Chlorfluoruhlovodíky

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 10. listopadu 2019; kontroly vyžadují 7 úprav .

Chlorfluoruhlovodíky  jsou organické sloučeniny skládající se výhradně z atomů chloru (Cl), fluoru (F) a uhlíku (C). Existují nižší chlorfluoruhlovodíky (CFC) - nízkovroucí organické sloučeniny na bázi metanu, ethanu a propanové řady, dále vyšší chlorfluoruhlovodíky, což jsou makromolekulární sloučeniny.

Některé CFC mohou být toxické; ve vysokých dávkách ovlivňují kardiovaskulární a nervový systém, způsobují rozvoj vazospasmu a narušení mikrocirkulace krve. Ovlivňují játra a v důsledku vývoje otravy i ledviny. Ničí plicní membrány, zejména v přítomnosti nečistot organických rozpouštědel a tetrachlormethanu - vzniká emfyzém a jizvy.

Chlorfluoruhlovodíky - Nemíchejte se stlačeným vzduchem, stabilita je přehnaná. Při zahřívání ve směsi se vzduchem se rozkládají za vzniku halogenovodíků a fosgenů.

Chlorfluoruhlovodíky – flegmatizují spalování uhlovodíků.

Předpokládá se, že impulsem pro průmyslové využití chlorfluoruhlovodíků byl návrh Thomase Midgleye , amerického chemika a strojního inženýra, pro jejich použití v lednicích namísto dříve používaných toxických a výbušných chladiv ( čpavek a kyselý plyn ). Následně se nižší chlorfluoruhlovodíky (CFC) staly široce používány jako pohonné látky v aerosolových plechovkách , nadouvadla a výbušná rozpouštědla.

Vyšší chlorfluoruhlovodíky jsou široce používány jako kalibrační a bariérové ​​kapaliny v kontaktu s agresivními médii (koncentrované kyseliny, halogeny, kapalný kyslík a další oxidační činidla), jako kapalná nehořlavá dielektrika a jako maziva.

Nejběžnějším zástupcem je difluordichlormethan (Freon R 12, Freon-12, Freon-12, CFC-12, R-12). Mnoho chlorfluoruhlovodíků se široce používá jako chladiva , hnací plyny (v aerosolových systémech) a rozpouštědla. Vzhledem k tomu, že chlorfluoruhlovodíky přispívají k poškozování ozonové vrstvy v horních vrstvách atmosféry, výroba těchto sloučenin byla podle Montrealského protokolu postupně ukončena a jsou nahrazovány jinými produkty, jako jsou hydrofluoruhlovodíky (HFC) [1] , včetně R-410A a R-134a [2] [3] .

Nižší chlorfluoruhlovodíky

Nižší chlorfluoruhlovodíky (CFC) [4]
Chlorfluoruhlovodík (CFC) Chemický vzorec Technické označení

podle ISO č. 817-74

teplota varu,

°C

Trifluorchlormethan CF3Cl _ _ R-13
Difluordichlormethan CF2Cl2 _ _ _ R-12
Fluortrichlormethan CFCl3 _ R-11 23,65
Pentafluorchlorethan CF3CF2Cl _ _ _ _ R-115
1,1,2,2-tetrafluordichlorethan CF2ClCF2Cl _ _ _ _ R-114 3.5
1,1,1-trifluortrichlorethan CF3CC13 _ _ _ R-113a 45.9
1,1,2-trifluortrichlorethan CF2ClCFCl2 _ _ _ R-113 47,5
1,2-Difluortetrachlorethan CFCl2CFCl2 _ _ _ R-112 92,8
1,2-dichlorhexafluorpropan CF3CFClCF2Cl _ _ _ _ R-216 35.7

Vyšší chlorfluoruhlovodíky

Vyšší chlorfluoruhlovodíky – chlorfluoruhlovodíkové kapaliny, oleje a maziva [4]
název Chemický vzorec
X( CF2CFCl )nX, X=F nebo Cl; n 		Průměrná relativní
molekulová hmotnost
kapalina 11f 1-4 339
kapalina 11f D 1-4 364
kapalina 12f 3-7 383
kapalina 13f 3-7 518
kapalina 13fm 4-8 625
olej 4lf 5-10 715
olej 4f
tuk 3f 		5-10 985
Olej 4f s přídavkem 3-5% polytrifluorchlorethylenu jako zahušťovadla

Získávání metod

Hlavní metodou získávání chlorfluoruhlovodíků je reakce výměny atomů chloru ve výchozí sloučenině za fluor působením fluorovodíku za přítomnosti chloridu antimonitého (V) - Swartsova reakce [5] [6] :

Hexachlorethan lze nahradit perchlorethylenem a chlorem [7] :

Chlorfluoruhlovodíky lze získat fluorací perchlorolefinů [8] :

A chlorace perfluorolefinů nebo hydrofluoruhlovodíků [4] :

Vyšší chlorfluoruhlovodíky se získávají telomerizací trichlorfluorethylenu nebo destrukcí polytrifluorchlorethylenu (fluoroplast 3) při 400–600 °C, následovanou fluorací degradačních produktů fluoridem chloričitým (III) , fluoridem kobaltnatým (III) nebo fluoridem antimonitým (V) . stabilizovat nestabilní skupiny v molekule [4] .

