Chlorfluorcarbon - Chlorofluorocarbon

Del af en serie om
Forurening
WikiProject Environment WikiProject Ecology
Luftforurening Syreregn Luftkvalitetsindeks Atmosfærisk dispersionsmodellering Chlorfluorcarbon Udstødningsgas Dis Indendørs luft Forbrændingsmotor Global dæmpning Global destillation Ozonnedbrydning Partikler Persistent organisk forurenende stof Smog Aerosol Sod Flygtig organisk forbindelse
Biologisk forurening Biologisk forurening Genetisk forurening
Elektromagnetisk forurening Lys Økologisk lysforurening Overoplysning Radiospektrumforurening
Naturlig forurening Ozon Radium og radon i miljøet Vulkanisk aske Skovbrand
Støjforurening Transport Jord Vand Luft Skinne Bæredygtig transport Urban Ekkolod Havpattedyr og ekkolod Industriel Militær Abstrakt Støjkontrol
Stråleforurening Actinides Bioremediering Fission produkt Nuklear nedfald Plutonium Forgiftning Radioaktivitet Uran Elektromagnetisk stråling og sundhed Radioaktivt affald
Jordforurening Landbrugsforurening Herbicider Gødningsaffald Pesticider Jordforringelse Bioremediering Afføring Elektrisk modstandsopvarmning Retningslinjer Fytoremediering
Forurening med fast affald Bionedbrydeligt affald Brun affald Elektronisk affald Genbrug af batterier Madspild Grønt affald Farligt affald Biomedicinsk affald Kemisk affald Byggeaffald Blyforgiftning Kviksølvforgiftning Giftigt affald Industri affald Blysmeltning Kuld Minedrift Kulminedrift Guldminedrift Overflade minedrift Dybhavsminedrift Mineaffald Uran minedrift Kommunalt fast affald Affald Nanomaterialer Plastforurening Mikroplast Emballageaffald Post-forbrugeraffald Affaldshåndtering Deponering Termisk behandling
Rumforurening Satellit
Termisk forurening Urban varmeø
Visuel forurening Luftfart Rod (reklame) Trafikskilte Køreledninger Vandalisme
Vandforurening Landbrugsspildevand Sygdomme Eutrofiering Ild vand Ferskvand Grundvand Hypoksi Industrielt spildevand Marine vragrester Overvågning Nonpoint kildeforurening Næringsstofforurening Forsuring af havet Oliespild Lægemidler Septiktanke Spildevand Septiktanke Pit latrine Forsendelse Stagnation Svovlvand Overfladeafstrømning Uklarhed Urban afstrømning Vandkvalitet
Lister Sygdomme Mest forurenede byer
Kategori ( efter land )  Miljøportal  Økologisk portal
v t e

Chlorfluorcarboner ( CFC'er ) og hydrochlorfluorcarboner ( HCFC'er ) er helt eller delvist halogenerede paraffin -carbonhydrider, der kun indeholder carbon (C), hydrogen (H), chlor (Cl) og fluor (F), produceret som flygtige derivater af metan , ethan og propan . De er også almindeligt kendt under DuPonts varemærke freon .

Den mest almindelige repræsentant er dichlordifluormethan (R-12 eller Freon-12). Mange CFC'er er blevet udbredt som kølemidler , drivmidler (i aerosolapplikationer ) og opløsningsmidler . Fordi CFC'er bidrager til ozonnedbrydning i den øvre atmosfære , er fremstillingen af ​​sådanne forbindelser blevet udfaset under Montreal-protokollen , og de erstattes med andre produkter, såsom hydrofluorcarboner (HFC'er), herunder R-410A og R-134a .

Struktur, egenskaber og produktion

Som i enklere alkaner binder kulstof i CFC'erne sig med tetraedrisk symmetri. Fordi fluor- og chloratomer adskiller sig meget i størrelse og effektiv ladning fra hydrogen og fra hinanden, afviger de metanafledte CFC'er fra perfekt tetraedrisk symmetri.

