CFC là gì? Khí cfc có ở đâu và những tác hại của khí cfc gây ra

Như nhiều bạn đã biết thì khí CFC là môi chất được sử dụng trong những thiết bị làm lạnh và là một trong những loại khí gây hiệu ứng nhà kính. Vậy cụ thể thì khí CFC là gì, khí CFC mang ở đâu, tác hại của khí CFC ra sao? Để trả lời những nghi vấn này, những bạn hãy dành ra ít phút để cùng chúng  tôi đi tìm đáp án trong nội dung bài viết dưới đây nhé

CFC là gì?

Khí CFC (Chlorofluorocarbon) là hợp chất khí hữu cơ gồm Flo, Clo với Cacbon. Chất này ko mang trong tự nhiên mà do con người điều chế ra để phục vụ cho sản xuất công nghiệp, tiêu biểu là sử dụng làm môi chất trong những thiết bị làm lạnh ở thế kỷ 20.

Trong thành phần của CFC mang chứa hai yếu tố thuộc nhóm halogen là Clo và Flo nên độ độc của nó luôn được cảnh báo ở mức nguy hiểm nhất. Điều này cũng đã được minh chứng bằng việc khí CFC là một trong những chất khí làm thủng tầng ozon và gây nên hiện tượng hiệu ứng nhà kính

cfc là gì?

Khí CFC mang ở đâu? Phân loại khí CFC

Khí CFC chủ yếu được tìm thấy trong những thiết bị làm lạnh như tủ lạnh, điều hòa ko khí,…. Ngoài ra, nó cũng được sử dụng làm chất đẩy trong bình xịt kiến, chất tẩy nhờn kim loại, trong bình cứu hỏa và đóng vai trò như một dung môi làm sạch khô.

Trong thực tế, khí CFC được chia thành nhiều loại khác nhau, ví dụ như CFC11, CFC13, CFC12. Ngoài ra còn mang CF2Cl2 (freon 12 hoặc F12), CHC1F2 (F22), CCl4 hoặc CF4.

Điểm chung của tất cả những hợp chất khí trên chính là đều phá hủy tầng ozon lúc xâm nhập vào khí quyển.

Khí CFC mang ở đâu

Lịch sử phát hiện khí CFC

- Vào cuối thế kỷ 19, mang một hợp chất hóa học là Carbon tetraclorua CCl4 đã được sử dụng trong những bình cứu hỏa và lựu đạn chống cháy. Tới năm 1890, một nhà khoa học người Bỉ là Frederic Swarts đã tổng hợp thành công CFC11 (CCl3F) và CFC12 (CCl2F2) bằng cách thay Clo trong CCl4 bằng F để tạo thành CFC11 và CFC12.

- Tới cuối những năm 1920, những chất như amoniac, chloromethne và sulfur dioxide vẫn được sử dụng làm môi chất làm lạnh. Tuy nhiên, những chất này đều rất nguy hiểm và điều này đã tạo sức ép cho ngành công nghiệp điện lạnh, buộc những nhà nghiên cứu phải tìm ra một loại chất khác để thay thế với đặc tính là mang điểm sôi thấp, ít độc và khó phản ứng. Và theo như nghiên cứu của kỹ sư hóa học người Mỹ là Thomas Midgley thì CFC là chất thích hợp, giải quyết được những yêu cầu trên.

- Tới cuối những năm 1970, nhà môi trường học người Anh là James Lovelock đã phát hiện ra sự hiện diện của CFC trong ko khí, tuy nhiên ông lại đưa ra kết luận rằng đây là khí ko độc với môi trường. Mãi tới năm 1974, hai giáo sư thuộc đại học California là Sherry Rowland và Mario Molina mới phát hiện ra mối đe dọa của CFC đối với khí quyển.

- Ngày 16/9/1987, những nhà ngoại giao ở Montreal đã ký kết nghị định thư Montreal về cắt giảm việc sản xuất những chất gây hại cho tầng ozon, trong đó mang CFC.

- Vào ngày 2/3/1989, 12 quốc gia thuộc cùng đồng kinh tế châu Ấu EEC đã đồng ý việc cấm sản xuất khí CFC và tới năm 1990, những nhà ngoại giao đã cùng bỏ thăm tăng cường cho nghị định thư Montreal tại London, kêu gọi loại bỏ hoàn toàn khí CFC trong ngành công nghiệp vào năm 2000. Tới nay đã mang 196 quốc gia trên toàn cầu phê duyệt nghị định thư Montreal.

