Interested Article - Фреоны

Одноразовые баллоны с хладагентами: R-134A , R-404A, R-410A, R-507, R-407C.
Российский многоразовый фреоновый баллон FP-CR-15 для хранения и транспортировки ХФУ, ГХФУ и ГФУ

Фреоны , хладоны — техническое название группы галогенсодержащих производных насыщенных углеводородов (главным образом метана и этана ), применяемых в качестве хладагентов , пропеллентов , вспенивателей, растворителей . Чаще всего водород в алканах замещается фтором , но также может быть замещён хлором , бромом и (реже) иодом .

История названия

В 1928 году американскому химику корпорации « Дженерал Моторс » ( General Motors Research ) Томасу Миджли (1889—1944) удалось выделить и синтезировать в своей лаборатории химическое соединение, получившее впоследствии название «Фреон». Через некоторое время « » (« »), которая занималась промышленным производством нового газа — Фреон-12, ввела обозначение хладагента буквой R ( R efrigerant — охладитель, хладагент ). Такое наименование получило широкое распространение и со временем полное название хладагентов стало записываться в составном варианте — торговая марка производителя и общепринятое обозначение хладагента . Например: торговая марка GENETRON®AZ-20 соответствует хладагенту R-410A , который состоит из хладагентов R-32 (50 %) и R-125 (50 %). Существует также торговая марка с таким же названием, как и у химического соединения — FREON® (Фреон), основным правообладателем которой ранее являлась компания « Дюпон » ( DuPont ), а теперь компания The Chemours Company ( Chemours ), созданная на базе одного из подразделений Дюпон. Это совпадение в названии до сих пор вызывает путаницу и споры — можно ли словом фреон называть произвольные хладагенты .

Общая характеристика

Всего известно более 40 различных фреонов; большинство из них используются в промышленности. Название «фреон» фирмы DuPont (США) в течение многих лет использовалось в литературе как общетехнический термин для хладагентов. В СССР и РФ чаще использовался термин «хладоны» . Большинство фреонов представляют собой галогенсодержащие углеводороды. В качестве исключения в категорию фреонов иногда включают изобутан , циклопентан и пропан поскольку данные вещества также широко применяются в качестве компонента хладагентов.

Свойства

Физические свойства

Фреоны — бесцветные газы или жидкости без запаха . Хорошо растворимы в неполярных органических растворителях , очень плохо — в воде и иных полярных растворителях .

Основные физические свойства фреонов метанового ряда
Химическая формула Наименование Техническое обозначение Температура плавления, °C Температура кипения, °C Относительная молекулярная масса
CFH 3 фторметан R-41 -141,8 -79,64 34,033
CF 2 H 2 R-32 -136 -51,7 52,024
CF 3 H трифторметан R-23 -155,15 -82,2 70,014
CF 4 тетрафторметан R-14 -183,6 -128,0 88,005
CFClH 2 R-31 -9 68,478
CF 2 ClH хлордифторметан R-22 -157,4 -40,85 86,468
CF 3 Cl R-13 -181 -81,5 104,459
CFCl 2 H R-21 -127 8,7 102,923
CF 2 Cl 2 дифтордихлорметан R-12 -155,95 -29,74 120,913
CFCl 3 фтортрихлорметан R-11 -110,45 23,65 137,368
CCl 4 тетрахлорметан R-10 -22,87 76,75 153,82
CF 3 Br трифторбромметан R-13B1 -174,7 -57,77 148,910
CF 2 Br 2 R-12B2 -141 24,2 209,816
CF 2 ClBr R-12B1 -159,5 -3,83 165,364
CF 2 BrH R-22B1 -15,7 130,920
CFCl 2 Br R-11B1 51,9 181,819
CF 3 I R-13I1 -22,5 195,911

Химические свойства

Чистые фреоны относительно инертны при стандартных условиях (за исключением безгалогеновых фреонов-алканов и циклоалканов) — они не горят на воздухе , не взрывоопасны даже при контакте с открытым пламенем , но могут активно взаимодействовать с щелочными и щёлочноземельными металлами , чистым алюминием , магнием и его сплавами. При температуре свыше 250 °C фреоны могут взаимодействовать с названными металлами, образуя хлороводород (и/или фтороводород ), фосген , карбонилфторид и другие удушающие высокотоксичные вещества.

Некоторые фреоны устойчивы к действию кислот и щелочей .

Виды фреонов (хладонов)

В соответствии со степенью воздействия на озоновый слой фреоны (хладоны) делят на следующие группы:

Группа Класс соединений Фреоны (хладоны) Воздействие на озоновый слой
A Хлорфторуглероды (ClFC) R-11 , R-12 , R-13, R-111,

R-112, R-113 , , R-114, R-115

Вызывают истощение озонового слоя
Бромфторуглероды (BrFC) R-12B1, R-12B2, R-113B2, R-13B2,

R-13B1, R-21B1, R-22B1, R-114B2

B Хлорфторуглеводороды (HClFC) R-21, R-22 , R-31, R-121, R-122, R-123, R-124,

R-131, R-132, R-133, R-141, R-142в , R-151, R-221,

R-222, R-223, R-224, R-225, R-231, R-232, R-233

Вызывают слабое истощение озонового слоя
C Фторуглеводороды (HFC) R-23, R-32, R-41, R-125, R-134, R-143,