Chemické vlastnosti chlorfluoruhlovodíků

Hydrogenace chlorfluoruhlovodíků probíhá při vysoké teplotě za vzniku fluorovaných uhlovodíků [4] :

Při zvýšené teplotě dochází na katalyzátoru k disproporcionaci chlorfluoruhlovodíků [4] :

V přítomnosti katalyzátoru, chloridu hlinitého, chlorfluoruhlovodíky alkylují halogenolefiny [4] :

Chlorfluoruhlovodíky ethanové a propanové řady podléhají dehalogenaci zinkem v polárním rozpouštědlovém médiu:

Podle této reakce je organizována průmyslová výroba trifluorchlorethylenu [4] .

Vliv na životní prostředí

Prakticky nekontrolované používání nižších chlorfluoruhlovodíků jako aerosolových hnacích látek, nadouvadel, rozpouštědel a chladiv vedlo k hromadění chlorfluoruhlovodíků v atmosféře. Pomocí elektronického Lovelockova detektoru byla detekována přítomnost chlorfluoruhlovodíků v horních vrstvách atmosféry.

Sherwood Rowland předpověděl, že uměle vyrobené chlorfluoruhlovodíky se vlivem slunečního záření v atmosféře rozkládají a tvoří chlór a oxid chloričitý, které mohou účinně ničit molekuly ozonu.

CFCl3 + hν → CFCl2 + Cl , Cl + O 3 → ClO + O 2 , ClO + O → Cl + O2 .

Mario Molina a Paul Crutzen ukázali ochuzující účinek haloalkanů na ozonovou vrstvu stratosféry, která je přirozeným ochranným štítem Země před škodlivým tvrdým ultrafialovým zářením Slunce.

Vídeňská úmluva z roku 1985 a Montrealský protokol o ochraně ozonové vrstvy z roku 1987 zakázaly výrobu nižších chlorfluoruhlovodíků.

V roce 1995 byli Paul Joseph Crutzen, Sherwoord Rowland a Mario Molina oceněni Nobelovou cenou za chemii za práci v chemii atmosféry, zejména ve vztahu k tvorbě a ničení ozonové vrstvy.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ "Změna klimatu." Bílý dům. 6. srpna 2014.
  2. ↑ Mironov, OG Znečištění moře uhlovodíky a jeho vliv na mořské organismy  (anglicky)  // Helgoländer Wissenschaftliche Meeresuntersuchungen : journal. - 1968. - Sv. 17 , č. 1-4 . - str. 335-339 . - doi : 10.1007/BF01611234 . - .
  3. ↑ Smlouva o ozonové vrstvě by mohla řešit superznečišťující HFC Archivováno 19. srpna 2014. . rtcc.org. 15. července 2014
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Průmyslové organofluorové produkty: Ref. vyd. / B. N. Maksimov, V. G. Barabanov, I. L. Serushkin a další - 2. vyd., přel. a další .. - Petrohrad. : "Chemie", 1996. - 544 s. — ISBN 5-7245-1043-X .
  5. ↑ Gudlitsky M. Chemie organických sloučenin fluoru / ed. A. P. Sergeeva. - za od Čecha Yu.I.Weinsteina. - M .: Goshimizdat, 1961. - 372 s.
  6. ↑ Ishikawa N., Kobayashi E. Fluor. Chemie a aplikace / ed. A. V. Fokina. - za z japonštiny od M. V. Pospelova. — M .: Mir, 1982. — 280 s.
  7. ↑ N. S. Vereščagina., A. N. Golubev., A. S. Dědov, V. Ju. Zacharov. Ruský chemický časopis. Časopis Ruské chemické společnosti. D. I. Mendělejev. - "Chemie", 2000. - T. XLIV, číslo 2. - S. 110-114.
  8. ↑ Orekhov V. T., Rybakov A. G., Shatalov V. V. Použití ochuzeného hexafluoridu uranu v organické syntéze. - M. : Energoatomizdat, 2007. - 112 s. - ISBN 978-5-283-03261-0 .
  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích
 Freony (freony)
Fluorované uhlovodíky
Fluorované uhlovodíky
Fluorochlorované uhlovodíky
  • Chlordifluormethan (R22)
  • Fluorodichlormethan (R21)
  • Fluorchlormethan (R31)
  • Tetrafluorchlorethan (R124, R124a)
Chlorfluoruhlovodíky
  • trifluorchlormethan (R13)
  • Difluordichlormethan (R12)
  • trichlorfluormethan (R11)
  • Pentafluorchlorethan (R115)
  • 1,1,2,2-tetrafluordichlorethan (R114)
  • 1,1,1-trifluortrichlorethan (R113a)
  • 1,1,2-trifluortrichlorethan (R113)
  • Difluortetrachlorethan (R112, R112a)
Fluorobromuhlovodíky,
fluorbromkarbony
  • trifluorbrommethan (R13B1)
  • Difluordibrommethan (R12B2)
  • Difluorbrommethan (R22B1)
  • 1,1,2,2-tetrafluordibromethan (R114B2)
  • 1,1,1,2-tetrafluorbromethan (R124B1)
  • 1,1,1,2,3,3-hexafluordibrompropan (R216B2)
  • 1,1,2,2,3,3,4,4-oktafluordibrombutan (R318B2)
Fluorované uhlovodíky
  • trifluorjodmethan (R13I1)
  • Pentafluorjodthan (R115I1)
  • Heptafluorjodpropan