De fysiske egenskaber for CFC'er og HCFC'er kan indstilles ved ændringer i antallet og identiteten af halogenatomerne . Generelt er de flygtige, men mindre end deres forælderalkaner. Den formindskede flygtighed tilskrives den molekylære polaritet induceret af halogeniderne , hvilket inducerer intermolekylære interaktioner. Således koger metan ved -161 ° C, hvorimod fluormethanerne koger mellem -51,7 (CF ₂ H ₂ ) og -128 ° C (CF ₄ ). CFC'erne har stadig højere kogepunkter, fordi chloridet er endnu mere polariserbart end fluorid. På grund af deres polaritet er CFC'er nyttige opløsningsmidler, og deres kogepunkter gør dem egnede som kølemidler. KFK'erne er langt mindre brandfarlige end metan, dels fordi de indeholder færre CH -bindinger og dels fordi de frigjorte halogenider i chlorid- og bromidernes tilfælde slukker de frie radikaler, der holder flammer.

Tætheden af ​​CFC'er er højere end deres tilsvarende alkaner. Generelt korrelerer densiteten af ​​disse forbindelser med antallet af chlorider.

CFC'er og HCFC'er produceres sædvanligvis ved halogenudveksling ud fra chlorerede metaner og ethaner. Illustrerende er syntesen af chlordifluormethan fra chloroform :

HCCl ₃ + 2 HF → HCF ₂ Cl + 2 HCl

Bromerede derivater genereres ved frie radikalreaktioner af hydrochlorfluorcarboner og erstatter CH-bindinger med C-Br-bindinger. Fremstillingen af bedøvelsesmidlet 2-brom-2-chlor-1,1,1-trifluorethan ("halothan") er illustrativ:

CF ₃ CH ₂ Cl + Br ₂ → CF ₃ CHBrCl + HBr

Ansøgninger

CFC'er og HCFC'er bruges i forskellige applikationer på grund af deres lave toksicitet, reaktivitet og brændbarhed. Hver permutation af fluor, chlor og hydrogen baseret på metan og etan er blevet undersøgt, og de fleste er blevet kommercialiseret. Desuden er mange eksempler kendt for et større antal kulstof samt beslægtede forbindelser indeholdende brom. Anvendelser omfatter kølemidler , opblæsningsmidler , aerosoldrivmidler til medicinske anvendelser og affedtning af opløsningsmidler.

Milliarder kilo chlordifluormethan produceres årligt som en forløber for tetrafluorethylen , monomeren, der omdannes til teflon .

Klasser af forbindelser, nomenklatur

• Chlorfluorcarboner (CFC'er): når de er afledt af methan og ethan, har disse forbindelser formlerne CCl _m F _{4 − m} og C ₂ Cl _m F _{6 − m} , hvor m er nul.
• Hydrochlorfluorcarboner (HCFC'er): når de er afledt af methan og ethan, har disse forbindelser formlen CCl _m F _n H _{4 − m − n} og C ₂ Cl _x F _y H _{6 − x − y} , hvor m, n, x og y er nul.
• og bromfluorcarboner har formler, der ligner CFC'erne og HCFC'erne, men inkluderer også brom.
• Hydrofluorcarboner (HFC'er): når de stammer fra methan , ethan , propan og butan , har disse forbindelser de respektive formler CF _m H _{4 − m} , C ₂ F _m H _{6 − m} , C ₃ F _m H _{8 − m} og C ₄ F _m H _{10 − m} , hvor m er nul.

Nummereringssystem

Et specielt nummereringssystem skal bruges til fluorerede alkaner, præfikseret med Freon-, R-, CFC- og HCFC-, hvor værdien til højre angiver antallet af fluoratomer, den næste værdi til venstre er antallet af hydrogenatomer plus 1, og den næste værdi til venstre er antallet af carbonatomer mindre et (nuller angives ikke), og de resterende atomer er chlor .

Freon-12, for eksempel, angiver et methanderivat (kun to tal) indeholdende to fluoratomer (det andet 2) og intet hydrogen (1-1 = 0). Det er derfor CCl ₂ F ₂ .

