Фреоны
Фреоны (хладоны) — техническое название группы насыщенных алифатических фторсодержащих углеводородов, применяемых в качестве хладагентов, пропеллентов, вспенивателей, растворителей. Кроме атомов фтора фреоны могут содержать атомы хлора или брома. Название «фреон» фирмы DuPont (США) в течение многих лет использовалось в литературе как общетехнический термин для хладагентов. В СССР и РФ укоренился термин «хладоны».
Свойства
Физические свойства
Фреоны — бесцветные газы или жидкости, без запаха. Хорошо растворимы в неполярных органических растворителях, очень плохо — в воде и полярных растворителях.
Основные физические свойства фреонов метанового ряда.
Химическая формула | Наименование | Техническое обозначение | Температура плавления, °C | Температура кипения, °C | Относительная молекулярная масса |
---|---|---|---|---|---|
CFH3 | фторметан | R41 | -141,8 | -79,64 | 34,033 |
CF2H2 | дифторметан | R32 | -136 | -51,7 | 52,024 |
CF3H | трифторметан | R23 | -155,15 | -82,2 | 70,014 |
CF4 | тетрафторметан | R14 | -183,6 | -128,0 | 88,005 |
CFClH2 | фторхлорметан | R31 | -- | -9 | 68,478 |
CF2ClH | хлордифторметан | R22 | -157,4 | -40,85 | 86,468 |
CF3Cl | трифторхлорметан | R13 | -181 | -81,5 | 104,459 |
CFCl2H | фтордихлорметан | R21 | -127 | 8,7 | 102,923 |
CF2Cl2 | дифтордихлорметан | R12 | -155,95 | -29,74 | 120,913 |
CFCl3 | фтортрихлорметан | R11 | -110,45 | 23,65 | 137,368 |
CF3Br | трифторбромметан | R13B1 | -174,7 | -57,77 | 148,910 |
CF2Br2 | дифтордибромметан | R12B2 | -141 | 24,2 | 209,816 |
CF2ClBr | дифторхлорбромметан | R12B1 | -159,5 | -3,83 | 165,364 |
CF2BrH | дифторбромметан | R22B1 | -- | -15,7 | 130,920 |
CFCl2Br | фтордихлорбромметан | R11B1 | -- | 51,9 | 181,819 |
CF3I | трифториодметан | R13I1 | -- | -22,5 | 195,911 |
Химические свойства
Фреоны очень инертны в химическом отношении, поэтому они не горят на воздухе, невзрывоопасны даже при контакте с открытым пламенем. Однако при нагревании фреонов свыше 250 °C образуются весьма ядовитые продукты, например фосген COCl2, который в годы первой мировой войны использовался как боевое отравляющее вещество.
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(CFC) | R11, R12, R13, R111, R112, R113, R114, R115 | Вызывают истощение озонового слоя |
Бромфторуглероды | R12B1, R12B2, R113B2, R13B2, R13B1, R21B1, R22B1, R114B2 | ||
B | Хлорфторуглеводороды (HCFC) | R21, R22, R31, R121, R122, R123, R124, R131, R132, R133, R141, R142, R151, R221, R222, R223, R224, R225, R231, R232, R233 | Вызывают слабое истощение озонового слоя |
C | Фторуглеводороды(HFC) | R23, R32, R41, R125, R134, R143, R152, R161,R227, R236, R245, R254 | Озонобезопасные фреоны (хладоны) |
Фторуглероды (перфторуглеводороды) (CF) | R14, R116, R218, RC318 |
Наиболее распространены следующие соединения:
- трихлорфторметан (tкип 23,8 °C) — Фреон R11
- дифтордихлорметан (tкип –29,8 °C) — Фреон R12
- трифторхлорметан (tкип –81,5 °C) — Фреон R13
- тетрафторметан (tкип –128 °C) — Фреон R14
- тетрафторэтан (tкип –26,3 °C) — Фреон R134A
- хлордифторметан (tкип –40,8 °C) — Фреон R22
- хлорофторокарбонат (tкип –51,4 °C) — Фреон R407C
- Пентафторэтан / трифторэтан (tкип -46,5 °C) — Фреон R-507
- изобутан (tкип –11,73 °C) — Фреон-R600A (не является галогеналканом, пожаро- и взрывоопасен).
