Хлорфторвуглеводні: відмінності між версіями
| [перевірена версія] | [перевірена версія] |
Вилучено вміст Додано вміст
Обмеження на використання |
м доповнення, вікіфікація |
||
Рядок 6:
Вперше CFC були синтезовані у 1890-х роках бельгійськім хіміком Фредеріком Шварцем. У 1928 році [[Томас Міджлі (молодший)|Томас Міджлі]], разом з Альбертом Хенном і Робертом Макнарі, шукаючи, за завданням корпорацій [[General Motors]], [[DuPont]] і Frigidaire, безпечний холодоагент, базуючись на способі Шварца, синтезував [[дифлуородихлорометан]] (CFC-12){{sfn | Myers | 2007 | с=101}}. Демонструючи нетоксичність і незаймистість цієї сполуки, Міджлі проводив таку демонстрацію: вдихав пари речовини, а потім гасив видихом свічку<ref name="washingtonpost">[https://www.washingtonpost.com/archive/politics/1988/04/10/cfcs-rise-and-fall-of-chemical-miracle/9dc7f67b-8ba9-4e11-b247-a36337d5a87b/?utm_term=.83f1916df08b CFCS RISE AND FALL OF CHEMICAL 'MIRACLE']{{ref-en}}</ref>. Така речовина була надзвичайно корисною для тодішньої індустрії рефрижераторів, оскільки як холодоагенти у той час використовувалися такі небезпечні речовини як [[аміак]], [[метилхлорид]] і [[диоксид сірки]], що призводило час від часу до нещасних випадків і гибелі людей<ref name="esrl">[https://www.esrl.noaa.gov/gmd/hats/publictn/elkins/cfcs.html Chlorofluorocarbons (CFCs)]{{ref-en}}</ref>. У 1930 році винахідники отримали патент на використання сполуки у якості холодоагенту, і того ж року General Motors і DuPont організували компанію Kinetic Chemical Company, що почала виготовляти холодильники за новою технологією. У 1932 році DuPont зареєструвала CFC-12 під торговою маркою «фреон»{{sfn | Myers | 2007 | с=102}}.
У 1932 році Carrier Engineering Corporation почала продавати перший побутовий кондиціонер під брендом
Під час другої світової війни CFC почав використовуватись у антималярійних репелентах (рідкий CFC при атмосферному тиску випаровувався, ефективно розпиляючи розчиненні речовини), а після війни аерозольні балончики з ним стали використовуватись повсюдно<ref name="washingtonpost"></ref>.
Рядок 12:
У 1950-х була винайдена технологія виробництва спіненого [[Поліуретани|поліуретану]] з використанням CFC<ref name="washingtonpost"></ref>.
У 1974 [[Шервуд Роуленд]] і [[Маріо Моліна]] висунули гіпотезу, що фреони можуть спричиняти руйнування озону у [[стратосфера|стратосфері]], а у 1985 році було зафіксоване виникнення
У 1990-х хлорфторвуглеводні були заміщені гідрохлорфторвуглеводнями, що мають значно меншу тривалість життя в атмосфері, а тому не накопичуються такими темпами. У 2000-х роках індустрія перейшла з гідрохлорфторвуглеводнів на ще більш безпечні сполуки, такі як гідрофторкарбонати<ref name="esrl"></ref>.
== Номенклатура ==
Хлорфторвуглеводні використовують специфічну систему найменувань, що була запропонована ще у 1929 році і збереглася історично. Ця ж система використовується для позначення гідрохлорфторвуглеводнів<ref>[https://cdiac.ess-dive.lbl.gov/pns/cfcinfo.html Name that compound: The numbers game for CFCs, HFCs, HCFCs, and Halons]{{ref-en}}</ref>.
Для позначення конкретної молекули використовується три числа:
# кількість атомів карбону
# кількість атомів гідрогену + 1 (у хлорфторвуглеводнях немає атомів гідрогену, тому це число завжди дорівнює одиниці)
# кількість атомів фтору
Кількість атомів хлору може бути вирахувана за формулою
Якщо перше число дорівнює нулю
Наприклад, CFC-12 має 1 атом карбону, 0 атомів гідрогену, 2 атоми фтору і 2 атоми хлору, а CFC-112 має 2 атоми карбону, 0 атомів гідрогену, 2 атоми фтору і 4 атоми хлору. Ізомери позначаються маленькими латинськими літерами в кінці, наприклад CFC-113b.
Іноді замість CFC-n використовують позначення R-n (від {{lang-en|refrigerant}}) або F-n (від ''Freon'').
