Fyzikálne vlastnosti freónu 12

Freon 12 je obchodná značka spoločnosti Dupont pre chemickú látku dichlórdifluórmetán. Freón 12 a podobné chlórfluórované uhľovodíky sa prvýkrát začali považovať za potenciálne užitočné ako náhrada za amoniak v chladiacich systémoch na začiatku 20. storočia. Vďaka svojim jedinečným vlastnostiam bol Freon 12 zvlášť vhodný na tento účel a bol veľmi často používaný ako chladivo a tiež pohonná látka v rozprašovačoch do roku 1994, kedy bola podľa Montrealského protokolu zakázaná ako chemikália poškodzujúca ozónovú vrstvu.

Freón 12 je bezfarebný plyn pri izbovej teplote, aj keď je zvyčajne stlačený do skvapalnenej formy. Je zvyčajne bez zápachu, aj keď pri vysokých koncentráciách na vzduchu (vyšších ako 20% objemových) má slabý éterický zápach. Má chemický vzorec CF2CI2 a molekulovú hmotnosť 120,91 gramu na mol. Freón je pri izbovej teplote mierne rozpustný vo vode na úrovni približne 0,3 gramu na liter. Má vysoký tlak pár 568 kilopascalov pri izbovej teplote a pri tejto teplote sa ľahko odparí. Má veľmi nízku teplotu topenia -158 stupňov Celzia a teplotu varu -30 stupňov. Ako kvapalina má hustotu 1,486 gramu na kubický centimeter.

Freón 12 je vysoko inertný a nereaktívny. Je tiež nehorľavý. Pôvodný postup používaný na syntetizáciu Freónu 12 v laboratórnom meradle bol založený na reakcii tetrachlórmetánu s kyselinou fluorovodíkovou a katalyzátorom nasledujúcim spôsobom: CCl4 + HF + SbF3CI2 (katalyzátor) -> CFCI3 + CF2CI2 (freón-12) + HCl. Aj keď je freón 12 nereaktívny, ukázalo sa, že je silnou chemikáliou poškodzujúcou ozónovú vrstvu, keď je dávkovaný do horného atmosféra. Reakcia, ktorá vedie k poškodeniu ozónu, spočíva v útoku na molekulu freónu 12 ultrafialovým žiarením na vznik chlórového radikálu, ktorý potom reaguje s ozónom a mení ho na kyslík.

Freón 12 má množstvo termodynamických vlastností, vďaka ktorým je vhodný na použitie ako chladivo. Tieto boli osobitne zohľadnené, keď sa testoval ako náhrada za amoniak. Najdôležitejšie je, že jeho latentné odparovacie teplo je 22 kilojoulov na mol, čo je len mierne pod hodnotou 24 kilojoulov na mol pre amoniak. Ostatné termodynamické vlastnosti Freónu 12 sú špecifické tepelná kapacita (Cp) pri 30 stupňoch Celzia, 74 Joulov na mol-stupeň Kelvina a tepelnej vodivosti pri 0 stupňoch Celzia, 9,46 milliwattov na meter-stupňový Kelvin.

Freón 12 sa za normálnych podmienok všeobecne považuje za bezpečný a netoxický. Zistilo sa, že toxicita v dôsledku chronickej expozície orálnym požitím u potkanov sa vyskytuje na úrovni 380 miligramov na kilogram telesnej hmotnosti. Hlavné bezpečnostné riziko, ktoré predstavuje Freon 12, je dusivé v situáciách, keď Freon 12 vytláča dýchateľný vzduch. Avšak vdýchnutie plynu pri nižších koncentráciách môže tiež vyvolať anestéziu. Pozorovateľné účinky na človeka sa vyskytujú v rozmedzí od 500 do 1 000 promile vo vzduchu. Aj keď je všeobecne nereaktívny, môže freón-12 reagovať s hliníkom a pri vystavení veľmi vysokým teplotám vytvárať toxické degradačné produkty, ako je kyselina chlorovodíková.