En anden ligning, der kan anvendes for at få den korrekte molekylformel for forbindelserne i CFC/R/Freon -klassen, er at tage nummereringen og tilføje 90 til den. Den resulterende værdi vil give antallet af carbonatomer som det første tal, det andet tal giver antallet af hydrogenatomer, og det tredje tal giver antallet af fluoratomer. Resten af ​​de ikke -redegjorte carbonbindinger optages af chloratomer. Værdien af ​​denne ligning er altid et trecifret tal. En nem eksempel er CFC-12, hvilket giver: 90 + 12 = 102 -> 1 carbonatom, 0 hydrogenatomer, 2 fluoratomer, og dermed 2 chloratomer resulterer i CCl ₂ F ₂ . Den største fordel ved denne metode til at udlede den molekylære sammensætning i sammenligning med metoden beskrevet i afsnittet ovenfor er, at den giver antallet af carbonatomer i molekylet.

Freoner, der indeholder brom, betegnes med fire tal. Isomerer , der er almindelige for ethan- og propanderivater, er angivet med bogstaver efter tallene:

Reaktioner

Den vigtigste reaktion af CFC'erne er den fotoinducerede scission af en C-Cl-binding:

CCl ₃ F → CCl ₂ F ^. + Cl ^.

Kloratomet, ofte skrevet som Cl ^. , opfører sig meget anderledes end klormolekylet (Cl ₂ ). Den radikale Cl ^. har lang levetid i den øvre atmosfære, hvor det katalyserer omdannelsen af ​​ozon til O ₂ . Ozon absorberer UV-B-stråling, så dens udtømning tillader mere af denne højenergistråling at nå Jordens overflade. Bromatomer er endnu mere effektive katalysatorer; derfor er bromerede CFC'er også reguleret.

Virkning som drivhusgasser

Drivhusgassernes opvarmningseffekt i atmosfæren er steget betydeligt i de seneste år. Den stigende tilstedeværelse af kuldioxid fra forbrænding af fossilt brændstof er den største samlede driver. Den relativt mindre, men betydelige opvarmningseffekt fra udslip af de mest producerede CFC'er (CFC11 og CFC12) vil fortsætte med at fortsætte i mange årtier fremover.

CFC'er blev udfaset via Montreal -protokollen på grund af deres rolle i nedbrydning af ozon .

Imidlertid er de atmosfæriske påvirkninger af CFC ikke begrænset til deres rolle som ozonnedbrydende kemikalier. Infrarøde absorptionsbånd forhindrer varme ved den bølgelængde i at undslippe jordens atmosfære. CFC'er har deres stærkeste absorptionsbånd fra CF- og C-Cl-bindinger i spektralområdet på 7,8–15,3 µm- kaldet "atmosfærisk vindue" på grund af den relative gennemsigtighed af atmosfæren i dette område.

Styrken af ​​CFC-absorptionsbånd og atmosfærens unikke modtagelighed ved bølgelængder, hvor CFC'er (faktisk alle kovalente fluorforbindelser) absorberer stråling, skaber en "super" drivhuseffekt fra CFC'er og andre ureaktive fluorholdige gasser, såsom perfluorcarboner , HFC'er , HCFC'er , bromfluorcarboner , SF ₆ og NF ₃ . Denne absorption af "atmosfærisk vindue" forstærkes af den lave koncentration af hver enkelt CFC. Fordi CO ₂ er tæt på mætning med høje koncentrationer og få infrarøde absorptionsbånd, har strålingsbudgettet og dermed drivhuseffekten lav følsomhed over for ændringer i CO ₂ -koncentrationen; temperaturstigningen er nogenlunde logaritmisk. Omvendt tillader den lave koncentration af CFC'er deres virkning at stige lineært med masse, så chlorfluorcarboner er drivhusgasser med et meget højere potentiale for at forstærke drivhuseffekten end CO ₂ .

Grupper bortskaffer aktivt gamle CFC'er for at reducere deres indvirkning på atmosfæren.

Ifølge NASA i 2018 er hullet i ozonlaget begyndt at komme sig som følge af CFC -forbud.

