Kloroflorokarbon (CFC): nedir, kullanır, etkileri

Kloroflorokarbonlar (CFC) uçucu bileşiklerdir hidrokarbonlardan türetmek (genellikle metan ve etan), burada bir veya daha fazla hidrojen atomunun yerini flor veya klor atomları alır. Kloroflorokarbonlar olarak da adlandırılan bu tür bileşiklere genellikle CFC kısaltması denir. CFC'ler düşük reaktiviteleri, yanmaz olmaları, düşük kaynama noktalarına sahip olmaları, kokusuz, tatsız, renksiz olmaları ve düşük toksisiteye sahip olmaları ile bilinirler.

Kloroflorokarbonlar esas olarak soğutma sıvısı olarak kullanılır, üretimi 1930'larda başlamış ve 1970'lerde ozon tabakasının incelmesinden bu tür bileşiklerin sorumlu olduğunun anlaşılmasıyla zirveye ulaştı. stratosfer. O zamandan beri, Montreal Protokolü tüketimi, ithalatı ve ihracatı için katı kurallar oluşturarak CFC tüketimini on yıllar öncesine göre çok daha düşük hale getirdi.

Şunu da okuyun: Karbon Monoksit—Bu Renksiz, Kokusuz ve Son Derece Zehirli Gazın Tehlikeleri

Bu makalenin konuları

• 1 - Kloroflorokarbon (CFC) hakkında özet
• 2 - CFC nedir?
• 3 - CFC formülü
• 4 - Kloroflorokarbonların (CFC) özellikleri
• 5 - CFC'yi nerede bulabilirim?
• 6 - Çevre için CFC kullanımının sonuçları
• 7 - Atmosferdeki CFC'lerin kontrolü
• 8 - Kloroflorokarbonlar (CFC'ler) nasıl ortaya çıktı?

Kloroflorokarbon (CFC) hakkında özet

• Kloroflorokarbonlar veya kloroflorokarbonlar, hidrojen atomları yerine klor veya flor atomlarına sahip hidrokarbonların uçucu türevleridir.
• Genellikle CFC kısaltması ile anılırlar.
• CFC'ler kimyasal olarak kararlı, yanmaz, kokusuz, tatsız, renksiz, düşük toksisiteli ve düşük kaynama noktasına sahiptir.
• Esas olarak soğutucu olarak kullanılırlar ve Freon ticari adı altında satılırlardı.
• 1930'larda üretilmeye başlandı, 1970'lerde büyük bir zirveye ulaştı, ancak bu tür bileşiklerin stratosferdeki ozon tabakasını azaltmaktan sorumlu olduğu anlaşıldı.
• 1970'lerin sonunda, tüketime sıkı denetim getiren Montreal Protokolü kuruldu, CFC'lerin üretimi, ithalatı ve ihracatı, bu türlerin kullanımını ve ticarileştirilmesini önemli ölçüde azaltır. Bileşikler.

CFC nedir?

CFC, bir sınıfın kısaltmasıdır. kloroflorokarbonlar olarak bilinen bileşikler (kloroflorokarbonlar veya kloroflorokarbonlar olarak da adlandırılır), şunlardan oluşur: hidrokarbonların uçucu türevleri (Genel olarak, metan ve etan), burada bir veya daha fazla hidrojen atomunun yerini flor veya klor atomları alır.

Şimdi durma... Tanıtımdan sonra devamı var ;)

CFC formülü

CFC'ler genellikle genel formül CCl_NF_4–n, metandan türetildiğinde ve C₂Cl_NF_6–n, etandan türetildiğinde. Bu durumda “n” değeri sıfır olamaz. CFC'ler ayrıca ticari terminolojileriyle de tanınırlarhangi CFC'den bahsettiğimizi belirtmek için sayıları kullanır. Bu terminoloji için genel formülCFC-XY, burada X, hidrojen sayısı artı bir birim (H + 1), Y ise flor atomlarının sayısıdır.

Klor atomları bu terminolojide yer almaz, ancak karbon atomlarının olduğunu hatırlarsak kolayca tanımlanabilirler. sadece dört kimyasal bağ yapmak. Bu nedenle, CFC-11'de 1 karbon atomu vardır, hidrojen atomu yoktur (X = 1, dolayısıyla H + 1 = 1, dolayısıyla H = 0) ve 1 flor atomu (Y = 1). Karbon 4 bağ yaptığına ve şimdiye kadar sadece 1 flor atomu tanımlandığına göre, 3 klor atomu vardır, yani CFC-11 CCl'dir.₃F.

