Khí CFC là một loại khí được dùng trong các thiết bị làm lạnh. Vậy khí CFC là gì? Đặc điểm của nó ra sao? Khí CFC có gây hại tới sức khỏe và môi trường không? Tất cả những câu hỏi trên sẽ được Gockhampha.edu.vn giải đáp trong bài viết ngay dưới đây!
Bạn đang đọc: CFC là gì? Đặc điểm, ứng dụng và tác hại của khí CFC
Contents
CFC là gì?
Khí CFC là tên viết tắt của Chlorofluorocarbon, là một hợp chất hữu cơ bao gồm cacbon, clo và flo. Nó được sản xuất như là một dẫn xuất dễ bay hơi của khí methan, etan và propan. Từ đó CFC được con người tổng hợp để sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, vốn phổ biến trong các thiết bị làm lạnh và dung môi.
Tuy nhiên, từ khi được biết đến và khai thác, dần dần khí CFC đã xâm nhập vào khí quyển và gây ra nhiều tác hại to lớn tới môi trường. Bởi thế, CFC hiện tại đang dần được thay thế bằng các HFC ví dụ như R-410A hay R-134a.
Nguồn gốc của khí CFC
CFC được nhà khoa học Frederic Swarts người Bỉ tổng hợp ra từ hợp chất CCl4 (Carbon tetraclorua). Ông đã thay đổi clo trong CCl4 bằng flo và tạo ra CFC – 11 (CCl3F) và CFC – 12 (CCl2F2).
Vào đầu thế kỷ XX, ngành công nghiệp máy lạnh với yêu cần phải tìm một loại chất có điểm sôi thấp, khó phản ứng, và quan trọng là phải có độc tính thấp hơn những chất đang được sử dụng lúc bấy giờ. Là một chất đáp ứng đủ các yêu cầu này, CFC đã được lựa chọn sử dụng.
Tuy nhiên, đây là loại khí gây ra những ảnh hưởng to lớn tới môi trường. Vì thế, từ năm 2000, Nghị định thư Montreal đã ra đời để kêu gọi loại bỏ hoàn toàn khí CFC trong ngành công nghiệp.
Các loại khí CFC
Các CFC thường được phân loại và gọi tên theo công thức: CFC – 01234 – hậu tố (nghĩa là được dán nhãn bằng một hệ thống đánh số duy nhất). Trong đó các thành phần trong công thức được diễn tả như sau:
- 0: số lượng liên kết đôi, bỏ qua nếu bằng 0.
- 1: số nguyên tử C – 1, bỏ qua nếu bằng 0.
Tổng số nguyên tử clo được tính theo biểu thức: Cl = 2(C+1) – H – F.
- 2: Số nguyên tử H + 1
- 3: số nguyên tử F
- 4 (bỏ qua nếu bằng 0): số nguyên tử clo bị brom thay thế, luôn dùng với tiền tố “b” (b1, b2).
- Hậu tố: Dùng để xác định đồng phân (Bỏ qua nếu chỉ tồn tại một đồng phân)
Lưu ý về phần hậu tố: Các đồng phân không có hậu tố luôn có hiệu số khối lượng nhỏ nhất trên mỗi nguyên tử cacbon. Trong trường hợp nhiều đồng phân hơn thì hậu tố được tính theo bảng chữ cái từ a đến z.
Bên cạnh các CFC theo công thức gọi tên thì vẫn còn có các CFC được gọi bằng tên thông thường như hợp chất CFC phổ biến nhất: CFCl2 (Freon 12 hay F12).
Đặc điểm của khí CFC là gì?
Khí CFC có cấu trúc giống như các ankan đơn giản, liên kết với đối xứng tứ diện. Các CFC được sẽ sản xuất như một dẫn xuất dễ bay hơi của các khí methane, ethane và propane. Tính chất vật lý của CFC là dễ bay hơn, có điểm sôi thấp và khó phản ứng hóa học. Các chất này dễ bay hơi và có nhiệt độ sôi cao hơn so với các alkana tạo ra CFC.
Ví dụ: Khí metan (CH4) có nhiệt độ sôi là −161°C trong khi fluoromethane sôi từ −51,7°C (CF2H2) đến −128°C (CF4).
Đặc biệt, do sự phân cực của clorua cao hơn florua nên CFC còn có thể có điểm sôi cao hơn. CFC cũng dễ cháy hơn so với metan và có mật độ cao hơn. Vậy dựa vào yếu tố này để xác định mật độ của chúng? Các nhà khoa học sẽ giữa vào số lượng clorua để tính tương quan mật độ.