Tính chất của CFC

- Nguyên tử carbon trong những liên kết CFC mang đối xứng tứ diện. Vì những nguyên tử Flo và Clo rất khác nhau về kích cỡ và điện tích hiệu dụng từ hydro nên những CFC mang nguồn gốc từ CH4 đi chệch khỏi đối xứng tứ diện xuất sắc. Tính chất vật lý của CFC mang thể được điều chỉnh bằng những thay đổi về số lượng và đặc tính của những nguyên tử halogen.

- CFC là chất khí rất dễ bay khá nhưng ít hơn so với ankan mẹ của chúng vì tính phân cực gây ra bởi những halide làm cho những phân tử mang sự tương tác.

- Nhiệt độ sôi của CH4 là -161 °C còn những fluoromethan sôi từ -51,7 °C (CF2H2) tới -128 °C (CF4). Khí CFC mang nhiệt độ sôi cao hơn bởi do những chloride phân cực mạnh hơn fluorrua.

- CFC khó cháy hơn CH4 vì nó chứa ít liên kết C-H hơn và đối với chloride, bromide thì những halide đã phóng thích sẽ dập tắt những những gốc tự do duy trì sự cháy.

- Mật độ của những CFC cao hơn của những ankan tương ứng và nó tương quan với số lượng chloride.

- Phản ứng trọng nhất của khí CFC là sự phân rã quang đãng của một liên kết C-Cl, cụ thể là:

CCl3F → CCl2F. + Cl.

Clchính là Clo nguyên tử và nó hoạt động rất khác clo phân tử (Cl2). Gốc Cl. tồn tại trong tương lai ở tầng thượng khí quyển, nơi nó xúc tác việc chuyển đổi Ozon O3 thành O2. Ozon hấp thụ bức xạ trong ánh sáng Mặt Trời là UV-B nên lúc bị phân rã, lượng bức xạ nguy hiểm này sẽ tiến tới Trái Đất với mức năng lượng cao và gây nguy hiểm cho con người.

Phương pháp điều chế khí CFC trong thực tế

Khí CFC được tạo ra bằng cách trao đổi halogen, cụ thể là thay Clo bằng Flo, khởi đầu từ những dẫn xuất của CH4 và C2H6 đã clo hóa. Phương trình phản ứng hóa học sẽ là:

HCCl3 + 2HF → HCF2Cl + 2HCl

Ngoài ra, CFC còn được điều chế bằng dẫn xuất Brom, cụ thể là  thay thế C-H bằng C-Br ở gốc tự do của chlorofluorocarbons.

Khí CFC được sử dụng để làm gì?

CFC mang tính trơ, khó phản ứng với những chất khác nên nó mang tác dụng hàn nhiệt và được sử dụng làm môi chất làm lạnh trong những thiết bị lạnh, điều hòa ko khí,…Ngoài ra, CFC cũng được sử dụng làm chất đẩy trong bình xịt kiến, gián, muỗi, bình cứu hỏa hoặc chất nhờn kim loại.

Khí cfc làm bình cứu hỏa

Tác hại của khí CFC đối với con người và môi trường

1. Đối với con người

Khí CFC tuy mang độc tính thấp nhưng nó vẫn gây ra những tác động nhất định tới sức khỏe con người. Theo bảng dữ liệu an toàn hóa chất (MSDS), khí CFC là chất khí ko màu, rất dễ bay khá, độc hại và mang mùi thơm ngọt dịu. Nếu xúc tiếp quá mức với nồng độ CFC từ 11% trở lên, nạn nhân mang thể bị chóng mặt, mất tập trung, suy nhược hệ thần kinh trung ương, rối loạn nhịp tim,…Trong ko gian hẹp, CFC mang thể gây ngạt.

Mặc dù khí CFC ko bắt cháy, nhưng những sản phẩm của chúng bao gồm axit fluorhydric và những chất liên quan đều là những chất dễ cháy.

2. Đối với môi trường nước

Khí CFC mang khả năng xâm nhập vào nguồn nước và làm thay đổi những tính chất vật lý, hóa học, sinh vật học của nước. Điều này sẽ làm nguồn nước bị ô nhiễm và làm giảm sự nhiều sinh vật học trong nước

3. Làm thủng tầng ozon và là nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính

Khí CFC là chất khí rất dễ bay khá nên nó chủ yếu tan vào ko khí do sự bay khá trong quá trình sản xuất và sử dụng. Lúc đó CFC sẽ phát tán trên bề mặt nước và bay khá trong vòng vài ngài. Theo như những nghiên cứu khoa học thì khí CFC là một trong những nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu. Một tấn khí CFC được giám định là mang tác động tương đương với 5000 tấn khí CO2.

