क्लोरोफ्लोरोकार्बन (सीएफसी): यह क्या है, उपयोग, प्रभाव

क्लोरोफ्लोरोकार्बन (सीएफसी) वे अस्थिर यौगिक हैं हाइड्रोकार्बन से प्राप्त होते हैं (आमतौर पर मीथेन और ईथेन), जिसमें एक या अधिक हाइड्रोजन परमाणुओं को फ्लोरीन या क्लोरीन परमाणुओं द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। क्लोरोफ्लोरोकार्बन भी कहा जाता है, ऐसे यौगिकों को आमतौर पर संक्षिप्त नाम सीएफसी द्वारा संदर्भित किया जाता है। सीएफसी को उनकी कम प्रतिक्रियाशीलता के लिए जाना जाता है, तथ्य यह है कि वे गैर-ज्वलनशील होते हैं, उनका क्वथनांक कम होता है, और वे गंधहीन, स्वादहीन, रंगहीन और कम विषाक्तता वाले होते हैं।

क्लोरोफ्लोरोकार्बन का उपयोग मुख्य रूप से शीतलक के रूप में किया जाता है, इसका उत्पादन 1930 के दशक में शुरू हुआ था 1970 के दशक में यह चरम पर था, जब यह महसूस किया गया कि ऐसे यौगिक ओजोन परत के क्षरण के लिए जिम्मेदार थे। समतापमंडल. तब से, मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल ने इसके उपभोग, आयात और निर्यात के लिए सख्त नियम स्थापित किए हैं, जिससे सीएफसी की खपत दशकों पहले की तुलना में बहुत कम हो गई है।

यह भी पढ़ें: कार्बन मोनोऑक्साइड-इस रंगहीन, गंधहीन और अत्यधिक जहरीली गैस के खतरे

इस लेख के विषय

• 1 - क्लोरोफ्लोरोकार्बन (सीएफसी) पर सारांश
• 2 - सीएफसी क्या है?
• 3 - सीएफसी फार्मूला
• 4 - क्लोरोफ्लोरोकार्बन (सीएफसी) के लक्षण
• 5 - सीएफसी कहां मिलेगा?
• 6 - पर्यावरण के लिए सीएफसी के उपयोग के परिणाम
• 7-वातावरण में सीएफसी का नियंत्रण
• 8 - क्लोरोफ्लोरोकार्बन (सीएफसी) कैसे प्रकट हुए?

क्लोरोफ्लोरोकार्बन (सीएफसी) पर सारांश

• क्लोरोफ्लोरोकार्बन या क्लोरोफ्लोरोकार्बन हाइड्रोकार्बन के अस्थिर व्युत्पन्न हैं जिनमें हाइड्रोजन परमाणुओं के स्थान पर क्लोरीन या फ्लोरीन परमाणु होते हैं।
• इन्हें आमतौर पर संक्षिप्त नाम सीएफसी द्वारा संदर्भित किया जाता है।
• सीएफसी रासायनिक रूप से स्थिर, गैर-ज्वलनशील, गंधहीन, स्वादहीन, रंगहीन, कम विषाक्तता वाले और कम क्वथनांक वाले होते हैं।
• इन्हें मुख्य रूप से शीतलक के रूप में उपयोग किया जाता है और इन्हें व्यापार नाम फ़्रीऑन के तहत बेचा जाता था।
• इनका उत्पादन 1930 के दशक में शुरू हुआ और 1970 के दशक में अपने चरम पर पहुंच गया, हालांकि, यह महसूस किया गया कि ऐसे यौगिक समताप मंडल में ओजोन परत को कम करने के लिए जिम्मेदार थे।
• 1970 के दशक के अंत में, मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल की स्थापना की गई, जिसने उपभोग पर सख्त नियंत्रण लाया, सीएफसी का उत्पादन, आयात और निर्यात, इसके उपयोग और व्यावसायीकरण को काफी कम कर रहा है यौगिक.

सीएफसी क्या है?

सीएफसी एक वर्ग का संक्षिप्त रूप है क्लोरोफ्लोरोकार्बन नामक यौगिक (जिसे क्लोरोफ्लोरोकार्बन या क्लोरोफ्लोरोकार्बन भी कहा जाता है), से मिलकर बनता है हाइड्रोकार्बन के अस्थिर व्युत्पन्न (सामान्य रूप में, मीथेन और ईथेन), जिसमें एक या अधिक हाइड्रोजन परमाणुओं को फ्लोरीन या क्लोरीन परमाणुओं द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