Historie

Carbontetrachlorid (CCl ₄ ) blev brugt i ildslukkere og "anti-brandgranater" i glas fra slutningen af ​​det nittende århundrede til omkring slutningen af Anden Verdenskrig . Eksperimenter med chloralkaner for brand undertrykkelse på militær fly begyndte i det mindste så tidligt som i 1920'erne. Freon er et handelsnavn for en gruppe CFC'er, der primært bruges som kølemidler , men også har anvendelser til brandslukning og som drivmidler i aerosolbeholdere . Bromomethan bruges i vid udstrækning som røgstof. Dichlormethan er et alsidigt industrielt opløsningsmiddel.

Den belgiske videnskabsmand Frédéric Swarts var banebrydende for syntesen af ​​CFC'er i 1890'erne. Han udviklede et effektivt udvekslingsmiddel til at erstatte chlorid i carbontetrachlorid med fluorid til syntetisering af CFC-11 (CCl ₃ F) og CFC-12 (CCl ₂ F ₂ ).

I slutningen af ​​1920'erne forbedrede Thomas Midgley Jr. processen med syntese og førte bestræbelserne på at bruge CFC som kølemiddel til at erstatte ammoniak (NH ₃ ), chlormethan (CH ₃ Cl) og svovldioxid (SO ₂ ), som er giftige men var i almindelig brug. Ved søgning efter et nyt kølemiddel var kravene til forbindelsen: lavt kogepunkt , lav toksicitet og generelt ikke-reaktive. I en demonstration for American Chemical Society demonstrerede Midgley flamboyant alle disse egenskaber ved at indånde et åndedrag af gassen og bruge den til at blæse et lys i 1930.

Kommerciel udvikling og brug

Under anden verdenskrig var forskellige chloralkaner i standardbrug i militærfly, selvom disse tidlige haloner led af overdreven toksicitet. Ikke desto mindre blev de efter krigen langsomt også mere almindelige inden for civil luftfart. I 1960'erne blev fluoralkaner og bromfluoralkaner tilgængelige og blev hurtigt anerkendt som værende yderst effektive brandslukningsmaterialer. Meget tidlig forskning med Halon 1301 blev udført i regi af de amerikanske væbnede styrker, mens Halon 1211 oprindeligt hovedsageligt blev udviklet i Storbritannien. I slutningen af ​​1960'erne var de standard i mange applikationer, hvor vand- og tørpulverslukkere udgjorde en trussel om skade på den beskyttede ejendom, herunder computerrum, telekontakter, laboratorier, museer og kunstsamlinger. Begyndende med krigsskibe , i 1970'erne, blev bromofluoroalkanes også gradvist forbundet med hurtig nedslåning af alvorlige brande i lukkede rum med minimal risiko for personale.

I begyndelsen af ​​1980'erne var bromofluoroalkaner i almindelig brug på fly, skibe og store køretøjer samt i computerfaciliteter og gallerier. Imidlertid begyndte der at blive udtrykt bekymring over virkningen af ​​chloralkaner og bromalkaner på ozonlaget . Den Wienerkonventionen om beskyttelse af ozonlaget dækkede ikke bromofluoroalkanes da man mente på det tidspunkt, at akut udledning af brandslukningsanlæg var for lille i volumen til at producere en betydelig indvirkning, og for vigtigt til menneskers sikkerhed for begrænsning.

Regulering

Siden slutningen af ​​1970'erne har brugen af ​​CFC'er været stærkt reguleret på grund af deres destruktive virkninger på ozonlaget . Efter udviklingen af ​​sin elektronfangstdetektor var James Lovelock den første til at opdage den udbredte tilstedeværelse af CFC'er i luften og fandt en molfraktion på 60 ppt CFC-11 over Irland . I en selvfinansieret forskningsekspedition, der sluttede i 1973, fortsatte Lovelock med at måle CFC-11 i både Arktis og Antarktis og fandt gasens tilstedeværelse i hver af de 50 luftprøver, der blev indsamlet, og konkluderede, at CFC'er ikke er miljøfarlige. . Forsøget gav imidlertid de første nyttige data om tilstedeværelsen af ​​CFC'er i atmosfæren. Skaden forårsaget af CFC'er blev opdaget af Sherry Rowland og Mario Molina, der efter at have hørt et foredrag om emnet Lovelocks arbejde begyndte på forskning, der resulterede i den første publikation, der antydede forbindelsen i 1974. Det viser sig, at en af ​​CFC'ers mest attraktive funktioner - deres lave reaktivitet - er nøglen til deres mest ødelæggende virkninger. CFC'ers manglende reaktivitet giver dem en levetid, der kan overstige 100 år, hvilket giver dem tid til at diffundere ind i den øvre stratosfære . Når den er kommet i stratosfæren, er solens ultraviolette stråling stærk nok til at forårsage den homolytiske spaltning af C-Cl-bindingen. I 1976 forbød EPA i henhold til lov om bekæmpelse af giftige stoffer kommerciel fremstilling og brug af CFC'er og aerosoldrivmidler. Dette blev senere afløst af en bredere regulering af EPA i henhold til Clean Air Act for at imødegå stratosfærisk ozonnedbrydning.

