- Фреоны
-
Фреоны (хладоны) — техническое название группы насыщенных алифатических фторсодержащих углеводородов, применяемых в качестве хладагентов, пропеллентов, вспенивателей, растворителей. Кроме атомов фтора фреоны могут содержать атомы хлора или брома[1]. Название «фреон» фирмы DuPont (США) в течение многих лет использовалось в литературе как общетехнический термин для хладагентов. В СССР и РФ укоренился термин «хладоны»[2].
Фрео́ны — галогеноалканы, фтор- и хлорсодержащие производные насыщенных углеводородов (главным образом метана и этана), используемые как хладагенты в холодильных машинах (например, в кондиционерах). Кроме атомов фтора, в молекулах фреонов содержатся обычно атомы хлора, реже — брома. Известно более 40 различных фреонов; большинство из них выпускается промышленностью.
Содержание
Свойства
Физические свойства
Фреоны — бесцветные газы или жидкости, без запаха. Хорошо растворимы в неполярных органических растворителях, очень плохо — в воде и полярных растворителях.
Основные физические свойства фреонов метанового ряда.[2] Химическая формула Наименование Техническое обозначение Температура плавления, °C Температура кипения, °C Относительная молекулярная масса CFH3 фторметан R41 -141,8 -79,64 34,033 CF2H2 дифторметан R32 -136 -51,7 52,024 CF3H трифторметан R23 -155,15 -82,2 70,014 CF4 тетрафторметан R14 -183,6 -128,0 88,005 CFClH2 фторхлорметан R31 -- -9 68,478 CF2ClH хлордифторметан R22 -157,4 -40,85 86,468 CF3Cl трифторхлорметан R13 -181 -81,5 104,459 CFCl2H фтордихлорметан R21 -127 8,7 102,923 CF2Cl2 дифтордихлорметан R12 -155,95 -29,74 120,913 CFCl3 фтортрихлорметан R11 -110,45 23,65 137,368 CF3Br трифторбромметан R13B1 -174,7 -57,77 148,910 CF2Br2 дифтордибромметан R12B2 -141 24,2 209,816 CF2ClBr дифторхлорбромметан R12B1 -159,5 -3,83 165,364 CF2BrH дифторбромметан R22B1 -- -15,7 130,920 CFCl2Br фтордихлорбромметан R11B1 -- 51,9 181,819 CF3I трифториодметан R13I1 -- -22,5 195,911 Химические свойства
Фреоны очень инертны в химическом отношении, поэтому они не горят на воздухе, невзрывоопасны даже при контакте с открытым пламенем. Однако при нагревании фреонов свыше 250 °C образуются весьма ядовитые продукты, например фосген COCl2, который в годы первой мировой войны использовался как боевое отравляющее вещество.
Устойчивы к действию кислот и щелочей.
Виды фреонов (хладонов)
В соответствии со степенью воздействия на озоновый слой фреоны (хладоны) делят на следующие группы:
Группа Класс соединений Фреоны (хладоны) Воздействие на озоновый слой A Хлорфторуглероды(CFC) R11, R12, R13, R111, R112, R113, R114, R115
Вызывают истощение озонового слоя Бромфторуглероды R12B1, R12B2, R113B2, R13B2, R13B1, R21B1, R22B1, R114B2
B Хлорфторуглеводороды (HCFC) R21, R22, R31, R121, R122, R123, R124, R131, R132, R133, R141, R142, R151, R221,
R222, R223, R224, R225, R231, R232, R233
Вызывают слабое истощение озонового слоя C Фторуглеводороды(HFC) R23, R32, R41, R125, R134, R143, R152, R161,R227, R236, R245, R254
Озонобезопасные фреоны (хладоны) Фторуглероды (перфторуглеводороды) (CF)
R14, R116, R218, RC318 Наиболее распространены следующие соединения:
- трихлорфторметан (tкип 23,8 °C) — Фреон R11
- дифтордихлорметан (tкип –29,8 °C) — Фреон R12
- трифторхлорметан (tкип –81,5 °C) — Фреон R13
- тетрафторметан (tкип –128 °C) — Фреон R14
- тетрафторэтан (tкип –26,3 °C) — Фреон R134A
- хлордифторметан (tкип –40,8 °C) — Фреон R22
- хлорофторокарбонат (tкип –51,4 °C) — Фреон R407C
- Пентафторэтан / трифторэтан (tкип -46,5 °C) — Фреон R-507
- изобутан (tкип –11,73 °C) — Фреон-R600A (не является галогеналканом, пожаро- и взрывоопасен).
История названия
В 1928 году американскому химику корпорации «Дженерал Моторс» («General Motors Research») Томасу Мидгли (1889—1944) удалось выделить и синтезировать в своей лаборатории химическое соединение, получившее впоследствии название «Фреон». Через некоторое время «Химическая Кинетическая Компания» («Kinetic Chemical Company»), которая занималась промышленным производством нового газа — Фреон-12, ввела обозначение хладагента буквой R (Refrigerant — охладитель, хладагент). Такое наименование получило широкое распространение и со временем полное название хладагентов стало записываться в составном варианте — торговая марка производителя и общепринятое обозначение хладагента. Например: торговая марка GENETRON®AZ-20 соответствует хладагенту R-410A, который состоит из хладагентов R32 (50 %) и R125 (50 %). Существует также торговая марка с таким же названием, как и у химического соединения — FREON® (Фреон), основным правообладателем которой является американская компания «ДюПон» («DuPont»). Это совпадение в названии до сих пор вызывает путаницу и споры — можно ли словом фреон называть произвольные хладагенты.