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सीएफसी फार्मूला

सीएफसी आमतौर पर होते हैं सामान्य सूत्र CCl_एनएफ_4–एन, जब मीथेन से प्राप्त होता है, और सी₂क्लोरीन_एनएफ_6-एन, जब ईथेन से प्राप्त किया जाता है। इस स्थिति में, "n" का मान शून्य नहीं हो सकता। सीएफसी अपने व्यावसायिक नामकरण के लिए भी प्रसिद्ध हैं, जो यह इंगित करने के लिए संख्याओं का उपयोग करता है कि हम किस सीएफसी का उल्लेख कर रहे हैं। इस नामकरण का सामान्य सूत्र हैसीएफसी-एक्सवाई, जहां X हाइड्रोजन प्लस एक इकाई (H + 1) की संख्या है, जबकि Y फ्लोरीन परमाणुओं की संख्या है।

इस नामकरण में क्लोरीन परमाणु प्रकट नहीं होते हैं, लेकिन अगर हम कार्बन परमाणुओं को याद रखें तो उन्हें आसानी से पहचाना जा सकता है केवल चार रासायनिक बंधन बनाएं. इसलिए, सीएफसी-11 में 1 कार्बन परमाणु है, कोई हाइड्रोजन परमाणु नहीं है (एक्स = 1, इसलिए, एच + 1 = 1, इसलिए, एच = 0) और 1 फ्लोरीन परमाणु (वाई = 1)। चूंकि कार्बन 4 बंधन बनाता है, और अब तक केवल 1 फ्लोरीन परमाणु की पहचान की गई है, तो 3 क्लोरीन परमाणु हैं, यानी सीएफसी-11 सीसीएल है₃एफ।

इसी प्रकार, सीएफसी-22 में 1 कार्बन परमाणु, 1 हाइड्रोजन परमाणु, 2 फ्लोरीन परमाणु होते हैं और, क्योंकि कार्बन 4 रासायनिक बंधन बनाता है, केवल 1 क्लोरीन परमाणु होता है; इसलिए, CFC-22 CHClF है₂.

के लिए दो या दो से अधिक कार्बन परमाणुओं वाले सीएफसी में सामान्य सूत्र सीएफसी-एक्सवाईजेड अपनाया जाता है, किस पर:

• X एक इकाई (C - 1) से घटाए गए कार्बन की संख्या है।
• Y हाइड्रोजन की संख्या प्लस एक इकाई (H + 1) है।
• Z उपस्थित फ्लोरीन परमाणुओं की संख्या है।

इसी प्रकार, क्लोरीन परमाणुओं को कार्बन परमाणु के चार बंधों के आधार पर अंतर से लिया जाता है। हालाँकि, याद रखें कि एक कार्बन-कार्बन बंधन होगा, इसलिए लिंकर्स की कुल संख्या छह के बराबर होगी (बिल्कुल इथेन की तरह)।

उदाहरण के लिए, सीएफसी-113 में एक्स = 1 है, इसलिए इसमें 2 कार्बन परमाणु हैं (सी - 1 = 1, सी = 2); Y = 1 है, इसलिए इसमें कोई हाइड्रोजन परमाणु नहीं है (H + 1 = 1, H = 0); इसमें Z = 3 है, इसलिए इसमें 3 फ्लोरीन परमाणु हैं। इस प्रकार, हम कह सकते हैं कि सीएफसी-113 सी है₂क्लोरीन₃एफ₃.

यह भी देखें: हाइड्रोकार्बन का नामकरण कैसे परिभाषित किया जाता है?

क्लोरोफ्लोरोकार्बन (सीएफसी) के लक्षण

सीएफसी में भौतिक और रासायनिक विशेषताएं हैं जो उनके मुख्य औद्योगिक और वाणिज्यिक उपयोग को उचित ठहराती हैं, वे हैं:

• ज्वलनशील;
• फीका (बेस्वाद);
• गंधहीन (कोई गंध नहीं);
• कम विषाक्तता;
• अच्छा रासायनिक स्थिरता;
• उपयोग के दौरान कम संक्षारणशीलता;
• कम लागत;
• अस्थिर (क्वथनांक 0 डिग्री सेल्सियस के करीब);
• उचित लागत।

क्लोरोफ्लोरोकार्बन (सीएफसी) का उपयोग कहाँ किया जाता है?

सीएफसी का उपयोग रेफ्रिजरेंट के रूप में किया जाता है।

अपनी सुरक्षा, अस्थिरता, लागत और रासायनिक स्थिरता के कारण, सीएफसी उपयोग के लिए अच्छे यौगिक साबित हुए हैं जैसा:

• विलायक;
• अग्नि शामक;
• एरोसोल कैन में प्रणोदक (जैसे स्प्रे डिओडोरेंट);
• रेफ्रिजरेंट गैसों के रूप में (रेफ्रिजरेटर, फ्रीजर और रेफ्रिजरेटिंग उपकरणों में);
• पॉलीयुरेथेन जैसे फोम के उत्पादन में ब्लोइंग एजेंट के रूप में।

सीएफसी को ड्यूपॉन्ट रासायनिक उद्योग द्वारा पंजीकृत नाम फ़्रीऑन के तहत बाज़ार में बेचा गया था।

सीएफसी कहां मिलेगा?

