Właściwości fizyczne freonu 12

Freon 12 to nazwa marki Dupont dla chemicznego dichlorodifluorometanu. Freon 12 i podobne chlorofluorowęglowodory zostały po raz pierwszy uznane za potencjalnie przydatne jako zamiennik amoniaku w układach chłodniczych na początku XX wieku. Ze względu na swoje unikalne właściwości Freon 12 był szczególnie odpowiedni do tego celu i był bardzo szeroko stosowany jako czynnik chłodniczy a także propelent w puszkach aerozolowych do 1994 roku, kiedy został zakazany na mocy protokołu montrealskiego jako substancja chemiczna niszcząca warstwę ozonową.

Freon 12 jest bezbarwnym gazem w temperaturze pokojowej, chociaż zazwyczaj jest sprężony do postaci skroplonej. Zwykle jest bezwonny, chociaż w wysokich stężeniach w powietrzu (powyżej 20 procent objętości) ma słaby zapach eteru. Ma wzór chemiczny CF2Cl2 i masę cząsteczkową 120,91 grama na mol. Freon jest słabo rozpuszczalny w wodzie na poziomie około 0,3 grama na litr w temperaturze pokojowej. Ma wysoką prężność pary 568 kilopaskali w temperaturze pokojowej i łatwo odparowuje w tej temperaturze. Ma bardzo niską temperaturę topnienia -158 stopni Celsjusza i temperaturę wrzenia -30 stopni. Jako ciecz ma gęstość 1,486 gramów na centymetr sześcienny.

Freon 12 jest wysoce obojętny i niereaktywny. Jest również niepalny. Oryginalny proces zastosowany do syntezy Freonu 12 w skali laboratoryjnej opierał się na reakcji czterochlorku węgla z kwasem fluorowodorowym i katalizatorem w następujący sposób: CCl4 + HF + SbF3Cl2 (katalizator) -> CFCl3 + CF2Cl2 (Freon-12) + HCl. Chociaż Freon 12 jest niereaktywny, wykazano, że jest silnym środkiem chemicznym niszczącym warstwę ozonową, gdy jest dozowany do cholewki atmosfera. Reakcja prowadząca do zubożenia warstwy ozonowej obejmuje atak na cząsteczkę freonu 12 przez światło UV, co prowadzi do powstania rodnika chloru, który następnie reaguje z ozonem, przekształcając go w tlen.

Freon 12 posiada szereg właściwości termodynamicznych, które sprawiają, że nadaje się do stosowania jako czynnik chłodniczy. Zostały one szczególnie wzięte pod uwagę, gdy testowano go jako zamiennik amoniaku. Co najważniejsze, jego utajone ciepło parowania wynosi 22 kilodżuli na mol, czyli tylko nieco poniżej wartości 24 kilodżuli na mol dla amoniaku. Inne właściwości termodynamiczne Freonu 12 są specyficzne pojemność cieplna (Cp) w 30 stopniach Celsjusza 74 dżuli na mol - stopień Kelvina i przewodność cieplna w 0 stopniach Celsjusza 9,46 miliwatów na metr - stopień Kelvina.

Freon 12 jest ogólnie uważany za bezpieczny i nietoksyczny w normalnych warunkach. Stwierdzono, że toksyczność spowodowana przewlekłym narażeniem szczurów po spożyciu doustnym wystąpiła na poziomie 380 miligramów na kilogram masy ciała. Głównym zagrożeniem bezpieczeństwa, jakie stwarza Freon 12, jest duszenie w sytuacjach, w których Freon 12 wypiera powietrze do oddychania. Jednak wdychanie gazu w niższych stężeniach może również wywołać znieczulenie. Obserwowane efekty u ludzi są obserwowane w zakresie 500-1000 części na milion w powietrzu. Chociaż ogólnie niereaktywny, Freon-12 może reagować z aluminium i może tworzyć toksyczne produkty degradacji, takie jak kwas solny, gdy jest wystawiony na bardzo wysokie temperatury.