Benzer şekilde, CFC-22'de 1 karbon atomu, 1 hidrojen atomu, 2 flor atomu vardır ve karbon 4 kimyasal bağ yaptığı için sadece 1 klor atomu vardır; bu nedenle CFC-22, CHClF'dir₂.

İçin İki veya daha fazla karbon atomuna sahip CFC'ler, CFC-XYZ genel formülü benimsenmiştir., Ne üzerine:

• X, bir birimden (C – 1) çıkarılan karbon sayısıdır.
• Y, hidrojen sayısı artı bir birimdir (H + 1).
• Z, mevcut flor atomlarının sayısıdır.

Benzer şekilde, klor atomları, karbon atomunun dört bağına dayanan farka göre alınır. Bununla birlikte, bir karbon-karbon bağı olacağını unutmayın, bu nedenle toplam bağlayıcı sayısı altıya eşittir (tıpkı etandaki gibi).

Örneğin, CFC-113, X = 1'e sahiptir, dolayısıyla 2 karbon atomuna sahiptir (C – 1 = 1, C = 2); Y = 1 olduğu için hidrojen atomu yoktur (H + 1 = 1, H = 0); Z = 3'e sahiptir, bu nedenle 3 flor atomuna sahiptir. Böylece CFC-113'ün C olduğunu söyleyebiliriz.₂Cl₃F₃.

Şuna da bakın: Hidrokarbonların terminolojisi nasıl tanımlanır?

Kloroflorokarbonların (CFC'ler) özellikleri

CFC'ler, ana endüstriyel ve ticari kullanımlarını haklı çıkaran fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir, bunlar:

• yanıcı;
• yavan (tatsız);
• kokusuz (koku yok);
• düşük toksisite;
• iyi kimyasal kararlılık;
• kullanım sırasında düşük aşındırıcılık;
• düşük maliyetli;
• uçucular (kaynama noktası 0 °C'ye yakın);
• makul maliyet

Kloroflorokarbonlar (CFC'ler) nerede kullanılır?

CFC'ler soğutucu olarak kullanılır.

Güvenlikleri, uçuculukları, maliyetleri ve kimyasal kararlılıkları nedeniyle, CFC'lerin kullanılabilecek iyi bileşikler olduğu kanıtlanmıştır. gibi:

• çözücüler;
• itfaiyeciler;
• aerosol kutularındaki itici gazlar (sprey deodorant gibi);
• soğutucu gazlar olarak (buzdolaplarında, derin dondurucularda ve soğutma cihazlarında);
• poliüretan gibi köpüklerin üretiminde şişirici maddeler olarak.

CFC'ler, DuPont kimya endüstrisi tarafından piyasada Freon tescilli adı altında satıldı.

CFC'yi nerede bulabilirim?

Bugün gezegende var olan CFC'lerin çoğu antropojenik (insan) kökenlidir. Çalışmalar bunu kanıtlıyor Doğal aktiviteden elde edilen CFC miktarı, insanlar tarafından üretilene kıyasla çok küçüktür.. Buzdan çok daha düşük olmayan katman okumaları, 19. yüzyılda atmosferdeki CFC konsantrasyonunun pratik olarak sıfır olduğunu gösteriyor.

Aslında, CFC üretimi 1930'larda başladı, 1970'lerde ve 1980'lerde zirve yaptı ve veriler 1931 yılında 100 ton olan CFC-11 ve CFC-12 üretiminin 583 bin tona yükseldiğini göstermektedir. 1980. Üretimi ancak 1980'lerin sonunda Montreal Protokolü'nün kurulmasıyla durduruldu.. Üretilen CFC'lerin çoğu atmosferin üst katmanlarıDünyadaki yaşamımız için ciddi sonuçları olan stratosfer gibi.

Çevre için CFC kullanımının sonuçları

CFC'lerin yoğun kullanımı, ozon tabakasını aniden etkiledi.

CFC'ler olarak bilinen bir sorunla yakından bağlantılıdır.ozon tabakasında delikaçısından zengin bir katman ozon (O₃), güneş radyasyonunun bir kısmının emilmesinden sorumlu olan ve stratosferde bulunan (karasal toprağa göre 15-30 km).

Havadan daha yoğun olmasına rağmen, CFC'ler kimyasal olarak kararlıdır ve sonunda alt katmanlardan taşınıyor basınç ve sıcaklık farkları sonucu atmosferden (troposfer) stratosfere. Bu tür ara katman karıştırma mekanizmaları, CFC'leri havadan uzaklaştırmak için kimyasal işlemler için gereken süreden daha hızlı sonuç verir. Bir sıcak hava balonunda taşınan insanlara çok benzer şekilde, hava ve kirletici madde paketlerinde taşınırlar.