R-152, R-161,R-227, R-236, R-245, R-254

Озонобезопасные фреоны (хладоны)
Фторуглероды (перфторуглеводороды)

(CF)

R-14 , R-116, R-218, R-C318

Наиболее распространены следующие соединения:

Правила цифрового обозначения фреонов (хладонов)

По международному стандарту ISO 817:1974 техническое обозначение фреона (хладона) состоит из буквенного обозначения R (от слова refrigerant) и цифрового обозначения:

  • первая цифра справа — это число атомов фтора в соединении;
  • вторая цифра справа — это число атомов водорода в соединении плюс единица;
  • третья цифра справа — это число атомов углерода в соединении минус единица (для соединений метанового ряда нуль опускается);
  • число атомов хлора в соединении находят вычитанием суммарного числа атомов фтора и водорода из общего числа атомов, которые могут соединяться с атомами углерода;
  • для циклических производных в начале определяющего номера ставится буква C;
  • в случае, когда на месте хлора находится бром, в конце определяющего номера ставится буква B и цифра, показывающая число атомов брома в молекуле.
  • в случае, когда на месте хлора находится иод, в конце определяющего номера ставится буква I и цифра, показывающая число атомов иода в молекуле.

Пример: Тетрафторэтан R134A (C 2 H 2 F 4 ) (C 2 -1=1;H 2 +1=3;F 4 =4)

Воздействие на человека

Физиологическое воздействие фреонов на организм человека сильно отличается в зависимости от химической природы конкретного соединения и может варьироваться от практически нейтрального (напр. тетрафторметан) до высокотоксичного (напр. трифторбромметан). В целом хладоны обладают удушающим действием вследствие того, что они не поддерживают дыхание . Некоторые хладоны кроме прочего могут воздействовать на сердечно-сосудистую и нервную системы и вызывать развитие спазмов сосудов и мышц в сочетании со стойкими нарушениями микроциркуляции крови.

Некоторые соединения могут нарушать работу кальциевых каналов , а также способны накапливаться в организме вследствие высокой липофильности и концентрирования в жировой ткани и мембранах клеток. Особенно опасны последствия острых и подострых отравлений, а также хронических отравлений. В таких случаях особенно сильно поражается печень , а далее — почки . Также могут разрушаться лёгочные мембраны, особенно при наличии примесей органических растворителей и четырёххлористого углерода — развиваются эмфиземы и рубцевание. Хроническое воздействие и отравление средними и малыми концентрациями токсичных хладагентов может привести к нарушениям в работе эндокринной системы и обмена веществ в организме.

Воздействие на окружающую среду

Влияние на озоновый слой

Считалось, что одной из причин уменьшения озона в стратосфере и образование озоновых дыр является производство и применение хлор- и бромсодержащих фреонов . Попадая после использования в атмосферу, они разлагаются под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца . Высвободившиеся компоненты активно взаимодействуют с озоном в галогеновом цикле распада атмосферного озона.

и ратификация странами ООН Монреальского протокола привело к уменьшению производства озоноразрушающих фреонов.

В связи с пагубным влиянием озоноразрушающего фреона R-22 , его использования год от года сокращается в США и Европе , где с 2010 года официально запрещено применять этот фреон. В России c 2011 года прекращён импорт холодильного оборудования, в том числе кондиционеров промышленного и полупромышленного класса, работающих на данном фреоне, однако сам фреон пока производится в стране. . На замену фреону R-22 должен прийти фреон R-410A , а также ретрофиты , . Начиная с 2021 года в связи с ужесточением правил ЕЭС по ввозу и вывозу хладагентов наиболее часто используемый фреон стал R-290 (пропан).

В автомобильных кондиционерах до 1992 года применялся тип фреона R-12 (дифтордихлорэтан), но считалось, что он вреден для озонового слоя, поэтому для этих целей стали применять R-134 (тетрафторэтан), который считается безопасным для озонового слоя Земли .

Парниковый эффект

Парниковая активность ( англ. GWP — ПГП ) фреонов в зависимости от марки варьируется в пределах от 1300 до 8500 раз выше чем у углекислого газа при одинаковых объёмах. Основным источником фреонов являются холодильные установки и аэрозоли.

Применение

См. также

Примечания

  1. Новая иллюстрированная энциклопедия (Ун-Че). — М. : Большая Российская энциклопедия, 2002. — Т. 19. — 255 с. — ISBN 5-85270-211-0 , 5-85270-218-8.
  2. ↑ Промышленные фторорганические продукты: справочное издание / Б.Н.Максимов, В.Г.Барабанов, И.Л.Серушкин и др.. — 2-е, перераб. и доп. — СПб. : «Химия», 1996. — 544 с. — ISBN 5-7245-1043-X .
  3. (неопр.) . Дата обращения: 16 августа 2011. Архивировано из 10 июля 2011 года.
  4. (неопр.) . Дата обращения: 10 февраля 2010. 17 января 2016 года.
  5. (неопр.) . Дата обращения: 5 января 2012. 10 июля 2011 года.
  6. (рус.) . Альта-Софт . Дата обращения: 28 июля 2021. 28 июля 2021 года.
  7. (неопр.) Дата обращения: 12 декабря 2018. 19 сентября 2017 года.
  8. (неопр.) . ТАСС . Дата обращения: 5 января 2023.

Same as Фреоны