클로로플루오로카본(CFC): 정의, 용도, 효과

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염화불화탄소(CFC) 휘발성 화합물이다. 탄화수소에서 유래 (일반적으로 메탄 및 에탄), 하나 이상의 수소 원자가 불소 또는 염소 원자로 대체됩니다. 클로로플루오로카본이라고도 불리는 이러한 화합물은 일반적으로 두문자어 CFC로 지칭됩니다. CFC는 낮은 반응성, 불연성, 낮은 끓는점, 무취, 무미, 무색, 낮은 독성으로 알려져 있습니다.

클로로플루오르카본은 주로 냉각제로 사용되며 1930년대부터 생산이 시작되어 이러한 화합물이 오존층 파괴의 원인이라는 사실이 밝혀진 1970년대에 최고조에 달했습니다. 천장. 그 이후로 몬트리올 의정서는 소비, 수입 및 수출에 대한 엄격한 규칙을 제정하여 CFC 소비를 수십 년 전보다 훨씬 줄였습니다.

읽기: 일산화탄소—무색, 무취의 독성이 강한 이 가스의 위험성

이 기사의 주제

1 - 염화불화탄소(CFC) 요약
2 - CFC란 무엇입니까?
3 - CFC 공식
4 - 염화불화탄소(CFC)의 특성
5 - 어디에서 CFC를 찾을 수 있습니까?
6 - 환경에 대한 CFC 사용의 결과
7 - 대기 중 CFC 제어
8 - 염화불화탄소(CFC)는 어떻게 나타납니까?

염화불화탄소(CFC) 요약

클로로플루오로카본 또는 클로로플루오로카본은 수소 원자 대신 염소 또는 불소 원자를 갖는 탄화수소의 휘발성 유도체입니다.
그들은 일반적으로 약어 CFC로 불립니다.
CFC는 화학적으로 안정하고 불연성이며 무취, 무미, 무색이며 독성이 낮고 끓는점이 낮습니다.
이들은 주로 냉각제로 사용되며 프레온이라는 상품명으로 판매되었습니다.
1930년대부터 생산되기 시작하여 1970년대에 절정에 달했지만 이러한 화합물이 성층권의 오존층을 감소시키는 역할을 한다는 사실이 밝혀졌습니다.
1970년대 말에는 소비를 엄격히 통제하는 몬트리올 의정서가 제정되었고, CFCs의 생산, 수입 및 수출, 그러한 사용 및 상업화를 상당히 감소 화합물.

CFC란?

CFC는 클래스의 약자입니다. 염화불화탄소로 알려진 화합물 (염화불화탄소 또는 염화불화탄소라고도 함), 탄화수소의 휘발성 유도체 (일반적으로 메탄 및 에탄), 여기서 하나 이상의 수소 원자는 불소 또는 염소 원자로 대체된다.

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CFC 공식

CFC는 일반적으로 일반식 CCl_N에프_4–n, 메탄에서 파생된 경우 C₂Cl_N에프_6–n, 에탄에서 파생된 경우. 이 경우 "n"의 값은 0이 될 수 없습니다. CFC 상업적 명명법으로도 잘 알려져 있습니다., 숫자를 사용하여 우리가 참조하는 CFC를 나타냅니다. 이 명명법의 일반 공식은 다음과 같습니다.CFC-XY, 여기서 X는 수소에 하나의 단위(H + 1)를 더한 수이고 Y는 불소 원자의 수입니다.

염소 원자는 이 명명법에 나타나지 않지만 탄소 원자를 기억하면 쉽게 식별할 수 있습니다. 화학 결합을 4개만 만들다. 따라서 CFC-11은 탄소 원자 1개, 수소 원자 없음(X = 1, 따라서 H + 1 = 1, 따라서 H = 0) 및 불소 원자 1개(Y = 1)를 갖는다. 탄소가 4개의 결합을 만들고 지금까지 1개의 불소 원자만이 확인되었으므로 3개의 염소 원자가 있습니다. 즉, CFC-11은 CCl입니다.₃에프.

유사하게, CFC-22는 1개의 탄소 원자, 1개의 수소 원자, 2개의 불소 원자를 가지고 있으며 탄소가 4개의 화학 결합을 만들기 때문에 1개의 염소 원자만 있습니다. 따라서 CFC-22는 CHClF이다.₂.

을 위한 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 CFC, 일반식 CFC-XYZ가 채택됨, 에 무슨:

X는 한 단위(C – 1)에서 뺀 탄소의 수입니다.
Y는 수소의 수에 하나의 단위(H + 1)를 더한 것입니다.
Z는 존재하는 불소 원자의 수입니다.

유사하게, 염소 원자는 탄소 원자의 4개의 결합에 기초한 차이에 의해 취해진다. 그러나 탄소-탄소 결합이 있으므로 링커의 총 수는 6개입니다(에탄과 동일).

예를 들어, CFC-113은 X = 1이므로 2개의 탄소 원자(C – 1 = 1, C = 2)를 가집니다. Y = 1이므로 수소 원자가 없습니다(H + 1 = 1, H = 0). Z = 3이므로 3개의 불소 원자를 가집니다. 따라서 우리는 CFC-113이 C라고 말할 수 있습니다.₂Cl₃에프₃.

참조: 탄화수소의 명명법은 어떻게 정의됩니까?

염화불화탄소(CFC)의 특성

CFC는 주요 산업 및 상업적 용도를 정당화하는 물리적 및 화학적 특성을 가지고 있으며 다음과 같습니다.

가연성;
맛없는 (맛없는);
무취 (냄새 없음);
낮은 독성;
우수한 화학적 안정성;
사용 중 낮은 부식성;
저렴한 비용;
휘발성 물질(비점 0 °C에 가까움);
합리적인 비용.

염화불화탄소(CFC)는 어디에 사용됩니까?

냉장 장치에서 염화불화탄소를 취급하는 남자. — CFC는 냉매로 사용됩니다.

안전성, 휘발성, 비용 및 화학적 안정성으로 인해 CFC는 사용하기에 좋은 화합물임이 입증되었습니다. ~처럼:

용제;
소화기;
에어로졸 캔의 분사제(예: 스프레이 탈취제);
냉매 가스(냉장고, 냉동고 및 냉장 기기);
폴리우레탄과 같은 발포체 생산 시 발포제로 사용됩니다.

CFC는 DuPont 화학 산업에서 Freon이라는 등록명으로 시장에서 판매되었습니다.

CFC는 어디에서 찾을 수 있습니까?

오늘날 지구상에 존재하는 대부분의 CFC는 인위적(인간) 기원입니다. 연구에 따르면 자연 활동에서 파생된 CFC의 양은 인간이 생성하는 양에 비해 미미합니다.. 얼음보다 훨씬 낮지 않은 층의 수치는 19세기에 대기 중 CFC 농도가 거의 0이었음을 나타냅니다.

실제로 CFC 생산은 1930년대에 시작되어 1970년대와 1980년대에 최고조에 달했고 데이터는 CFC-11과 CFC-12의 생산량이 1931년 100톤에서 1980. 그것의 생산은 몬트리올 의정서의 제도와 함께 1980년대 말에야 중단되었습니다.. 생성된 대부분의 CFC는 대기의 상층, 지구에서의 우리 삶에 심각한 결과를 초래하는 성층권과 같은.

환경에 대한 CFC 사용의 결과

CFC의 영향을 받는 지구 대기의 모습. — CFC의 대량 사용은 오존층에 급격한 영향을 미쳤습니다.

CFC 로 알려진 문제와 밀접하게 연결되어 있습니다.오존층의 구멍, 풍부한 층 오존 (O₃), 태양 복사의 일부를 흡수하고 성층권 (지상 토양과 관련하여 15-30km)에 위치합니다.

공기보다 밀도가 높음에도 불구하고 CFC는 화학적으로 안정적이며 결국 하위 계층에서 운반됩니다. 압력과 온도의 차이로 인해 대기(대류권)에서 성층권으로 이동합니다. 이러한 층간 혼합 메커니즘은 공기에서 CFC를 제거하는 화학 공정에 필요한 시간보다 더 빠릅니다. 그들은 사람들이 열기구에 실려가는 것과 같이 공기와 오염 물질의 꾸러미에 실려 결국 운반됩니다.

대류권에서 제거되고 성층권에 도달하지 않기 위해, CFC를 폐기하는 방법은 두 가지뿐입니다.퇴적(비에 의한) 또는 반응. 이러한 화합물은 물에 잘 녹지 않으므로 비는 CFC 가스를 제거하는 좋은 메커니즘이 아닙니다. 반응에 관한 한 하이드록실 라디칼, 질산염 또는 오존과 같은 산화제가 필요합니다.

그러나 이러한 산화 라디칼과의 안정성 및 낮은 반응성을 고려할 때, CFC는 공기 중에 오랫동안 머물게 됩니다. 조용히 성층권에 도달합니다. 비교를 위해 하이드록실 라디칼은 CFC와 반응하는 데 80년이 걸리며, 메탄올과 반응하는 데는 약 17일이 걸립니다.

성층권에 진입한 CFC는 광분해 반응을 겪을 수 있습니다 (빛의 작용에 의해 분해) 염소 라디칼을 방출합니다. 예를 들어 CFC-11(CFCl₃) 및 CFC-12(CF₂Cl₂):

CFC의 광분해: CFCl₃ (또는 CF₂Cl₂) + 빛 → CFCl₂ (또는 CF₂Cl) + Cl
O 손실₃ 중층 및 상부 성층권:

Cl + O₃ → 클로 + O₂

ClO + O → Cl + O₂

글로벌:₃ +O → 2O₂

O 손실₃ 낮은 성층권에서:

Cl + O₃ → 클로 + O₂

클로 + H2O₂ → HOCl + O₂

HOCl + 빛 → Cl + OH

오 + 오₃ → 호₂ + O₂

종합: 2O₃ → 30₂

지금은 과학적으로 합의된 너 CFC는 핵심 요원입니다. 1970년대 후반 남극 지역 오존층에서 발견된 구멍에서.

더 알아보기: 온실 가스는 무엇입니까?

대기 중 CFC 제어

대기 중에 CFC를 억제하고 오존층 감소에 대한 우려를 입증하는 방법으로 1985년에 여러 국가가 오스트리아, 더 정확하게는 비엔나에서 회합을 가졌습니다. 오존층 보호를 위한 비엔나협약. 이 행사는 1987년에 몬트리올 의정서의 창설에 매우 중요했습니다. 오존층을 파괴하는 물질, 첫날 발효된 국제조약 1989년부터.

몬트리올 의정서는 브라질을 포함한 여러 국가에서 서명했으며, 법령 1호를 통해 조치에 법적 효력을 부여했습니다. 주요 목표는 진보적일 것입니다. 오존층을 파괴하는 소위 물질의 생산 및 소비 감소 (SDO) 완전히 제거될 때까지.

몬트리올 의정서는 보편적으로 채택되는 유일한 다자간 환경 협약입니다. 즉, 197개 주가 오존층 보호에 전념합니다. 브라질에서는 CFC 수입이 금지되어 있습니다., ODS의 국가 생산이 없는 것과 같습니다. 통제는 Ibama를 담당하고 있으며 일부 SDO만 수입이 허용되지만 제한과 광범위한 통제가 있습니다.

염화불화탄소(CFC)는 어떻게 생겨났습니까?

1920년대에는 퇴비를 사용하는 냉장고 및 에어컨 시스템암모니아, 클로로메탄, 프로판과 같은 이산화황 냉각수로. 효과적임에도 불구하고 이러한 화합물은 독성 및 가연성. 더욱이 그것들에 노출되면 심각한 피해를 입힐 뿐만 아니라 사망에 이를 수도 있습니다.

가 이끄는 팀이 있었습니다. Thomas Midgley Jr.는 대안을 개발하기 위해 노력했습니다. 냉각수 역할을 할 그런 문제가 없었습니다. 팀은 휘발성 및 화학적 비활성으로 알려진 할로겐화 화합물, 물질에 대한 관심 속성에 중점을 두었습니다.

가장 먼저 개발된 화합물은 CF였습니다.₂Cl₂, 그 당시 프레온(또는 CFC-12)으로 알려졌습니다. 그녀의 장학금으로 Midgley는 화학 산업 협회의 Perkin 메달을 포함하여 수많은 상을 받았습니다. 1937년, 그리고 미국 화학 학회(American Chemical Society)의 최고 상인 프리스틀리 메달(Priestley Medal)을 받았습니다.

1970년대에는 CFC가 널리 보급되었습니다., 연간 생산량이 거의 100만 톤에 이르며 화학 산업의 거의 5억 달러의 몫을 나타냅니다.

출처:

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스테파노 아라우조 노바이스
화학 교사

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