Physikalische Eigenschaften von Freon 12

Viele Klimaanlagen verwendeten Freon vor 1994.

Freon 12 ist der Markenname Dupont für das chemische Dichlordifluormethan. Freon 12 und ähnliche Chlorfluorkohlenwasserstoffe wurden zum ersten Mal als potentiell nützlich als Ersatz für Ammoniak in Kühlsystemen in den frühen 1900ern erkannt. Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften eignete sich Freon 12 besonders für diesen Zweck und wurde bis 1994, als es im Rahmen des Montreal-Protokolls als Ozon abbauende Chemikalie verboten wurde, sehr häufig als Kältemittel und auch als Treibgas in Sprühdosen eingesetzt.

Allgemeine physikalische Eigenschaften

Freon 12 ist bei Raumtemperatur ein farbloses Gas, obwohl es typischerweise zu einer verflüssigten Form komprimiert ist. Es ist normalerweise geruchlos, obwohl es bei hohen Konzentrationen in Luft (mehr als 20 Volumenprozent) einen schwachen etherartigen Geruch hat. Es hat die chemische Formel CF2Cl2 und ein Molekulargewicht von 120,91 Gramm pro Mol. Freon ist in Wasser bei einer Konzentration von ungefähr 0,3 Gramm pro Liter bei Raumtemperatur geringfügig löslich. Es hat einen hohen Dampfdruck von 568 Kilopascal bei Raumtemperatur und verdampft leicht bei dieser Temperatur. Es hat einen sehr niedrigen Schmelzpunkt von -158 Grad Celsius und einen Siedepunkt von -30 Grad. Als Flüssigkeit hat es eine Dichte von 1,486 Gramm pro Kubikzentimeter.

Chemische Eigenschaften

Freon 12 ist sehr inert und nicht reaktiv. Es ist auch nicht brennbar. Das ursprüngliche Verfahren zur Synthese von Freon 12 im Labormaßstab basierte auf der Reaktion von Tetrachlorkohlenstoff mit Fluorwasserstoffsäure und einem Katalysator wie folgt: CCl 4 + HF + SbF 3 Cl 2 (Katalysator) -> CFCl 3 + CF 2 Cl 2 (Freon-12) + HCl. Obwohl Freon 12 nicht reaktiv ist, wurde gezeigt, dass es eine starke Ozon abbauende Chemikalie ist, wenn es in die obere Atmosphäre abgegeben wird. Die Reaktion, die zu Ozonabbau führt, beinhaltet den Angriff auf ein Freon 12-Molekül durch UV-Licht, was zur Erzeugung eines Chlorradikals führt, das dann mit Ozon reagiert, um es in Sauerstoff umzuwandeln.

Thermodynamische Eigenschaften

Freon 12 hat eine Reihe von thermodynamischen Eigenschaften, die es für die Verwendung als Kältemittel geeignet machen. Diese wurden besonders berücksichtigt, als es als Ersatz für Ammoniak getestet wurde. Am wichtigsten ist, dass seine latente Verdampfungswärme 22 Kilojoule pro Mol beträgt, was nur geringfügig unter dem Wert von 24 Kilojoule pro Mol für Ammoniak liegt. Andere thermodynamische Eigenschaften von Freon 12 sind eine spezifische Wärmekapazität (Cp) bei 30 Grad Celsius von 74 Joule pro Molgrad Kelvin und Wärmeleitfähigkeit bei 0 Grad Celsius von 9,46 Milliwatt pro Meter Grad Kelvin.

Eigenschaften im Zusammenhang mit der sicheren Handhabung

Freon 12 wird unter normalen Bedingungen als sicher und ungiftig angesehen. Es wurde festgestellt, dass die Toxizität aufgrund chronischer Exposition durch orale Aufnahme durch Ratten in Höhe von 380 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht auftritt. Das größte Sicherheitsrisiko, das von Freon 12 ausgeht, ist in Situationen, in denen Freon 12 die Atemluft verdrängt, als Erstickungsgefahr. Eine Inhalation des Gases bei niedrigeren Konzentrationen kann jedoch auch eine Anästhesie induzieren. Sichtbare Wirkungen bei Menschen werden im Bereich von 500 bis 1.000 ppm in Luft beobachtet. Obwohl Freon-12 im Allgemeinen nicht reaktiv ist, kann es mit Aluminium reagieren und bei sehr hohen Temperaturen toxische Abbauprodukte wie Salzsäure bilden.

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