Fysische eigenschappen van Freon 12

Freon 12 is de Dupont-merknaam voor de chemische stof dichloordifluormethaan. Freon 12 en soortgelijke chloorflorocarbons werden in de vroege jaren 1900 voor het eerst erkend als potentieel bruikbaar als vervanging voor ammoniak in koelsystemen. Vanwege zijn unieke eigenschappen was Freon 12 bijzonder geschikt voor dit doel en werd het op grote schaal gebruikt als koelmiddel en ook een drijfgas in spuitbussen tot 1994, toen het onder het Montreal Protocol werd verboden als ozonafbrekende chemische stof.

Freon 12 is een kleurloos gas bij kamertemperatuur, hoewel het meestal wordt samengeperst tot een vloeibare vorm. Het is normaal gesproken geurloos, hoewel het bij hoge concentraties in de lucht (meer dan 20 volumeprocent) een zwakke etherachtige geur heeft. Het heeft de chemische formule CF2Cl2 en een molecuulgewicht van 120,91 gram per mol. Freon is bij kamertemperatuur enigszins oplosbaar in water met een gehalte van ongeveer 0,3 gram per liter. Het heeft een hoge dampdruk van 568 kiloPascal bij kamertemperatuur en verdampt gemakkelijk bij deze temperatuur. Het heeft een zeer laag smeltpunt van -158 graden Celsius en een kookpunt van -30 graden. Als vloeistof heeft het een dichtheid van 1.486 gram per kubieke centimeter.

Freon 12 is zeer inert en niet-reactief. Het is ook onbrandbaar. Het oorspronkelijke proces dat werd gebruikt om Freon 12 op laboratoriumschaal te synthetiseren, was als volgt gebaseerd op de reactie van tetrachloorkoolstof met fluorwaterstofzuur en een katalysator: CCl4 + HF + SbF3Cl2 (katalysator) --> CFC13 + CF2Cl2 (Freon-12) + HCl. Hoewel Freon 12 niet-reactief is, is aangetoond dat het een krachtige ozonafbrekende chemische stof is wanneer het in de bovenste atmosfeer. De reactie die leidt tot aantasting van de ozonlaag omvat een aanval op een Freon 12-molecuul door UV-licht, wat leidt tot tot de vorming van een chloorradicaal dat vervolgens reageert met ozon om het in zuurstof te veranderen.

Freon 12 heeft een aantal thermodynamische eigenschappen die het geschikt maken voor gebruik als koelmiddel. Deze werden vooral in overweging genomen toen het werd getest als vervanging voor ammoniak. Het belangrijkste is dat de latente verdampingswarmte 22 kilojoule per mol is, wat slechts iets lager is dan de waarde van 24 kilojoule per mol voor ammoniak. Andere thermodynamische eigenschappen van Freon 12 zijn een specifieke warmte capaciteit (Cp) bij 30 graden Celsius van 74 Joule per mol - graad Kelvin en thermische geleidbaarheid bij 0 graden Celsius van 9,46 milliwatt per meter - graad Kelvin.

Freon 12 wordt over het algemeen als veilig en niet-toxisch beschouwd onder normale omstandigheden. Toxiciteit als gevolg van chronische blootstelling door orale inname door ratten werd vastgesteld op een niveau van 380 milligram per kilogram lichaamsgewicht. Het belangrijkste veiligheidsrisico dat door Freon 12 wordt gepresenteerd, is als een verstikkend middel in situaties waarin Freon 12 ademende lucht verdringt. Inademing van het gas bij lagere concentraties kan echter ook anesthesie veroorzaken. Waarneembare effecten bij mensen worden waargenomen in het bereik van 500-1.000 delen per miljoen in lucht. Hoewel Freon-12 over het algemeen niet-reactief is, kan het reageren met aluminium en bij blootstelling aan zeer hoge temperaturen giftige afbraakproducten zoals zoutzuur vormen.