Trong quá trình sử dụng những thiết bị mang chứa khí CFC, khí này đã được phát thải và xâm nhập vào bầu khí quyển, trong đó, CFC 11, CFCl3, CFCl2 là những khí tiêu biểu nhất. Ngoài ra còn mang CHC1F2 (hoặc F22), CCl4 và CF4.

Trong thực tế thì CFC mang tính ổn định cao và khó bị phân hủy trong điều kiện thông thường. Những phân tử khí CFC mang thể tồn tại ngoài môi trường với thời kì lên tới hơn 100 năm, đủ thời kì cho chúng khuếch tàn vào tầng bình lưu của khí quyển. Lúc ở thượng tằng khí quyền, nó bị tia cực tím phân hủy của mặt trời phân cắt nguyên tủ, làm một nguyên tử Clo bị tách ra. Đây chính là sự phân rã quang đãng của một liên kết C-Cl. Nguyên tử Clo này tồn tại rất lâu trong tầng bình lưu và trở thành nhân tố xúc tác cho việc chuyển đổi Ozon thành oxy. Điều này đã làm giảm mật độ Ozon và gây ra lỗ thủng tầng ozon. Lúc tầng ozon bị thủng thì những bức xạ năng lượng của ánh sáng Mặt Trời sẽ chiếu thẳng xuống Trái Đất và gây hại cho sức khỏe con người. Đồng thời, nếu tầng ozon bị thủng càng nhiều thì lượng tia cực tím xuyên tới càng to và tốc độ phân hủy CFC càng nhanh.

Hiện nay những nước phát triển đã kêu gọi ko sử dụng khí CFC mà chuyển sang sử dụng những loại khí thân thiện với môi trường hơn như R22, R32. Tuy nhiên, do đem lại hiệu quả kinh tế cao mà CFC 11 và CFC12 vẫn được nhiều quốc gia phát triển và sử dụng với số lượng to. Điều này đã gây tác động tiêu cực tới tầng ozon.

Khí cfc làm thủng tầng ozon

Sự khác biệt giữa CFC và HCFC là gì?

Để so sánh được sự khác biệt giữa khí CFC và HCFC, những bạn cần phải nắm được khí HCFC là gì.

Khí HCFC là một hợp chất mang cấu trúc hóa học rất giống với CFC, chỉ khác là nó ngoài những nguyên tử carbon, flo và clo thì nó còn chứa cả nguyên tử hydro. Trong điều kiện thường nhật, HCFC là tồn tại ở dạng chất khí hoặc chất lỏng mang độ bay khá cao. Nó mang thể được sử dụng để thay thế cho CFC, tức là sử dụng làm môi chất làm lạnh và sử dụng trong bọt cách điện. Tuy nhiên, HCFC ko sử dụng làm dung môi và nó bị cấm sử dụng làm dung môi ở nhiều nước phát triển.

Vì là chất dễ bay khá nên HCFC mang thể tham gia vào những phản ứng với ozon trong khí quyển nhưng so với CFC thì nó kém bền và ko ổn định bằng nên sự tác động của HCFC tới bầu khí quyển cũng ít hơn rất nhiều.

Sự khác biệt giữa CFC và HCFC

Vậy sự khác biệt giữa CFC và HCFC là gì?

CFC là một hợp chất mang chứa những hydrocacbon parafin gồm những nguyên tử cacbon, flo và clo đã được halogen hóa hoàn toàn. Nó là chất khí gây suy giảm tầng ôzôn nghiêm trọng do mang tính trơ cao, khó phân hủy và mang sự phân rã quang đãng. Trong lúc đó, HCFC là một loại hợp chất mang cấu trúc hóa học rất giống với CFC nhưng mang thêm nguyên tử hydro làm cho nó ít gây ra tác động tới tầng ozon vì nó trải qua quá trình phân hủy quang đãng hóa trước lúc đạt tới tầng khí quyển.

  • Khí argon là gì? Tính chất, điều chế và ứng dụng của khí argon

Leave a Comment

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *