Freony
| Autor: Alena Vavříková | Škola: G Arabská |
| Strany: 3 A4 | Obrázky: ne |
| Dokument stažen: 2780x | Náhled zobrazen: 11247x |
| Stáhnout zazipovaný dokument » | Zpět na seznam » |
| Textový náhled: FREONY Deriváty uhlovodíků, v jejichž molekulách jsou na uhlíkový řetězec vázány převážně atomy chloru a fluoru nazýváme chlorfluorkarbony –označované CFC, pokud obsahují jen chlor, fluor a uhlík,nebo hydrofluorkarbony, označované HCFC , obsahují-li také vodíkové atomy. Chlorfluorkarbony byly vyvinuty již v 30.tých létech pro firmu Du Pont (USA) a na trh uvedeny pod obchodním označením freony. Díky neobyčejné chemické stálosti, nehořlavosti, nízké toxicitě (jedovatosti) a příznivým fyzikálním parametrům uskutečnily ve 30. létech revoluci v technice chlazení. Není nadsázkou tvrdit, že lednička a mrazák jako běžné vybavení moderní domácnosti jsou jejich zásluhou. Praxe z II. světové války, kdy pomocí freonů bylo preventivně rozprašováno DDT (insekticid-prostředek proti hmyzu) při bojích v džungli jim přisoudila ještě roli výborných a bezpečných vyháněčů sprejů. Jednou ze stěžejních metod přípravy a výroby fluorderivátů je substituce (výměna) halogenu (chloru, bromu) fluorem. Pomocí fluoridu antimonitého, obsahujícího chlorid antimoničný a pomocí fluorovodíku – tzv. Swartsovou metodou – se začaly ve 30. létech průmyslově vyrábět prvé chlorfluorkarbony. CCl4 + HF ( SbCl5)? CCl3F + HCl R 11, trichlorfluormetan CCl4 + 2 HF ( SbCl5)? CCl2F2 + 2 HCl 100oC, Mpa R 12, dichlordifluormetan Základ velkoprůmyslu fluorderivátů tvoří trichlorfluormetan s kódem R 11, dichlordifluormetan s kódem R 12, chlordifluormetan CCl2F2, chlordifluormetan CHClF2 čili R 22, 1, 1, 2-trichlortrifluoretan (CCl2F-CclF2) s kódem R 113 a 1, 2-dichlortetrafluormetan CClF2- CClF2 s kódem R 114. Uvedené mezinárodní kódy mají tento význam: R je označení typu sloučeniny – refrigerant = chladivo, prvé číslo udává počet atomů uhlíku minus jedna, druhé počet vodíků plus jedna, a třetí počet fluorových atomů. U jednouhlíkatých derivátů se prvé číslo, tj. nula, neuvádí. Od poloviny 40. let umožnily chlorfluorkarbony též masovou výrobu sprejů, protože jsou nejlepšími známými hnacími plyny. Staly se také výchozími surovinami pro polymery odolnými korozivnímu prostředí,vysokým teplotám a záření a jsou využívány též jako hasiva, léčiva, maziva apod. Pyrolýzou (tepelným rozkladem) chlordifluormetanu se vyrábí tetrafluoretylen, který je základní surovinou pro výrobu vysoce rezistentních polymerů, známých pod obchodním označením Teflon, Tefal atd. Jsou neobyčejně odolné chemikáliím, dostatečně tvrdé pro použití jako těsnění nebo samomazná kluzná ložiska. Mají i velký teplotní rozsah pouřití- od minus 70 do plus 250 stupňů C; nad touto teplotou se ale Teflon rozkládá na smrtelně jedovaté produkty. CHClF2 650 až 800oC ? CF2= CF2 ; polymerace při p=5 MPa? -(CF2- CF2)- R22 - 2 HCl n=5000 až 25000 Teflon byl poprvé připraven v roce 1940. Jeho mimořádné vlastnosti otevřely prostor pro hledání nejrůznějších „na míru šitých" fluoroplastů a fluoroelastů. Jaderná technologie přiměla chemiky naučit se pracovat s plynným fluorem a řešit problémy přímé fluorace, protože byly vyžadovány další odolné materiály na těsnění, trubice, ventily, jako mazadla atd. Kuriozním výsledkem metody přímé fluorace je objev fluorografitu. Na rozdíl od černého grafitu je nevodivý (černý vodí velice dobře!) a podle obsahu fluoru až bílý. Je nenahraditelným mazivem pro vysoké teploty a rychlosti (rozumí se obvodové- při rotaci). Praktické využití mají i bromované fluorkarbony. Pro svoji relativní stálost a malou toxicitu slouží jako hasiva a vytlačují toxický tetrachlormetan z hasicích přístrojů v uzavřených prostorách, např. letadlech, ponorkách a kosmických lodích. Pro tyto účely se používá např. bromtrifluormetan CBrF3, dibromdifluormetan CBr2F2 a 1, 2-dibromtetrafluorethan CBrF2- CBrF2. Záměna vodíkových atomů v organických sloučeninách fluorem může výrazně ovlivňovat biologickou aktivitu látek. Od 60.let se v medicině šířeji prosazují fluorovaná farmaka. V té době výrazně vstoupil mezi inhalační anestetika (vdechované narkotizační prostředky) 1-brom 1-chlor 2, 2, 2-trifluorethan (obch. ozn. Halo-than) CH2Br-CF3 a dnes tuto oblast ovládají suverénně další, především fluorované étery (obch. ozn. Enfluran, Isofluran, aj.). Jinou medicínskou oblastí, v níž bezkonkurenčně dominují fluorkarbony a jejich deriváty díky své minimální toxicitě a schopnosti transportovat kyslík jsou krevní náhrady – např. perfluordekalin, perfluoroktylbromid. Aplikují se (podávají se) ve formě vodných emulzí a proto se jim říká „bílá krev"; po přechodnou dobu dokáží nahradit krev a erythrocyty (červené krvinky).Používají se zejména při léčbě popálenin a poraněných tkání a při konzervaci orgánů. Vysoká chemická stabilita se stala osudovou pro používání plynných a těkavých fluorkarbonů z hlediska účinků na životní prostředí. Tyto plyny se dostávají do ozonosféry, kde teprve dochází k jejich rozkladu,ale za cenu narušování tohoto atmosférického štítu, pohlcujícího ultrafialové záření Slunce. Původní „tvrdé freony"-sloučeniny uhlíku, fluoru a chloru (CFC) začaly být nahrazovány tzv. „měkkými freony".- hydrochlorofluorokarbony (HCFC-obsahují v molekule ještě vodík), které měly asi 20x menší ozon ničící sílu. Některé z těchto látek sice nepoškozují ozonovou vrstvu, ale působí zase jako silný „skleníkový" plyn. Lavinovitému šíření sprejů na bázi CFC a úniku CFC do atmosféry i při některých technologických procesech postavila hráz vídeňská Konference o ochraně ozonové vrstvy v roce 1985 a montrealský Protokol o látkách porušujících ozonovou vrstvu z roku 1987. Rozvoj poznatků o chemii atmosféry a ekologické uvědomění o poškozování ochranného ozonového štítu zeměkoule a o globálním oteplování vlivem skleníkového efektu vyústily v drastické omezování až zákaz výroby tzv. „tvrdých freonů" pro chladiva, spreje, nadouvadla plastů a jiné aplikace, při nichž existuje nebezpečí úniku CFC do atmosféry. Hlavní slabinou „Montrealského protokolu je, že umožňuje západním chemickým společnostem přemísťovat freony a jejich výrobu do nerozvinutých zemí. Do roku 2010 lze tuto strategii provozovat s minimem omezení, také po tomto roce mohou rozvojové země freony vyrábět a užívat, pokud je to pro jejich „základní domácí potřebu". Největší chemické společnosti tak pokračují ve výrobě stovek tisíc tun CFC, nikoliv ve svých domácích zemích, ale v zemích latinské Ameriky a v Asii. Např. firma Du Pont pokračuje ve výrobě v Brazílii, italská firma Montedison postavila dvě nové továrny v Rusku. Dalšími masovými výrobci je Čína, Indie a Rusko. Zejména poslední jmenovaná země dává téměř otevřeně najevo, že přísun deviz za prodej látek ničících ozonovou vrstvu je pro ni důležitější, než ohledy na stav životního prostředí. V samotných rozvinutých zemích se obchod s nebezpečnými freony přesunul do jisté míry na černý trh . Zde se toto zboží stává zdrojem zisků srovnatelných se zisky z pašování drog. Poptávka po freonech přichází např. z autoservisů; jen v USA je 80 milionů automobilů v nichž jsou freony součástí klimatizačních zařízení. Radost z přijetí Montrealského a dalších protokolů omezujících výrobu a spotřebu ozon ničících látek tak byla poněkud předčasná. Nově vyrobené freony se připojují k těm, které byly vyrobeny a uvolněny v minulosti. V zimě v r. 1997 a na jaře 1998 chybělo již na některých místech severní polokoule již 40% ozonové vrstvy. Naposledy naměřená ozonová díra nad Antaktidou je již 2x větší, než Evropa. Loňské měření NASA (Americký úřad pro kosmický výzkum) potvrdilo velký úbytek ozonu nad obydlenými částmi Británie, Skandinávie, Německa, Ruska a Kanady. Předpovědi o zacelení ozonové díry v průběhu příštích 50-100 let vycházejí z předpokladu striktního dodržování Montrealského protokolu ( údaje převzaty z časopisu The Ekologist 5/1997) Důsledky zvýšeného dopadu UV-záření pro lidské zdraví, pro zvířata a fytoplankton jsou v hlavních rysech známy.Měřeno těmito důsledky měla by výroba a pašování freonových látek patřit mezi kriminální zločiny a být postihována stejně tvrdě jako výroba a pašování drog. Dosud tomu však tak není a nic nenasvědčuje tomu, že by se situace radikálně změnila. Stejná situace, ke které dnes dochází kolem používání tvrdých freonů, je ale z nedávné minulosti známa i z používání insekticidu DDT, který měl ve své době nezastupitelný význam a jehož složení a účinky odpovídaly tehdejší míře poznání. Obdobné problémy známe i z aplikace polychlorovaných bifenylů- vynikajících kapalin pro náplně hydraulických systémů, chladicích olejů pro transformátory, do nátěrových hmot atd. Teprve poznání jejich nebezpečnosti pokud se dostanou do potravního řetězce z nich udělalo nanejvýš nebezpečný odpad. | |