Troposferde yok olmak ve stratosfere ulaşamamak, CFC'leri elden çıkarmanın yalnızca iki yolu vardır:biriktirme (yağmurla) veya reaksiyon. Öyle olur ki, bu tür bileşikler suda çok az çözünür ve bu nedenle yağmur, CFC gazlarını ortadan kaldırmak için iyi bir mekanizma değildir. Reaksiyonlar söz konusu olduğunda, hidroksil radikalleri, nitrat veya ozon gibi oksitleyici maddeler gereklidir.

Bununla birlikte, bu tür oksitleyici radikallerle kararlılık ve düşük reaktivite göz önüne alındığında, CFC'ler havada uzun süre kalıyor ve sessizce stratosfere ulaşın. Sadece karşılaştırma amacıyla, hidroksil radikalinin CFC'lerle reaksiyona girmesi için 80 yıla ihtiyacı var, bu metanol için yaklaşık 17 gün sürüyor.

Stratosfere girdikten sonra, CFC'ler bir fotoliz reaksiyonuna maruz kalabilir (ışığın etkisiyle parçalanır) ve klor radikallerini serbest bırakır. Örnek olarak, CFC-11'i kullanacağız (CFCl₃) ve CFC-12 (CF₂Cl₂):

• CFC'nin fotolizi: CFCl₃ (veya CF₂Cl₂) + ışık → CFCI₂ (veya CF₂CI) + Cl
• Ey kayıp₃ orta ve üst stratosferde:

Cl + O₃ → ClO + O₂

ClO + O → Cl + O₂

Küresel:₃ +O → 2O₂

• Ey kayıp₃ alt stratosferde:

Cl + O₃ → ClO + O₂

ClO + H O₂ → HOCI + O₂

HOCl + ışık → Cl + OH

OH + O₃ → HO₂ + O₂

Genel: 2O₃ → 30₂

Artık bilimsel bir fikir birliği Sen CFC'ler kilit ajanlardır 1970'lerin sonlarında Antarktika bölgesinde ozon tabakasında tespit edilen delikte.

Daha fazlasını öğrenin: Sera gazları nelerdir?

Atmosferdeki CFC'lerin kontrolü

Atmosferdeki CFC'leri kontrol altına almanın ve ozon tabakasının incelmesine olan ilgilerini göstermenin bir yolu olarak, 1985 yılında birkaç ülke Avusturya'da, daha doğrusu Viyana'da bir araya geldi. Ozon Tabakasının Korunmasına İlişkin Viyana Sözleşmesi. Bu olay, 1987'de Montreal Protokolü'nün oluşturulması için son derece önemliydi. Ozon Tabakasını İncelten Maddeler, ilk gününde yürürlüğe giren uluslararası bir anlaşma 1989'dan.

Montreal Protokolü, Brezilya da dahil olmak üzere birçok ülke tarafından imzalandı ve bu, 1999 sayılı Kararname ile eylemlerine yasal etki sağladı. Ana hedef ilerici olacaktır. ozon tabakasını incelten sözde maddelerin üretim ve tüketiminin azaltılması (SDO) tamamen ortadan kaldırılıncaya kadar.

Montreal Protokolü, benimsenmesi evrensel olan, yani 197 Devletin ozon tabakasını korumayı taahhüt ettiği tek çok taraflı çevre anlaşmasıdır. Brezilya'da CFC'lerin ithal edilmesi yasaktır., tıpkı ODS'nin yerli üretimi olmadığı gibi. Denetim, Ibama'nın sorumluluğundadır ve yalnızca bazı SDO'ların ithal edilmesine izin verilir, ancak kısıtlamalar ve geniş denetim vardır.

Kloroflorokarbonlar (CFC'ler) nasıl ortaya çıktı?

1920'lerde kompost kullanılan buzdolapları ve klima sistemleriamonyak, klormetan, propan gibi ve kükürt dioksit soğutucular olarak. Etkili olmalarına rağmen, bu tür bileşikler zehirli ve yanıcı. Ayrıca, bunlara maruz kalmak yalnızca ciddi hasara neden olmakla kalmaz, aynı zamanda ölüme de yol açabilir.

liderliğindeki bir ekip oradaydı. Thomas Midgley Jr., bir alternatif geliştirmek için çalıştı soğutucu görevi görecek böyle bir sorunu olmayan. Ekip, maddelerin ilgi çekici özellikleri olan uçuculukları ve kimyasal eylemsizlikleri ile bilinen halojenli bileşiklere odaklandı.

