisli dež, pomemben vpliv pa ima na globalno segrevanje.

Varnost

Če ima 1,1,1,2-tetrafluoroetan kontakt z vročimi plameni, ali vročimi površinami , ki presegajo več kot 250 °C (482°F), to povzroči razgradnjo hlapov in emisije strupenih plinov, vključno z flurovodikom karbonilnim halogenidi. 1,1,1,2 tretaflouretan sam ima smrtno dozo - LD LD₅₀, je smrtna koncentracija že 50% za osebo, pri podganah 1,500 g/m³, zaradi tega je relativno nestrupen. Kakorkoli,ker je v plinastem stanju gostejši od zraka, zato nadomesti zrak v pljučih. To pa lahko povzroči zadušitev, če se ga preveč nabere v pljučih. Zato je zloraba inhalatorjev tako nevarna, ker se nabere preveč plina, kar pa privede do smrtnih primerov.

Pločevinke, ki vsebujejo 1,1,1,2-tetrafluoroetan delujejo tako, da se obrnjen sprej ohladi.1,1,1,2-tetrafluoroetam je pod pritiskom in je stisnjen v tekočino, ki pa pri izhlapevanju absorbira znatno količino toplotne energije iz okolja. V stiku s predmetom mu znatno zniža temperaturo, kar pa privede do izhlapevanja. Pri nepravilni uporabi privede do ozeblin kože, ali pa slepote če pride do kontakta z očmi.

Viri

• inhaltor cfc Arhivirano 2010-07-06 na Wayback Machine.
• Society of atomotive engineers
• kalifornijski zakon
• ozonski plašč

Posebne povezave

• Predloga:ICSC
• Information about HFCs Arhivirano 2011-11-02 na Wayback Machine., European Fluorocarbons Technical Committee (EFCTC)
• MSDS at Oxford University Arhivirano 2002-07-06 na Wayback Machine.
• Concise International Chemical Assessment Document 11, at inchem.org
• Pressure temperature calculator
• The Coexisting Curve of the Refrigerant HFC 134a: Some Scaling Models Arhivirano 2006-09-29 na Wayback Machine.
• R134a 2 phase computer cooling Arhivirano 2008-06-18 na Wayback Machine.