Khí CFC là tên một loại khí khá quen thuộc hay được sử dụng rộng rãi như chất làm lạnh, chất đẩy và dung môi. Trong bài viết hôm nay, VietChem sẽ gửi đến quý bạn đọc những thông tin thú vị về khí CFC này: chất CFC là gì, CFC phá hủy tầng ozon như thế nào,... Hãy cùng bắt đầu nào!
Khí CFC là gì?
Chất CFC tên tiếng anh là Chlorofluorocarbon là một hợp chất hữu cơ halogen hóa đầy đủ chứa cacbon, clo và flo. CFC được sản xuất như một dẫn xuất dễ bay hơi của khí methan, propan và etan.
Khí CFC được phân thành nhiều loại khác nhau: CFC 11, CFCl2 hay CFCl3. Hợp chất phổ biến nhất của CFC là dichlorodifluoromethan [R12 hay Freon-12]. CFC được con người tổng hợp và sử dụng làm chất làm lạnh trong máy lạnh, tủ lạnh.
CFC phá hủy tầng ozon khí quyển nên việc sản xuất hợp chất này đã bị loại bỏ theo Nghị định thư Montreal năm 1987 và dần được thay thế bởi HFC hydrofluorocarbon như R-410A và R-134a.
Nguồn gốc khí CFC
Nhà khoa học người Bỉ Frederic Swarts là người đầu tiên tìm ra CFC trong quá trình tổng hợp CCl4 [Carbon tetrachloride]. Trong quá trình thực hiện, ông đã thay Clo bằng Flo nhằm tạo ra CFC 11 và CFC 12 tức là CCl3F và CCl2F2.
Vào đầu thế kỷ 20, khí CFC được ứng dụng rất nhiều trong ngành công nghiệp máy lạnh với nhu cầu cần tìm chất có điểm sôi thấp, khó phản ứng và phải ít độc hại hơn so với các môi chất đang được dùng thời điểm đó.
☢️☢️☢️ KHÍ ARGON LÀ GÌ? KHÍ ARGON CÓ ĐỘC KHÔNG?
Tính chất của khí CFC
1. Cấu trúc
Cacbon trong các liên kết CFC đối xứng tứ diện giống như các ankan đơn giản. Do các nguyên tử Clo và Flo chênh nhau nhiều về kích cỡ và điện tích hiệu dụng. Tính chất vật lý của khí CFC và HCFC có thể được thay đổi khi điều chỉnh lượng và đặc tính của các nguyên tử halogen.
Chúng rất dễ bay hơi nhưng vẫn ít hơn so với ankan mẹ do tính phân cực gây ra bởi các halogen, gây tương tác giữa các phân tử. CFC có điểm sôi cao hơn bởi vì các clorua là phân cực mạnh hơn florua.
CFC khó cháy hơn so với methan, nguyên nhân là do chúng chứa ít liên kết C-H hơn và các halogenua đã giải phóng dập tắt các các gốc tự do duy trì sự cháy.
Mật độ của các CFC cao hơn của các ankan tương ứng tương đồng với số lượng clorua.
2. Phản ứng
Phân rã quang của một liên kết C-Cl là phản ứng quan trọng nhất của CFC
CCl3F → CCl2F. + Cl.
Cl- hoạt động rất khác so với Cl2, Cl- tồn tại lâu ở tầng ozon và khiến tầng ozon bị phá hủy.
3. Các đồng phân [các dẫn xuất từ ethan và propan]
| Trichlorofluoromethan | Freon-11, R-11, CFC-11 | 23,8 | CCl3F |
| Dichlorodifluoromethan | Freon-12, R-12, CFC-12 | - 29,8 | CCl2F2 |
| Difluoromethan/pentafluoroethan | R-410A, Puron, AZ-20 | - 48,5 | 50% CH2F2 + 50% CHF2CF3 |
| Chlorotrifluoromethan | Freon-13, R-13, CFC-13 | - 81,0 | CClF3 |
| Chlorodifluoromethan | R-22, HCFC-22 | - 40,8 | CHClF2 |
| Dichlorofluoromethan | R-21, HCFC-21 | 8,9 | CHCl2F |
| Chlorofluoromethan | Freon 31, R-31, HCFC-31 | - 9,1 | CH2ClF |
| Bromochlorodifluoromethan | BCF, Halon 1211, H-1211, Freon 12B1 | - 3,7 | CBrClF2 |
| 1,1,2-Trichloro-1,2,2-trifluoroethan | Freon 113, R-113, CFC-113, 1,1,2-Trichlorotrifluoroethan | 47,7 | Cl2FC-CClF2 |
| 1,1,1-Trichloro-2,2,2-trifluoroethan | Freon 113a, R-113a, CFC-113a | 45,9 | Cl3C-CF3 |
| 1,2-Dichloro-1,1,2,2-tetrafluoroethan | Freon 114, R-114, CFC-114, Dichlorotetrafluoroethan | 3,8 | ClF2C-CClF2 |
| 1-Chloro-1,1,2,2,2-pentafluoroethan | Freon 115, R-115, CFC-115, Chloropentafluoroethan | - 38,0 | ClF2C-CF3 |
| 2-Chloro-1,1,1,2-tetrafluoroethan | R-124, HCFC-124 | - 12,0 | CHFClCF3 |
| 1,1-Dichloro-1-fluoroethan | R-141b, HCFC-141b | 32,0 | Cl2FC-CH3 |
| 1-Chloro-1,1-difluoroethan | R-142b, HCFC-142b | - 9,2 | ClF2C-CH3 |
| Tetrachloro-1,2-difluoroethan | Freon 112, R-112, CFC-112 | 91,5 | CCl2FCCl2F |
| Tetrachloro-1,1-difluoroethan | Freon 112a, R-112a, CFC-112a | 91,5 | CClF2CCl3 |
| 1,1,2-Trichlorotrifluoroethan | Freon 113, R-113, CFC-113 | 48,0 | CCl2FCClF2 |
| 1-bromo-2-chloro-1,1,2-trifluoroethan | Halon 2311a | 51,7 | CHClFCBrF2 |
| 2-bromo-2-chloro-1,1,1-trifluoroethan | Halon 2311 | 50,2 | CF3CHBrCl |
| 1,1-Dichloro-2,2,3,3,3-pentafluoropropan | R-225ca, HCFC-225ca | 51,0 | CF3CF2CHCl2 |
| 1,3-Dichloro-1,2,2,3,3-pentafluoropropan | R-225cb, HCFC-225cb | 56,0 | CClF2CF2CHClF |
⛔⛔⛔ KHÍ AMONIAC NH3 LÀ GÌ? MUA DUNG DỊCH AMONIAC Ở ĐÂU GIÁ TỐT?