आज ग्रह पर मौजूद अधिकांश सीएफसी मानवजनित (मानव) मूल के हैं। अध्ययन यह साबित करते हैं प्राकृतिक गतिविधि से प्राप्त सीएफसी की मात्रा मनुष्यों द्वारा उत्पादित सीएफसी की मात्रा की तुलना में बहुत कम है. बर्फ से बहुत कम निचली परतों की रीडिंग से संकेत मिलता है कि, 19वीं शताब्दी में, वायुमंडल में सीएफसी की सांद्रता व्यावहारिक रूप से शून्य थी।

वास्तव में, सीएफसी का उत्पादन 1930 के दशक में शुरू हुआ, 1970 और 1980 के दशक में चरम पर था, और डेटा प्रदर्शित करें कि सीएफसी-11 और सीएफसी-12 का उत्पादन 1931 में 100 टन से बढ़कर 583 हजार टन हो गया 1980. इसका उत्पादन 1980 के दशक के अंत में मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल की स्थापना के साथ ही बंद हो गया. उत्पादित अधिकांश सीएफसी स्थानांतरित हो जाते हैं वायुमंडल की ऊपरी परतें, जैसे कि समताप मंडल, जिसका पृथ्वी पर हमारे जीवन पर गंभीर प्रभाव पड़ता है।

पर्यावरण के लिए सीएफसी के उपयोग के परिणाम

सीएफसी के बड़े पैमाने पर उपयोग ने ओजोन परत को अचानक प्रभावित किया है।

सीएफसी नामक समस्या से निकटता से जुड़े हुए हैंओजोन परत में छेद, एक समृद्ध परत ओजोन (ओ₃), सौर विकिरण के भाग को अवशोषित करने के लिए जिम्मेदार है, और जो समताप मंडल (स्थलीय मिट्टी के संबंध में 15-30 किमी) में स्थित है।

हवा से सघन होने के बावजूद, सीएफसी रासायनिक रूप से स्थिर होते हैं अंत में निचली परतों से ले जाया जा रहा है दबाव और तापमान में अंतर के परिणामस्वरूप वायुमंडल (क्षोभमंडल) से समतापमंडल तक। इस तरह के इंटरलेयर मिश्रण तंत्र हवा से सीएफसी को हटाने के लिए रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक समय से अधिक तेज़ होते हैं। अंततः उन्हें हवा और दूषित पदार्थों के पैकेज में ले जाया जाता है, ठीक उसी तरह जैसे लोगों को गर्म हवा के गुब्बारे में ले जाया जाता है।

क्षोभमंडल में समाप्त हो जाना और समतापमंडल तक नहीं पहुँचना, सीएफसी के निपटान के केवल दो तरीके हैं:निक्षेपण (बारिश द्वारा) या प्रतिक्रिया. ऐसा होता है कि ऐसे यौगिक पानी में खराब घुलनशील होते हैं और इसलिए, सीएफसी गैसों को खत्म करने के लिए बारिश एक अच्छा तंत्र नहीं है। जहां तक ​​प्रतिक्रियाओं का सवाल है, ऑक्सीकरण एजेंटों की आवश्यकता होती है, जैसे हाइड्रॉक्सिल रेडिकल, नाइट्रेट या ओजोन।

हालाँकि, ऐसे ऑक्सीकरण रेडिकल्स के साथ स्थिरता और कम प्रतिक्रियाशीलता को देखते हुए, सीएफसी लंबे समय तक हवा में रहते हैं और चुपचाप समतापमंडल तक पहुंच जाएं। केवल तुलना के लिए, हाइड्रॉक्सिल रेडिकल को सीएफसी के साथ प्रतिक्रिया करने में 80 साल लगते हैं, मेथनॉल के साथ प्रतिक्रिया करने में लगभग 17 दिन लगते हैं।

एक बार समताप मंडल में, सी.एफ.सी फोटोलिसिस प्रतिक्रिया से गुजरना पड़ सकता है (प्रकाश की क्रिया से टूट जाता है) और क्लोरीन रेडिकल्स छोड़ता है। उदाहरण के तौर पर, हम CFC-11 (CFCl.) का उपयोग करेंगे₃) और सीएफसी-12 (CF₂क्लोरीन₂):

• सीएफसी का फोटोलिसिस: सीएफसीएल₃ (या सीएफ₂क्लोरीन₂) + प्रकाश → सीएफसीएल₂ (या सीएफ₂सीएल) + सीएल
• हे हानि₃ मध्य और ऊपरी समताप मंडल में:

