Freons fysiska egenskaper 12

Freon 12 är varumärket Dupont för den kemiska diklordifluormetan. Freon 12 och liknande klorflorkarboner erkändes först som potentiellt användbara som ersättning för ammoniak i kylsystem i början av 1900-talet. På grund av sina unika egenskaper var Freon 12 särskilt lämpad för detta ändamål och användes mycket som köldmedium och också ett drivmedel i sprayburkar fram till 1994, då det förbjöds under Montrealprotokollet som en ozonförtärande kemikalie.

Freon 12 är en färglös gas vid rumstemperatur, även om den vanligtvis komprimeras till flytande form. Det är normalt luktfritt, även om det vid höga koncentrationer i luft (mer än 20 volymprocent) har en svag eterliknande lukt. Den har den kemiska formeln CF2Cl2 och en molekylvikt på 120,91 gram per mol. Freon är något lösligt i vatten i en nivå av cirka 0,3 gram per liter vid rumstemperatur. Den har ett högt ångtryck på 568 kiloPascal vid rumstemperatur och förångas lätt vid denna temperatur. Den har en mycket låg smältpunkt på -158 grader Celsius och en kokpunkt på -30 grader. Som vätska har den en densitet på 1,486 gram per kubikcentimeter.

Freon 12 är mycket inert och icke-reaktiv. Det är också obrännbart. Den ursprungliga processen som användes för att syntetisera Freon 12 i laboratorieskala baserades på reaktionen av koltetraklorid med fluorvätesyra och en katalysator enligt följande: CCl4 + HF + SbF3Cl2 (katalysator) -> CFCl3 + CF2Cl2 (Freon-12) + HCl. Även om Freon 12 inte är reaktivt har det visat sig vara en kraftfull ozonnedbrytande kemikalie när den fördelas i den övre atmosfär. Reaktionen som leder till ozonnedbrytning involverar angrepp på en Freon 12-molekyl av UV-ljus, vilket leder till genereringen av en kloradikal som sedan reagerar med ozon för att förvandla den till syre.

Freon 12 har ett antal termodynamiska egenskaper som gör den lämplig för användning som kylmedel. Dessa togs särskilt i beaktande när det testades som en ersättning för ammoniak. Viktigast är att dess latenta förångningsvärme är 22 kilojoules per mol, vilket bara är något under 24 kilojoules per molvärde för ammoniak. Andra termodynamiska egenskaper hos Freon 12 är specifika värmekapacitet (Cp) vid 30 grader Celsius på 74 Joule per mol - grad Kelvin och värmeledningsförmåga vid 0 grader Celsius på 9,46 milliwatt per meter - grad Kelvin.

Freon 12 anses i allmänhet vara säker och icke-toxisk under normala förhållanden. Toxicitet på grund av kronisk exponering genom oralt intag av råttor bestämdes att uppträda vid nivån 380 milligram per kg kroppsvikt. Den huvudsakliga säkerhetsrisken som presenteras av Freon 12 är som en kvävande i situationer där Freon 12 förskjuter andningsluft. Inandning av gasen vid lägre koncentrationer kan emellertid också framkalla anestesi. Observerbara effekter hos människor ses i intervallet 500-1000 delar per miljon i luft. Även om det i allmänhet inte är reaktivt kan Freon-12 reagera med aluminium och kan bilda giftiga nedbrytningsprodukter såsom saltsyra när de utsätts för mycket höga temperaturer.