Điều chế khí CFC
Khí CFC hay HCFC được tạo ra bằng cách trao đổi halogen, bắt đầu bằng các dẫn xuất của methan và ethan đã clo hóa
HCCl3 + 2 HF → HCF2Cl + 2 HCl
[Sự tổng hợp của chlorodifluoromethan từ chloroform]
Bên cạnh đó, CFC còn được điều chế bằng dẫn xuất Br qua các phản ứng gốc tự do của chlorofluorocarbons, thế các liên kết C-H bằng các liên kết C-Br.
CF3CH2Cl + Br2 → CF3CHBrCl + HBr
Ứng dụng của khí CFC
CFC được ứng dụng như môi chất làm lạnh trong các thiết bị lạnh mà đặc biệt là điều hòa. CFC là chất làm đầy trong các bình xịt côn trùng gián, kiến, muỗi,... hay chất nhờn kim loại. Chúng còn được dùng làm chất đẩy trong bình chữa cháy.
CFC làm thay đổi tính chất nước ngầm khi ta đưa khí này vào đó.
Với tính chất dễ bay hơi, kém hòa tan trong nước và chủ yếu tan trong không khí, CFC có khả năng phát tán trên bề mặt nước và có thể bay hơi trong vài ngày.
🚫🚫🚫 KHÍ METAN LÀ GÌ? TÍNH CHẤT, ỨNG DỤNG & NGUỒN GỐC CỦA METAN
Tác hại của khí CFC
1. Ảnh hưởng đến con người
Khí CFC có ảnh hưởng rất xấu và thậm chí gây nguy hiểm đến sức khỏe, tính mạng của con người. Hít phải CFC với nồng độ cao sẽ gây ngộ độc hệ thần kinh trung ương. Bên cạnh đó còn xuất hiện các triệu chứng như: đau đầu, chóng mặt, run rẩy và co giật.
CFC cũng gây rối loạn nhịp tim và tử vong nếu hít phải lượng lớn.
CFC gây ngạt thở khi tiếp xúc mà không có các đồ bảo hộ cần thiết.
2. Gây ô nhiễm nguồn nước
CFC ngấm vào mạch nước ngầm sẽ gây biến đổi tính chất của nước và trở nên có hại khi con người sử dụng trực tiếp. Bên cạnh đó chúng còn làm giảm sự đa dạng sinh học của nước.
3. Khí CFC phá hủy tầng ozon như thế nào?
CFC được tổng hợp và sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp nên xảy ra tình trạng loại khí này xâm nhập vào bầu khí quyển, tầng ozon.
Các loại CFC phát tán vào bầu khí quyển nhiều nhất có thể kể đến như: CFC 11, CFCl3, CFCl2 [hay freon] và đặc biệt là F12. Bên cạnh đó, một lượng nhỏ CFC khác là CHC1F2 [hoặc F22], CCl4 và CF4 cũng xâm nhập vào bầu khí quyển.
CFC 11 và CFC 12 có hiệu quả kinh tế cao nên lượng sản xuất hai loại khí này tăng khá nhanh trong vài thập niên vừa qua nên tầng ozon cũng bị ảnh hưởng nghiêm trọng hơn.
Khí CFC có tính ổn định và khó bị phân hủy. Trên bầu khí quyển, CFC bị phân hủy bởi tia cực tím. Khi tốc độ phân hủy CFC tăng nhanh nếu tầng ozon bị phá hủy.
Là một trong những nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính, các quốc gia đang kêu gọi thay thế CFC bằng các loại khí thân thiện với môi trường hơn như R22, R32.
Trung Quốc - Thủ phạm phát thải khí CFC hàng đầu
Cơ quan Điều tra Môi trường [EIA] đã công bố "thủ phạm" khiến lượng khí CFC-11 gia tăng đến 40 - 60% là Trung Quốc. [Nguồn BBC]
CFC-11 được nhiều công ty sử dụng làm vật liệu ốp tường nhà vì có giá thành rẻ và chất lượng cao hơn các hóa chất khác.
Lượng khí CFC do Trung Quốc thải ra tương đương với 35.000.000 tấn CO2 không những gây thủng tầng ozon mà còn gây biến đổi khí hậu.
Trên đây là toàn bộ những thông tin về khí CFC và VietChem muốn gửi đến các bạn. Nếu còn câu hỏi thắc mắc nào, đừng ngần ngại mà hãy để lại phản hồi cho chúng tôi nhé.
❌❌❌ KHÍ LƯU HUỲNH ĐIOXIT SO2 LÀ GÌ? TÍNH CHẤT, ĐIỀU CHẾ & MỘT SỐ OXIT QUAN TRỌNG