NASA -projektion af stratosfærisk ozon i Dobson -enheder , hvis chlorfluorcarboner ikke var blevet forbudt. Animeret version .

I 1987, som svar på en dramatisk sæsonmæssig udtømning af ozonlaget over Antarktis , indgik diplomater i Montreal en traktat, Montreal -protokollen , der opfordrede til drastiske reduktioner i produktionen af ​​CFC'er. Den 2. marts 1989 blev 12 lande i Det Europæiske Fællesskab enige om at forbyde produktionen af ​​alle CFC'er inden udgangen af ​​århundredet. I 1990 mødtes diplomater i London og stemte for at styrke Montreal -protokollen markant ved at opfordre til en fuldstændig fjernelse af CFC'er inden år 2000. I år 2010 skulle CFC'er også have været fuldstændig elimineret fra udviklingslandene.

Ozonnedbrydende gastendenser

Fordi de eneste CFC'er, der er tilgængelige for lande, der overholder traktaten, er fra genbrug, er deres priser steget betydeligt. En verdensomspændende afslutning på produktionen bør også afslutte smuglingen af ​​dette materiale. Der er imidlertid aktuelle CFC -smuglingsproblemer, som anerkendt af FN's miljøprogram (UNEP) i en rapport fra 2006 med titlen "Illegal Trade with Ozone Depleting Substances". UNEP anslår, at mellem 16.000-38.000 tons CFC'er passerede det sorte marked i midten af ​​1990'erne. Rapporten anslås mellem 7.000 og 14.000 tons CFC hvert år smuglet ind i udviklingslande. Asiatiske lande er dem med mest smugling; fra 2007 viste det sig, at Kina, Indien og Sydkorea tegnede sig for omkring 70% af den globale CFC -produktion, og Sydkorea senere forbød CFC -produktion i 2010. Mulige årsager til fortsat CFC -smugling blev også undersøgt: rapporten bemærkede, at mange forbød CFC producerende produkter har lang levetid og fortsætter med at fungere. Omkostningerne ved at udskifte udstyret til disse varer er undertiden billigere end at udstyres med et mere ozonvenligt apparat. Derudover betragtes CFC -smugling ikke som et væsentligt problem, så de opfattede sanktioner for smugling er lave. I 2018 blev offentligheden gjort opmærksom på spørgsmålet, at der på et ukendt sted i Østasien er anslået en anslået mængde på 13.000 tons årligt CFC'er årligt siden omkring 2012 i strid med protokollen. Selvom den endelige udfasning af CFC'er er sandsynlig, gøres der en indsats for at dæmme op for disse nuværende problemer med manglende overholdelse.

På tidspunktet for Montreal -protokollen blev det klar over, at bevidste og utilsigtede udladninger under systemtest og vedligeholdelse tegnede sig for væsentligt større mængder end nødudladninger, og følgelig blev haloner indført i traktaten, omend med mange undtagelser.

Lovgivningsmæssigt hul

Mens produktion og forbrug af CFC'er er reguleret i henhold til Montreal -protokollen, er emissioner fra eksisterende CFC -banker ikke reguleret i henhold til aftalen. I 2002 var der anslået 5.791 kiloton CFC i eksisterende produkter såsom køleskabe, klimaanlæg, aerosoldåser og andre. Cirka en tredjedel af disse CFC'er forventes at blive udsendt i løbet af det næste årti, hvis der ikke tages handling, hvilket udgør en trussel mod både ozonlaget og klimaet. En del af disse CFC'er kan fanges og ødelægges sikkert.

