1,1,1,2-رباعي فلورو الإيثان

1,1,1,2-رباعي فلورو الإيثان (المعروف أيضًا باسم نورفلوران ( INNR-134a، Klea 134a ، Freon 134a ، Forane 134a ، Genetron 134a ، Green Gas ، Florasol 134a ، Suva 134a ، HFA-134a ، أو HFC-134a ) هو مادة تبريد من الهيدروفلوروكربون (HFC) والهالوألكان ذات خصائص ديناميكية حرارية مشابهة لـ R-12 (ثنائي كلورو ثنائي فلورو الميثان) ولكن مع إمكانية ضئيلة لاستنفاد الأوزون وإمكانية احترار عالمي أقل على مدى 100 عام (1430، مقارنة بإمكانية الاحترار العالمي لـ R-12 البالغة 10900). [ 1 ] صيغته الكيميائية CF3CH2F ، ونقطة غليانه -26.3 درجة مئوية (-15.34 درجة فهرنهايت) عند الضغط الجوي. أسطوانات R-134a زرقاء فاتحة اللون . [ 2 ] بدأ التخلص التدريجي منه والتحول إلى HFO-1234yf ومواد تبريد أخرى، ذات قدرة على إحداث الاحتباس الحراري مماثلة لثاني أكسيد الكربون ، في عام 2012 في سوق السيارات. [ 3 ]  

الاستخدامات

يُعدّ 1,1,1,2-رباعي فلورو الإيثان غازًا غير قابل للاشتعال، ويُستخدم بشكل أساسي كمبرد عالي الحرارة في أجهزة التبريد المنزلية ومكيفات هواء السيارات . بدأت هذه الأجهزة باستخدام 1,1,1,2-رباعي فلورو الإيثان في أوائل التسعينيات كبديل لغاز التبريد R-12 الأكثر ضررًا بالبيئة . تتوفر مجموعات تحديث لتحويل الوحدات التي كانت مُجهزة في الأصل بغاز R-12.

غليان سائل رباعي فلورو الإيثان عند تعرضه للضغط الجوي ودرجة الحرارة العادية.

تشمل الاستخدامات الشائعة الأخرى نفخ رغوة البلاستيك، ومذيبًا للتنظيف، ووقودًا دافعًا لتوصيل الأدوية (مثل عبوات أجهزة الاستنشاق الخاصة بموسعات الشعب الهوائية )، ومزيلات سدادات زجاجات النبيذ، وأجهزة رش الهواء المضغوط، وفي مجففات الهواء لإزالة الرطوبة من الهواء المضغوط . كما استُخدم 1،1،1،2-رباعي فلورو الإيثان لتبريد أجهزة الكمبيوتر في بعض محاولات رفع تردد التشغيل . وهو مادة التبريد المستخدمة في مجموعات إصلاح أنابيب السباكة لمنع التجمد. ويُستخدم أيضًا بشكل شائع كوقود دافع لبنادق الهواء المضغوط . غالبًا ما يُخلط الغاز مع مادة تشحيم سيليكونية.

تطبيقات طموحة ومتخصصة

يُدرس استخدام 1,1,1,2-رباعي فلورو الإيثان كمذيب عضوي ، سواءً في حالته السائلة أو في حالته فوق الحرجة . [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

يُستخدم في كواشف الجسيمات ذات حجرة الألواح المقاومة في مصادم الهادرونات الكبير . [ 7 ] [ 8 ] كما يُستخدم في أنواع أخرى من كواشف الجسيمات، مثل بعض كواشف الجسيمات المبردة . [ 9 ] ويمكن استخدامه كبديل لسداسي فلوريد الكبريت في صهر المغنيسيوم كغاز واقٍ . [ 10 ]

التاريخ والتأثيرات البيئية

تم إدخال مركب 1,1,1,2-رباعي فلورو الإيثان في أوائل التسعينيات كبديل لمركب ثنائي كلورو ثنائي فلورو الميثان (R-12) ، الذي يتميز بخصائصه المستنفدة لطبقة الأوزون بشكل كبير. [ 11 ] على الرغم من أن قدرة مركب 1,1,1,2-رباعي فلورو الإيثان على استنفاد طبقة الأوزون ضئيلة ، وقدرته على التحمض ( الأمطار الحمضية ) تكاد تكون معدومة، إلا أن له قدرة على إحداث الاحترار العالمي (GWP) على مدى 100 عام تبلغ 1430، وعمرًا تقريبيًا في الغلاف الجوي يبلغ 14 عامًا. [ 1 ] وقد ازداد تركيزه في الغلاف الجوي ومساهمته في التأثير الإشعاعي منذ إدخاله. ولذلك، أُدرج في قائمة الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) للغازات الدفيئة . [ 12 ]