Geliştirilecek ilk bileşik CF idi.₂Cl₂, o zamanlar Freon (veya CFC-12) olarak biliniyordu. Bursu için Midgley, Kimya Endüstrisi Derneği'nin Perkin Madalyası da dahil olmak üzere çok sayıda ödül aldı. 1937 ve Amerikan Kimya Derneği'nin (Amerikan Kimya Derneği) en yüksek ödülü olan Priestley Madalyası.

1970'lerde CFC'ler yaygındı.1 milyon tona yaklaşan yıllık üretimi ile kimya sanayinin yaklaşık 500 milyon dolarlık payını temsil etmektedir.

kaynaklar:

ANDINO, J. M. Kloroflorokarbonlar (CFC'ler) havadan daha ağırdır, peki bilim adamları bu kimyasalların ozon tabakasının yüksekliğine ulaşarak onu olumsuz yönde etkilediğini nasıl varsayıyorlar? Bilimsel amerikalı. 21 Ekim 1999. Şu adreste mevcut: < https://www.scientificamerican.com/article/chlorofluorocarbons-cfcs/>. 25 Haziran'da erişildi. 2023.

AMERİKAN KİMYA TOPLULUĞU – ACS. Kloroflorokarbonlar ve Ozon Tükenmesi. ACS Ulusal Tarihi Kimyasal Dönüm Noktası. 18 Nisan 2017. Uygun: https://www.acs.org/education/whatischemistry/landmarks/cfcs-ozone.html. 25 Haziran'da erişildi. 2023.

Butler, J. H. et al. Yirminci yüzyılda kutup ateşi havasından gelen atmosferik halokarbonların bir kaydı. doğa. 399, s. 749-755. 1999.

FINLAYSON-PITTS, B. J.; PITTS, J. HAYIR. Stratosferde Homojen ve Heterojen Kimya. içinde: Üst ve Alt Atmosfer Kimyası. Çatlak. 12. P. 657-726. San Diego, Kaliforniya: Academic Press, 2000.

BREZİLYA ÇEVRE VE YENİLENEBİLİR DOĞAL KAYNAKLAR ENSTİTÜSÜ – IBAMA. Montreal Protokolü. 29 Kasım 2022. Uygun: https://www.gov.br/ibama/pt-br/assuntos/emissoes-e-residuos/emissoes/protocolo-de-montreal. 25 Haziran'da erişildi. 2023.

KİM, K.; SHON, Z.; NGUYEN, H. T.; Jeon, E. Başlıca kloroflorokarbonların ve bunların havadaki halokarbon alternatiflerinin gözden geçirilmesi. Atmosferik Ortam. N. 45. P. 1369-1382. 2011.

ÇEVRE VE İKLİM DEĞİŞİKLİĞİ BAKANLIĞI. Viyana Sözleşmesi ve Montreal Protokolü. 29 Nisan 2022. Uygun: https://www.gov.br/mma/pt-br/assuntos/climaozoniodesertificacao/camada-de-ozonio/convencao-de-viena-e-protocolo-de-montreal. 25 Haziran'da erişildi. 2023.

kaydeden Stefano Araujo Novais
Kimya hocası

Başta demir olmak üzere metallerin korozyonu, oksidasyon-redüksiyon reaksiyonlarının elektrokimyasal süreçlerinde meydana gelir.

Sera gazlarını, etkilerini ve gezegenimizin sıcaklığını nasıl artırabileceklerini öğrenin.

İdeal gazın ne olduğunu biliyor musunuz? İdeal gaz modelini tanıyın, özelliklerinin neler olduğunu öğrenin ve bu konuyla ilgili çözümlü alıştırmalara göz atın!

Karbon monoksitin ne olduğunu, nasıl üretildiğini ve bu son derece zehirli gaza maruz kalındığında insanlarda meydana gelen komplikasyonları öğrenin.

Buraya tıklayın, mevcut IUPAC kuralları tarafından belirlenen hidrokarbon terminolojisi hakkında bilgi edinin ve örneklere bakın.

Oksijenin yararları ve zararları.

Ozon gazının yanı sıra özellikleri, özellikleri, oluşumu, riskleri ve ozon tabakası hakkında daha fazla bilgi edinin.

Ozon tabakasının kloroflorokarbonlar tarafından incelmesi.

İzotermal, izobarik ve izovolumetrik gaz dönüşümleri arasındaki farkı keşfedin.