Regulering og DuPont

I 1978 forbød USA brugen af ​​CFC'er som Freon i aerosoldåser, begyndelsen på en lang række lovgivningsmæssige foranstaltninger mod deres anvendelse. Det kritiske DuPont -fremstillingspatent for Freon ("Process for Fluorinating Halohydrocarbons", US Patent #3258500) skulle udløbe i 1979. I forbindelse med andre industrielle jævnaldrende dannede DuPont en lobbygruppe, "Alliance for Responsible CFC Policy", for at bekæmpe regler for ozonnedbrydende forbindelser. I 1986 vendte DuPont, med nye patenter i hånden, om på sin tidligere holdning og fordømte offentligt CFC'er. DuPonts repræsentanter dukkede op for Montreal -protokollen, hvor de opfordrede til, at CFC'er blev forbudt over hele verden og erklærede, at deres nye HCFC'er ville imødekomme den globale efterspørgsel efter kølemidler.

Udfasning af CFC'er

Anvendelse af visse chloralkaner som opløsningsmidler til målestok store, såsom kemisk rensning, er blevet udfaset, for eksempel ved IPPC direktiv om drivhusgasser i 1994 og af flygtige organiske forbindelser (VOC) direktiv fra EU i 1997. Tilladt klorfluoralkananvendelser er kun medicinske.

Bromofluoroalkaner er stort set blevet udfaset, og besiddelse af udstyr til deres brug er forbudt i nogle lande som Holland og Belgien fra 1. januar 2004, baseret på Montreal -protokollen og retningslinjer fra Den Europæiske Union.

Produktionen af ​​nye lagre ophørte i de fleste (sandsynligvis alle) lande i 1994. Men mange lande kræver stadig, at flyene er udstyret med halonbrandsikringssystemer, fordi der ikke er fundet et sikkert og fuldstændigt tilfredsstillende alternativ til denne applikation. Der er også et par andre, højt specialiserede anvendelser. Disse programmer genbruger halon gennem "halonbanker" koordineret af Halon Recycling Corporation for at sikre, at udledning til atmosfæren kun sker i en reel nødsituation og for at bevare de resterende lagre.

De midlertidige erstatninger for CFC'er er hydrochlorfluorcarboner (HCFC'er), som nedbryder stratosfærisk ozon, men i langt mindre grad end CFC'er. I sidste ende vil hydrofluorcarboner (HFC'er) erstatte HCFC'er. I modsætning til CFC'er og HCFC'er har HFC'er et ozonnedbrydningspotentiale (ODP) på 0. DuPont begyndte at producere hydrofluorcarboner som alternativer til Freon i 1980'erne. Disse omfattede Suva kølemidler og Dymel drivmidler. Naturlige kølemidler er klimavenlige løsninger, der nyder stigende støtte fra store virksomheder og regeringer, der er interesseret i at reducere emissionerne af global opvarmning fra køling og aircondition.

Udfasning af HFC'er og HCFC'er

Hydrofluorcarboner er inkluderet i Kyoto -protokollen og er reguleret under Kigali -ændringen til Montreal -protokollen på grund af deres meget store globale opvarmningspotentiale og anerkendelse af halogencarbonbidrag til klimaændringer.

Den 21. september 2007 blev cirka 200 lande enige om at fremskynde elimineringen af ​​hydrochlorfluorcarboner helt inden 2020 i et FN -sponsoreret topmøde i Montreal . Udviklingslande blev givet indtil 2030. Mange nationer, f.eks. USA og Kina , der tidligere havde modstået en sådan indsats , var enige om den hurtige udfasningsplan.

Udvikling af alternativer til CFC'er

Arbejdet med alternativer til chlorfluorcarboner i kølemidler begyndte i slutningen af ​​1970'erne, efter at de første advarsler om skader på stratosfærisk ozon blev offentliggjort.

