Fyzikální vlastnosti freonu 12

Freon 12 je značka Dupont pro chemický dichlorodifluormethan. Freon 12 a podobné chlorfluoruhlovodíky byly poprvé uznány jako potenciálně užitečné jako náhrada amoniaku v chladicích systémech na počátku 20. století. Díky svým jedinečným vlastnostem byl Freon 12 zvláště vhodný pro tento účel a byl velmi široce používán jako chladivo a také hnací plyn ve sprejích až do roku 1994, kdy byl podle Montrealského protokolu zakázán jako chemikálie poškozující ozonovou vrstvu.

Freon 12 je bezbarvý plyn při pokojové teplotě, i když je obvykle stlačován do zkapalněné formy. Je obvykle bez zápachu, i když při vysokých koncentracích ve vzduchu (více než 20% objemových) má slabý éterický zápach. Má chemický vzorec CF2Cl2 a molekulovou hmotnost 120,91 gramu na mol. Freon je při pokojové teplotě málo rozpustný ve vodě v množství přibližně 0,3 gramu na litr. Má vysoký tlak par 568 kPa při pokojové teplotě a při této teplotě se snadno odpařuje. Má velmi nízkou teplotu tání -158 stupňů Celsia a teplotu varu -30 stupňů. Jako kapalina má hustotu 1,486 gramu na kubický centimetr.

Freon 12 je vysoce inertní a nereaktivní. Je také nehořlavý. Původní postup používaný k syntéze Freonu 12 v laboratorním měřítku byl založen na reakci tetrachlormethanu s kyselinou fluorovodíkovou a katalyzátorem následovně: CCl4 + HF + SbF3Cl2 (katalyzátor) -> CFCI3 + CF2CI2 (Freon-12) + HCl. Ačkoli je Freon 12 nereaktivní, ukázalo se, že je silnou chemickou látkou poškozující ozonovou vrstvu, když je dávkován do atmosféra. Reakce, která vede k úbytku ozonu, zahrnuje útok na molekulu Freonu 12 UV zářením k tvorbě radikálu chloru, který potom reaguje s ozonem a mění ho na kyslík.

Freon 12 má řadu termodynamických vlastností, díky nimž je vhodný pro použití jako chladivo. Ty byly zvláště brány v úvahu, když byl testován jako náhrada za amoniak. A co je nejdůležitější, jeho latentní výparné teplo je 22 kilojoulů na mol, což je u amoniaku jen mírně pod hodnotou 24 kilojoulů na mol. Další termodynamické vlastnosti Freonu 12 jsou specifické tepelná kapacita (Cp) při 30 stupních Celsia 74 Joulů na mol - stupeň Kelvina a tepelná vodivost při 0 stupních Celsia 9,46 milliwattů na metr - stupeň Kelvin.

Freon 12 je obecně považován za bezpečný a netoxický za normálních podmínek. Bylo zjištěno, že toxicita v důsledku chronické expozice orálním požitím krysami se vyskytuje na úrovni 380 miligramů na kilogram tělesné hmotnosti. Hlavní bezpečnostní riziko, které představuje Freon 12, je dusivé v situacích, kdy Freon 12 vytlačuje dýchatelný vzduch. Vdechnutí plynu při nižších koncentracích však může také vyvolat anestezii. Pozorovatelné účinky na člověka lze pozorovat v rozmezí 500–1 000 ppm na vzduchu. Ačkoli je obecně nereaktivní, může Freon-12 reagovat s hliníkem a při vystavení velmi vysokým teplotám může vytvářet toxické produkty rozkladu, jako je kyselina chlorovodíková.