История названия
В 1928 году американскому химику корпорации «Дженерал Моторс» («General Motors Research») Томасу Мидгли (1889—1944) удалось выделить и синтезировать в своей лаборатории химическое соединение, получившее впоследствии название «Фреон». Через некоторое время «Химическая Кинетическая Компания» («Kinetic Chemical Company»), которая занималась промышленным производством нового газа — Фреон-12, ввела обозначение хладагента буквой R (Refrigerant — 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 R32 (50 %) и R125 (50 %). Существует также торговая марка с таким же названием, как и у химического соединения — FREON® (Фреон), основным правообладателем которой является американская компания «ДюПон» («DuPont»). Это совпадение в названии до сих пор вызывает путаницу и споры — можно ли словом фреон называть произвольные хладагенты.
Правила цифрового обозначения фреонов (хладонов)
По международному стандарту ISO № 817-74 техническое обозначение фреона (хладона) состоит из буквенного обозначения R (от слова refrigerent) и цифрового обозначения:
- первая цифра справа – это числа 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.
Воздействие на окружающую среду
Влияние на озоновый слой
Основная статья: Озоновый слой
Считается, что причиной 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 так называемом галогеновом цикле распада атмосферного озона.
Подписание и ратификация странами ООН Монреальского протокола привело к уменьшению производства озоноразрушающих фреонов и способствует восстановлению озонового слоя Земли.
В связи с пагубным влиянием озоноразрушающего фреона R22, его использования год от года сокращается в США и Европе, где с 2010 года официально запрещено применять этот фреон. В России c 2011 года прекращен импорт холодильного оборудования, в том числе кондиционеров промышленного и полу-промышленного класса, однако сам фреон пока производится в стране. На замену фреону R22 должен прийти фреон R-410A, а также Ретрофиты R407C, R422D.
Парниковый эффект
Основная статья: Парниковые газы
Парниковая активность (англ. GWP — ПГП) фреонов в зависимости от марки варьируется в пределах 1300—8500 раз выше чем у углекислого газа. Основным источником фреона являются холодильные установки и аэрозоли.
Применение
- Используется в качестве рабочего вещества — хладагента в холодильных установках.
- Как выталкивающая основа в газовых баллончиках.
- Применяется в парфюмерии и медицине для создания аэрозолей.
- Применяется в пожаротушении на опасных объектах (например, электростанции, корабли и т. д.)
- Как вспенивающий реагент при производстве полиуретановой продукции.
- В качестве сырья для промышленного производства фторолефинов
- тетрафторэтилена 2CF2HCl → CF2 = CF2 + 2HCl;
- трифторхлорэтилена CF2ClCFCl2 + Zn → CF2 = CFCl + ZnCl2;
- винилиденфторида CF2ClCH3 → CF2 = CH2 + HCl
- Ремонт и обслуживание кондиционеров в МинскеДля обеспечения безаварийной работы любого климатического оборудования (как бытового кондиционера, так и промышленной установки) и увеличения срока его эксплуатации необходимо регулярно проводить сервисное обслуживание. Компания «Оазис холода» осуществляет диагностику, техническое обслуживание, ремонт кондиционеров в Минске и Минском районе, а также систем вентиляции и иного климатического оборудования.Ремонт и обслуживание кондиционеров в Минске
- Климатическое и холодильное оборудованиеКлиматическое и холодильное оборудование — оборудование, основанное на работе холодильных машин, предназначенное для автоматического поддержания температуры и иных параметров воздуха (относительной влажности, чистоты, скорости движения воздуха) в закрытых помещениях или термоизолированных камерах. Хотя холодильное и климатическое оборудование отличается по назначению и поддерживаемой температуре, такое оборудование имеет конструктивное сходство и единые принципы действия.Климатическое и холодильное оборудование