Hydrochlorfluorcarboner (HCFC'er) er mindre stabile i den lavere atmosfære, så de kan nedbrydes, før de når ozonlaget. Ikke desto mindre bryder en betydelig brøkdel af HCFC'erne ned i stratosfæren, og de har bidraget til mere kloropbygning der end oprindeligt forudsagt. Senere alternativer, der mangler klor, har hydrofluorcarboner (HFC'er) en endnu kortere levetid i den lavere atmosfære. En af disse forbindelser, HFC-134a , blev brugt i stedet for CFC-12 i bilens klimaanlæg. Kulbrinte -kølemidler (en blanding af propan/isobutan) blev også brugt i vid udstrækning i mobile klimaanlæg i Australien, USA og mange andre lande, da de havde fremragende termodynamiske egenskaber og fungerede særligt godt ved høje omgivelsestemperaturer. 1,1-Dichloro-1-fluorethan (HCFC-141b) har erstattet HFC-134a på grund af dets lave ODP- og GWP-værdier. Og ifølge Montreal-protokollen skal HCFC-141b udfases helt og erstattes med nul ODP-stoffer som cyclopentan, HFO'er og HFC-345a inden januar 2020.

Blandt de naturlige kølemidler (sammen med ammoniak og kuldioxid) har kulbrinter en ubetydelig miljøpåvirkning og bruges også på verdensplan til indenlandske og kommercielle køleapplikationer og bliver tilgængelige i nye klimaanlæg med split -system. Forskellige andre opløsningsmidler og metoder har erstattet brugen af ​​CFC'er i laboratorieanalyser.

I doseringsdosisinhalatorer (MDI) blev en ikke-ozonvirkende substitut udviklet som drivmiddel, kendt som " hydrofluoralkan ".

Sporeren af ​​havcirkulationen

Fordi CFC -koncentrationer i atmosfærens tidshistorie er relativt velkendte, har de givet en vigtig begrænsning for havcirkulationen. KFK opløses i havvand ved havoverfladen og transporteres efterfølgende ind i havets indre. Fordi CFC'er er inaktive, afspejler deres koncentration i havets indre simpelthen konvolueringen af ​​deres atmosfæriske tidsudvikling og havcirkulation og blanding.

CFC og SF ₆ sporafledt alder af havvand

Chlorfluorcarboner (CFC'er) er menneskeskabte forbindelser, der er blevet frigivet i atmosfæren siden 1930'erne i forskellige anvendelser, f.eks. I klimaanlæg, køling, blæsemidler i skum, isoleringer og pakkematerialer, drivmidler i aerosoldåser og som opløsningsmidler. Indførelsen af ​​CFC'er i havet gør dem ekstremt nyttige som forbigående sporstoffer til at estimere hastigheder og veje for havcirkulation og blandingsprocesser. På grund af produktionsrestriktioner for CFC'er i 1980'erne er atmosfæriske koncentrationer af CFC-11 og CFC-12 imidlertid holdt op med at stige, og forholdet mellem CFC-11 og CFC-12 i atmosfæren har været støt faldende, hvilket har gjort vanddatering af vandmasser mere problematisk. I øvrigt er produktion og frigivelse af svovlhexafluorid (SF ₆ ) hurtigt steget i atmosfæren siden 1970'erne. Ligesom CFC'er er SF ₆ også en inert gas og påvirkes ikke af oceaniske kemiske eller biologiske aktiviteter. Således løser brug af CFC'er i samspil med SF ₆ som sporstof vandproblemerne på grund af nedsatte CFC -koncentrationer.

Brug af CFC'er eller SF ₆ som et sporstof for havcirkulation muliggør udledning af satser for havprocesser på grund af den tidsafhængige kildefunktion. Den forløbne tid, siden en vandmasse under overfladen sidst var i kontakt med atmosfæren, er den sporstofafledte alder. Estimater af alder kan udledes baseret på partialtrykket af en individuel forbindelse og forholdet mellem partialtrykket af CFC'er til hinanden (eller SF ₆ ).

