Physikalische Eigenschaften von Freon 12

Freon 12 ist der Markenname von Dupont für die Chemikalie Dichlordifluormethan. Freon 12 und ähnliche Chlorfluorkohlenstoffe wurden erstmals Anfang des 20. Jahrhunderts als potenziell nützlich als Ersatz für Ammoniak in Kühlsystemen erkannt. Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften war Freon 12 hierfür besonders geeignet und wurde sehr häufig als Kältemittel eingesetzt und auch ein Treibmittel in Spraydosen bis 1994, als es nach dem Montrealer Protokoll als ozonabbauende Chemikalie verboten wurde.

Freon 12 ist bei Raumtemperatur ein farbloses Gas, obwohl es typischerweise zu einer verflüssigten Form komprimiert wird. Es ist normalerweise geruchlos, obwohl es bei hohen Konzentrationen in der Luft (mehr als 20 Volumenprozent) einen schwachen etherartigen Geruch hat. Es hat die chemische Formel CF2Cl2 und ein Molekulargewicht von 120,91 Gramm pro Mol. Freon ist in Wasser mit einem Gehalt von ungefähr 0,3 Gramm pro Liter bei Raumtemperatur leicht löslich. Es hat einen hohen Dampfdruck von 568 Kilopascal bei Raumtemperatur und verdampft bei dieser Temperatur leicht. Es hat einen sehr niedrigen Schmelzpunkt von -158 Grad Celsius und einen Siedepunkt von -30 Grad. Als Flüssigkeit hat es eine Dichte von 1,486 Gramm pro Kubikzentimeter.

Freon 12 ist hoch inert und nicht reaktiv. Es ist auch nicht brennbar. Das ursprüngliche Verfahren zur Synthese von Freon 12 im Labormaßstab basierte auf der Reaktion von Tetrachlorkohlenstoff mit Flusssäure und einem Katalysator wie folgt: CCl4 + HF + SbF3Cl2 (Katalysator) --> CFCl3 + CF2Cl2 (Freon-12) + HCl. Obwohl Freon 12 nicht reaktiv ist, hat es sich als starke ozonabbauende Chemikalie erwiesen, wenn es in das Obermaterial gegeben wird Atmosphäre. Die Reaktion, die zum Ozonabbau führt, beinhaltet einen Angriff auf ein Freon-12-Molekül durch UV-Licht, was zu zur Bildung eines Chlorradikals, das dann mit Ozon reagiert, um es in Sauerstoff umzuwandeln.

Freon 12 hat eine Reihe thermodynamischer Eigenschaften, die es für den Einsatz als Kältemittel geeignet machen. Diese wurden bei der Erprobung als Ammoniakersatz besonders berücksichtigt. Am wichtigsten ist, dass seine latente Verdampfungswärme 22 Kilojoule pro Mol beträgt, was nur geringfügig unter dem Wert von 24 Kilojoule pro Mol für Ammoniak liegt. Andere thermodynamische Eigenschaften von Freon 12 sind eine spezifische Wärmekapazität (Cp) bei 30 Grad Celsius von 74 Joule pro Mol - Grad Kelvin und Wärmeleitfähigkeit bei 0 Grad Celsius von 9,46 Milliwatt pro Meter - Grad Kelvin.

Freon 12 gilt unter normalen Bedingungen im Allgemeinen als sicher und ungiftig. Es wurde eine Toxizität aufgrund chronischer Exposition bei oraler Aufnahme durch Ratten in einer Höhe von 380 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht festgestellt. Das Hauptsicherheitsrisiko von Freon 12 besteht darin, dass es in Situationen erstickt, in denen Freon 12 die Atemluft verdrängt. Das Einatmen des Gases in niedrigeren Konzentrationen kann jedoch auch eine Anästhesie auslösen. Beobachtbare Wirkungen beim Menschen werden im Bereich von 500-1.000 Teilen pro Million in der Luft beobachtet. Obwohl es im Allgemeinen nicht reaktiv ist, kann Freon-12 mit Aluminium reagieren und toxische Abbauprodukte wie Salzsäure bilden, wenn es sehr hohen Temperaturen ausgesetzt wird.