== Вплив на озоносферу ==
[[Озоносфера|Озоносферою]] називають частину [[стратосфера|стратосфери]], у якій спостерігається підвищена концентрація [[озон]]у. Озон у цьому шарі перебуває у [[динамічна рівновага|динамічній рівновазі]] з молекулами O<sub>2</sub> і вільними атомами кисню: [[ультрафіолетове випромінювання]] розбиває молекули кисню і озону на окремі атоми, які, в свою чергу, взаємодіючи з іншими молекулами кисню, утворюють озон, а взаємодіючи з озоном, знов утворюють двоатомні молекули.
Попри те, що максимальна концентрація озону становить лише 10 мільйонних, він ефективно абсорбує ультрафіолетове випромінювання в діапазоні
Молекули хлорфторвуглеводнів є вкрай стійкими, що дозволяє їм довго зберігатись у атмосфері. У стратосфері вони повільно дисоціюють під дією сонячного світла, вивільняючи атоми хлору, які в свою чергу вступають у такий цикл реакцій:
* <math>Cl + O_3\to ClO + O_2</math>
* <math>ClO + O \to Cl + O_2</math>,
В результаті цього руйнується молекула озону, а вільний атом хлору знов повертається в атмосферу і може знову вступати в реакцію. Одна молекула CFC може таким чином зруйнувати 100000 молекул озону<ref>[http://www.bom.gov.au/lam/Students_Teachers/ozanim/ozoanim.shtml How ozone is destroyed by CFCs]{{ref-en}}</ref>.
== Обмеження на використання ==
У 1985 році була погоджена, у у 1988 році ратифікована [[Віденська конвенція про охорону озонового шару]], що прямо вказувала на хлорфторвуглеводні як на причину зменшення кількості озону в атмосфері і передбачала створення протоколу, що буде містити конкретні кроки і обмеження на їх використання<ref>[https://treaties.un.org/doc/Treaties/1988/09/19880922%2003-14%20AM/Ch_XXVII_02p.pdf Vienna Convention for the Protection of the Ozone Layer ]{{ref-en}}</ref>.
Цей протокол був погоджений у 1988 році ([[Монреальський протокол]]), а у 1991 році був створений фонд, що займався імплементацією його положень. Монреальський протокол ставив ціль зменшити до 2000 року викиди CFC-11, -12, -113, -114, і -115. Пізніше було затверджено кілька додаткових угод (Лондонська, Копенгагенська, Монреальська, Пекінська і Кігалійська поправки), що розширювали сферу дії на інші речовини, що руйнують озон та ставили більш амбіційні цілі<ref>[https://ozone.unep.org/all-ratifications All Ratifications]{{ref-en}}</ref>. Зараз Монреальський протокол вважається найуспішнішим прикладом міжнародної екологічної угоди. 198 країн ратифікували його, 160 з яких затвердили. Вже у 1992 році виробництво CFC зменшилося на 50 %. З 1995 року ці речовини не використовуються у холодильниках. Споживання CFC практично припинилося з 2011 року. Загалом, використання речовин, що загрожують озоновому шару з моменту прийняття протоколу зменшилося на 99 % до 2016 року<ref name="ourworldindata">[https://ourworldindata.org/ozone-layer Ozone Layer]{{ref-en}}</ref>. Додатковим позитивним ефектом є сповільнення [[Глобальне потепління|глобального потепління]], через те що хлорфторвуглеводні є дуже сильними [[Парникові гази|парниковими газами]]<ref>[https://www.undp.org/content/dam/undp/library/Environment%20and%20Energy/Ozone%20and%20Climate/ProtectingOzoneLayerAndReducingGlobalWarming_English%20FINAL.pdf Protecting the ozone Layer and reducing gLobaL Warming ]{{ref-en}}</ref>.
Незважаючи на припинення використання, рівень CFC у атмосфері зменшується дуже повільно, менш ніж на 1 % за рік, по-перше через те, що рефрижератори і кондиціонери, виготовленні до 1995 року містять хлорфторвуглеводні<ref>[https://www.fs.fed.us/eng/toolbox/haz/haz23.htm Are fluorocarbons still an issue in refrigerators, freezers, and air conditioners?]{{ref-en}}</ref>, а по-друге через їх значну хімічну стійкість, через яку час життя різних CFC становить від 50 до 500 років<ref>[http://www.wmo.int/pages/prog/arep/gaw/ozone_2014/documents/ADM_2014OzoneAssessment_Final.pdf Scientifc Assessment of Ozone Depletion: 2014]{{ref-en}}</ref>.
== Примітки ==
| |||