Partielt tryk og forhold dating teknikker

Alderen på en vandpakke kan estimeres ved CFC -alderen (pCFC) eller SF _{6 (} delvis tryk) (pSF ₆ ). PCFC -alderen for en vandprøve er defineret som:

${\ displaystyle pCFC = {\ frac {[CFC]} {F (T, S)}}}$

hvor [CFC] er den målte CFC -koncentration (pmol kg ⁻¹ ) og F er CFC -gasens opløselighed i havvand som funktion af temperatur og saltindhold. CFC-partialtrykket udtrykkes i enheder på 10-12 atmosfærer eller dele pr. Billion (ppt). Opløselighedsmålingerne af CFC-11 og CFC-12 er tidligere blevet målt af Warner og Weiss. Derudover blev opløselighedsmåling af CFC-113 målt af Bu og Warner og SF ₆ af Wanninkhof et al. og Bullister et al. Disse forfattere nævnt ovenfor har udtrykt opløseligheden (F) ved et samlet tryk på 1 atm som:

${\ displaystyle \ ln F = a_ {1}+a_ {2} \ venstre ({\ frac {100} {T}} \ højre)+a_ {3} \ ln \ venstre ({\ frac {T} {100 }} \ højre)+a_ {4} \ venstre ({\ frac {T} {100}} \ højre)^{2}+S \ venstre [b_ {1}+b_ {2} \ venstre ({\ frac {T} {100}} \ højre)+b_ {3} \ venstre ({\ frac {T} {100}} \ højre) \ højre],}$

hvor F = opløselighed udtrykt i enten mol l ⁻¹ eller mol kg ⁻¹ atm ⁻¹ , T = absolut temperatur, S = saltholdighed i dele pr. tusinde (ppt), a ₁ , a ₂ , a ₃ , b ₁ , b ₂ og b ₃ er konstanter, der skal bestemmes ud fra de mindste kvadraters tilpasning til de opløselighedsmåligheder. Denne ligning stammer fra den integrerede Van 't Hoff -ligning og den logaritmiske Setchenow -saltholdighedsafhængighed.

Det kan bemærkes, at CFC'ernes opløselighed stiger med faldende temperatur ved ca. 1% pr. Grad Celsius.

Når CFC's (eller SF ₆ ) partielle tryk er afledt, sammenlignes det derefter med atmosfæriske tidshistorier for CFC-11, CFC-12 eller SF ₆ , hvor pCFC direkte svarer til året med det samme. Forskellen mellem den tilsvarende dato og opsamlingsdatoen for havvandsprøven er gennemsnitsalderen for vandpakken. Alderen på en pakke vand kan også beregnes ved hjælp af forholdet mellem to CFC -partialtryk eller forholdet mellem SF ₆ -partialtrykket og et CFC -partialtryk.

Sikkerhed

Ifølge deres sikkerhedsdatablade er CFC'er og HCFC'er farveløse, flygtige, giftfri væsker og gasser med en svagt sød æterisk lugt. Overeksponering ved koncentrationer på 11% eller mere kan forårsage svimmelhed, tab af koncentration, depression i centralnervesystemet eller hjertearytmi . Dampe fortrænger luft og kan forårsage kvælning i lukkede rum. Selvom de ikke er brandfarlige, omfatter deres forbrændingsprodukter flussyre og beslægtede arter. Normal erhvervsmæssig eksponering er vurderet til 0,07% og udgør ingen alvorlige sundhedsrisici.

Referencer

eksterne links

Scholia har en kemisk profil for chlorfluorcarbon .

• Konverteringstabel til gas
• Ofte stillede spørgsmål om nomenklatur
• Nummereringsskema for ozonnedbrydende stoffer og deres erstatninger
• Klasse I ozonnedbrydende stoffer
• Klasse II Ozonnedbrydende stoffer (HCFC'er)
• CFC ulovlig handel
• Historien om halonbrug af den amerikanske flåde
• Ozontab: De kemiske syndere
• Proces ved hjælp af pyrolyse i en ultrahøj temperatur plasmabue, til eliminering af CFC'er Arkiveret 2016-04-15 på Wayback Machine
• [1] Environmental Investigation Agency : Rapporter mm om ulovlig handel og løsninger
• [2] Environmental Investigation Agency i USA: Rapporter mm om ulovlig handel og løsninger
• Freon i bil A/C
• [3] Udfasning af haloner i slukkere