सीएल + ओ₃ → क्लो + ओ₂

सीएलओ + ओ → सीएल + ओ₂

वैश्विक: द₃ +ओ → 2ओ₂

• हे हानि₃ निचले समताप मंडल में:

सीएल + ओ₃ → क्लो + ओ₂

क्लो + एचओ₂ → HOCl + O₂

एचओसीएल + प्रकाश → सीएल + ओएच

ओह + ओ₃ → हो₂ + ओ₂

कुल मिलाकर: 2O₃ → 30₂

यह अब वैज्ञानिक सहमति है आप सीएफसी प्रमुख एजेंट हैं 1970 के दशक के अंत में अंटार्कटिक क्षेत्र में ओजोन परत में छेद का पता चला.

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वातावरण में सीएफसी का नियंत्रण

वातावरण में सीएफसी को नियंत्रित करने और ओजोन परत में कमी के प्रति अपनी चिंता प्रदर्शित करने के एक तरीके के रूप में, 1985 में, कई देश ऑस्ट्रिया में, अधिक सटीक रूप से वियना में मिले, ओजोन परत के संरक्षण के लिए वियना कन्वेंशन. यह घटना 1987 में मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल के निर्माण के लिए बेहद महत्वपूर्ण थी ओजोन परत को नष्ट करने वाले पदार्थ, एक अंतरराष्ट्रीय संधि जो पहले दिन से प्रभावी हुई 1989 से.

मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल पर ब्राज़ील सहित कई देशों ने हस्ताक्षर किए, जिसने डिक्री संख्या के माध्यम से अपने कार्यों को कानूनी प्रभाव दिया। मुख्य उद्देश्य प्रगतिशील होगा ओजोन परत को ख़राब करने वाले तथाकथित पदार्थों के उत्पादन और खपत को कम करना (एसडीओ) इसके पूर्ण उन्मूलन तक।

मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल एकमात्र बहुपक्षीय पर्यावरण समझौता है जिसका अपनाना सार्वभौमिक है, यानी 197 राज्य ओजोन परत की रक्षा के लिए प्रतिबद्ध हैं। ब्राज़ील में, सीएफसी का आयात करना प्रतिबंधित है, जैसे ओडीएस का कोई राष्ट्रीय उत्पादन नहीं है। नियंत्रण इबामा के प्रभारी है, और केवल कुछ एसडीओ को आयात करने की अनुमति है, लेकिन प्रतिबंधों और व्यापक नियंत्रण के साथ।

क्लोरोफ्लोरोकार्बन (सीएफसी) की उत्पत्ति कैसे हुई?

1920 के दशक में, रेफ्रिजरेटर और एयर कंडीशनिंग सिस्टम में खाद का उपयोग किया जाता हैजैसे अमोनिया, क्लोरोमेथेन, प्रोपेन और सल्फर डाइऑक्साइड शीतलक के रूप में. प्रभावी होने के बावजूद ऐसे यौगिक थे विषैला और ज्वलनशील. इसके अलावा, उनके संपर्क में आने से न केवल गंभीर क्षति हो सकती है बल्कि मृत्यु भी हो सकती है।

यहीं पर एक टीम का नेतृत्व किया गया था थॉमस मिडगली जूनियर ने एक विकल्प विकसित करने के लिए काम किया जिसमें शीतलक के रूप में काम करने के लिए ऐसी कोई समस्या नहीं थी। टीम ने हैलोजेनेटेड यौगिकों पर ध्यान केंद्रित किया, जो अपनी अस्थिरता और रासायनिक जड़ता, पदार्थों के लिए रुचि के गुणों के लिए जाने जाते हैं।

विकसित किया जाने वाला पहला यौगिक CF था₂क्लोरीन₂, जिसे उस समय फ़्रीऑन (या CFC-12) के नाम से जाना जाता था। अपनी विद्वता के लिए, मिडगली को कई सम्मान प्राप्त हुए हैं, जिनमें केमिकल इंडस्ट्री सोसाइटी का पर्किन मेडल भी शामिल है 1937, और प्रिस्टले मेडल, अमेरिकन केमिकल सोसाइटी (अमेरिकन केमिकल सोसाइटी) का सर्वोच्च पुरस्कार।

1970 के दशक में, सीएफसी व्यापक थेवार्षिक उत्पादन लगभग 1 मिलियन टन तक पहुंचने के साथ, रासायनिक उद्योग में लगभग 500 मिलियन डॉलर की हिस्सेदारी का प्रतिनिधित्व करता है।

स्रोत:

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स्टेफ़ानो अरुजो नोवाइस द्वारा
रसायन विज्ञान शिक्षक

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