Cách điều chế khí CFC
Ở phần trên, chúng ta đã hiểu khí CFC là gì, hay khí CFC trong tủ lạnh là gì. Vậy làm thế nào để điều chế được loại khí này?
Hiện nay, phương pháp chủ yếu để điều chế CFC là tạo ra sự trao đổi các halogen. Quá trình này bắt đầu từ các methane và ethane có chứa clo. Khí CFC cũng có thể được tạo ra từ sự tổng hợp chloroform.
Ngoài ra các dẫn xuất bromine có thể được tạo ra bởi phản ứng gốc tự do của chlorofluorocarbons, trong đó, người ta sẽ thay thế C-H thành C-Br.
Ví dụ: CF3CH2Cl+Br2→CF3CHBrCl+HBr
Tìm hiểu thêm: Tổng hợp các chất lưỡng tính trong hóa học và Phương pháp giải bài tập
Các ứng dụng của khí CFC
Ứng dụng thường thấy của CFC là trong công nghiệp điện lạnh. Chúng thường được dùng làm môi chất làm lạnh trong các thiết bị lạnh và điều hòa không khí. Các sản phẩm bình xịt kiến, gián, muỗi sẽ dùng CFC làm chất làm đầy, chất nhờn kim loại và chất đẩy trong bình chữa cháy,… cũng có thành phần là CFC.
Với các đặc tính dễ bay hơi của mình, CFC có khả năng phát tán trên bề mặt nước và có thể bay hơi trong vài ngày. Nó còn có khả năng thay đổi tính chất nước ngầm khi xâm nhập, vì thế mang đến những tác động không nhỏ lên môi trường.
Khí CFC có nguy hiểm không?
Các đặc tính của CFC hầu hết đều gây hại cho cơ thể con người, được xem là một loại khí độc. Khi hít chất CFC với nồng độ đủ lớn (từ 11% trở lên) thì người hít sẽ gây tổn hại thần kinh trung ương, lúc này người hít phải sẽ có triệu chứng nhiễm độc tương tự như uống rượu, ngoài ra còn bị xây xẩm, đau đầu, run và thậm chí là co giật.
Việc tử vong do chất CFC là hoàn toàn có thể xảy ra khi hít phải liều lượng cao, có thể gây rối loạn nhịp tim. Lượng lớn chất này còn khiến cho con người bị ngạt thở, vì thế cần phải hết sức cẩn thận với các loại khí này. Hiện tại, đây là chất đang bị cấm sử dụng tùy tiện.
Những tác hại của khí CFC
Ảnh hưởng đối với nguồn nước
Các tính chất hóa – lý – sinh của nước sẽ bị thay đổi một khi CFC ngấm vào, bởi đây là một loại khí độc, các chuyển hóa sau khi ngấm vào nước khiến nước bị nhiễm độc, gây nguy hại cho sức khỏe con người. Đồng thời, điều này cũng ảnh hưởng và làm giảm sự đa dạng sinh học của nước. Lúc này nó dễ dàng trở thành tác nhân gây ô nhiễm môi trường nước.
Ảnh hưởng đối với tầng ozon
CFC có một đặc điểm tính ổn định cao và không bị phân huỷ. Do đó, khi bị thải ra môi trường, khí CFC có thể đạt tới thượng tầng khí quyển. Sau đó, chúng sẽ bị các tia cực tím phân huỷ. Mặc dù có tính ổn định cao nhưng tốc độ phân hủy của CFC lại rất nhanh khi tầng ozon bị tổn thương.
Điều này đồng nghĩa với việc các bức xạ cực tím tới được những tầng khí quyển thấp hơn. Do đó, CFC không chỉ gây hại tới tầng ozon mà còn khiến trái đất phải tiếp xúc với các bức xạ cực tím nhiều hơn. Cũng do tính trơ của CFC (khó phản ứng với chất khác) nên nó sẽ phá hủy tầng ozon. Khi không bị tia cực tím phân hủy, CFC có thể tồn tại tới gần 100 năm.
>>>>>Xem thêm: Axit succinic là gì? Tính chất, ứng dụng và cách điều chế
Hy vọng qua bài viết này, các bạn đã hiểu rõ hơn về khí CFC, qua đó có thể tự mình trả lời câu hỏi: khí CFC là gì. Nếu có bất cứ thắc mắc nào về loại khí này cũng như có thêm đóng góp cho bài viết, hãy để lại bình luận bên dưới để cùng Gockhampha.edu.vn trao đổi thêm nhé!