Правила цифрового обозначения фреонов (хладонов)
По международному стандарту ISO № 817-74 техническое обозначение фреона (хладона) состоит из буквенного обозначения R (от слова refrigerent) и цифрового обозначения:
- первая цифра справа – это числа атомов фтора в соединении;
- вторая цифра справа – это число атомов водорода в соединении плюс единица;
- третья цифра справа – это число атомов углерода в соединении минус единица (для соединений метанового ряда нуль опускается);
- число атомов хлора в соединении находят вычитанием суммарного числа атомов фтора и водорода из общего числа атомов, которые могут соединяться с атомами углерода;
- для циклических производных в начале определяющего номера ставится буква C;
- в случае, когда на месте хлора находится бром, в конце определяющего номера ставится буква B и цифра, показывающая число атомов брома в молекуле.
- в случае, когда на месте хлора находится иод, в конце определяющего номера ставится буква I и цифра, показывающая число атомов иода в молекуле.
Воздействие на окружающую среду
Влияние на озоновый слой
Считается, что причиной уменьшения озона в стратосфере и образование озоновых дыр является производство и применение хлор- и бромсодержащих фреонов.[3] Попадая после использования в атмосферу, они разлагаются под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца. Высвободившиеся компоненты активно взаимодействуют с озоном в так называемом галогеновом цикле распада атмосферного озона.
Подписание и ратификация странами ООН Монреальского протокола привело к уменьшению производства озоноразрушающих фреонов и способствует восстановлению озонового слоя Земли.
В связи с пагубным влиянием озоноразрушающего фреона R22, его использования год от года сокращается в США [4] и Европе, где с 2010 года официально запрещено применять этот фреон. В России c 2011 года прекращен импорт холодильного оборудования, в том числе кондиционеров промышленного и полу-промышленного класса, однако сам фреон пока производится в стране.[5]. На замену фреону R22 должен прийти фреон R-410A, а также Ретрофиты R407C, R422D.
Парниковый эффект
Парниковая активность (англ. GWP — ПГП) фреонов в зависимости от марки варьируется в пределах 1300—8500 раз выше чем у углекислого газа. Основным источником фреона являются холодильные установки и аэрозоли.[6]
Применение
- Используется в качестве рабочего вещества — хладагента в холодильных установках.
- Как выталкивающая основа в газовых баллончиках.
- Применяется в парфюмерии и медицине для создания аэрозолей.
- Применяется в пожаротушении на опасных объектах (например, электростанции, корабли и т. д.)
- Как вспенивающий реагент при производстве полиуретановой продукции.
- В качестве сырья для промышленного производства фторолефинов[2]:
- тетрафторэтилена 2CF2HCl → CF2 = CF2 + 2HCl;
- трифторхлорэтилена CF2ClCFCl2 + Zn → CF2 = CFCl + ZnCl2;
- винилиденфторида CF2ClCH3 → CF2 = CH2 + HCl
См. также
- Киотский протокол (CO2, CH4, HFCs, PFCs, N2O, SF6)
- Монреальский протокол
- Хлорфторуглероды
Примечания
- ↑ Новая иллюстрированная энциклопедия (Ун-Че). — М.: Большая Российская энциклопедия, 2002. — Т. 19. — 255 с. — ISBN 5-85270-218-8
- ↑ 1 2 3 Промышленные фторорганические продукты: справочное издание / Б.Н.Максимов, В.Г.Барабанов, И.Л.Серушкин и др.. — 2-е, перераб. и доп. — СПб: «Химия», 1996. — 544 с. — ISBN 5-7245-1043-X
- ↑ United Nations Environment Programme. Ozone Secretariat. Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2010
- ↑ What You Should Know about Refrigerants When Purchasing or Repairing a Residential A/C System or Heat Pump
- ↑ Рынок хладагентов России в перспективе грядущего вывода гидрохлорфторуглеродов из обращения
- ↑ Фреон — Советы мастера — ремонт холодильников — Mezzon
Для улучшения этой статьи желательно?: - Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
Органические соединения фтора Алканы и циклоалканы Фреоны · Перфторуглеводороды · Тетрафторид углерода
Гексафторэтан · Октафторпропан · Октафторциклобутан · Декафторбутан · Фтороформ · Тетрафторэтан
Хлорфторуглероды · Трихлорфторметан · Дифтордихлорметан
Хлордифторметан · Фторотан · ПерфтордекалинАлкены и алкины Фторолефины · Тетрафторэтилен · Трифторхлорэтилен · Винилиденфторид · Винилфторид · Перфторизобутилен · Гексафторпропилен Спирты и кетоны Трифторэтанол · Фторэтанол · Гексафторацетон Кислоты и ангидриды Трифторуксусная кислота · Фторуксусная кислота · Олигомеры гексафторпропиленоксида · Карбонилфторид Элементоорганические соединения (N,S,P) Трифторметилфенотиазин · Трифтазин · Фторацизин · Фторафур · Фторфеназин · Фторурацил · Зарин · Зоман Ароматические соединения Гексафторбензол · Октафтортолуол · Бензотрифтоид Высокомолекулярные соединения Фторопласты · Политетрафторэтилен · Поливинилиденфторид · Фторкаучуки Категории:- Галогенорганические соединения
- Фреоны
- Галогенированные растворители
- Товарные знаки, ставшие именами нарицательными
Wikimedia Foundation. 2010.