تم قياس تركيز غاز HFC-134a بواسطة تجربة الغازات الجوية العالمية المتقدمة ( AGAGE ) في الطبقة السفلى من الغلاف الجوي ( التروبوسفير ) في محطات حول العالم. وتُعطى وفرة هذا الغاز كمتوسط ​​شهري خالٍ من التلوث، بوحدة جزء في التريليون .
تركيز غاز HFC-134a في الغلاف الجوي منذ عام 1995.

بدأ التخلص التدريجي من استخدام غاز R-134a في الاتحاد الأوروبي ، بدءًا من منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، بموجب توجيه صدر عام 2006، يوصي باستبدال الغازات في أنظمة تكييف الهواء التي يزيد معامل الاحترار العالمي لها عن 100. [ 13 ]

يخضع مركب 1,1,1,2-رباعي فلورو الإيثان لقيود استخدام في الولايات المتحدة ودول أخرى. وقد اقترحت جمعية مهندسي السيارات (SAE) استبداله بمادة تبريد فلورية كيميائية جديدة، هي HFO-1234yf ( CF₃CF =CH₂ ) ، في أنظمة تكييف الهواء بالسيارات. [ 14 ] اعتبارًا من طراز عام 2021، لم تعد المركبات الخفيفة المصنعة حديثًا في الولايات المتحدة تستخدم مادة التبريد R-134a. [ 3 ]

قد تحظر ولاية كاليفورنيا أيضًا بيع غاز التبريد R-134a المعلب للأفراد لتجنب إعادة تعبئة مكيفات الهواء من قبل غير المختصين. [ 15 ] وكان حظرٌ سارٍ في ولاية ويسكونسن منذ أكتوبر 1994 بموجب قانون ATCP 136، يحظر بيع العبوات التي تحتوي على أقل من 6.8 كيلوغرام من مادة 1,1,1,2-رباعي فلورو الإيثان، ولكن هذا التقييد كان ينطبق فقط عندما يكون الغرض من المادة الكيميائية هو التبريد. ومع ذلك، رُفع الحظر في ويسكونسن عام 2012. [ 16 ] وخلال فترة سريانه، احتوى هذا الحظر الخاص بولاية ويسكونسن على ثغرات. فعلى سبيل المثال، كان من القانوني لأي شخص شراء عبوات غاز التنظيف التي تحتوي على أي كمية من المادة الكيميائية، لأنه في هذه الحالة لا يُقصد استخدام المادة الكيميائية كمبرد [ 16 كما أن مادة HFC-134a غير مدرجة في قائمة المواد من الفئة الأولى والثانية في المادة 7671a. [ 17 ]  

الإنتاج والتفاعلات

يتم عادةً صنع رباعي فلورو الإيثان عن طريق تفاعل ثلاثي كلورو الإيثيلين مع فلوريد الهيدروجين : [ 18 ]

CHCl=CCl 2 + 4 HF → CF 3 CH 2 F + 3 HCl

يتفاعل مع بوتيل الليثيوم ليعطي ثلاثي فلورو فينيل الليثيوم: [ 19 ]

CF₃CH₂F + 2BuLi → CF₂ = CFLi + LiF + 2BuH

أمان

أسطوانة غاز التبريد R-134a

لا تشتعل مخاليط غاز 1،1،1،2-رباعي فلورو الإيثان مع الهواء عند الضغط الجوي ودرجات حرارة تصل إلى 100  درجة مئوية (212  درجة فهرنهايت). مع ذلك، يمكن إشعال المخاليط ذات التركيزات العالية من الهواء عند ضغط و/أو درجة حرارة مرتفعة . [ 20 ] قد يؤدي ملامسة 1،1،1،2-رباعي فلورو الإيثان للهب أو الأسطح الساخنة التي تتجاوز 250  درجة مئوية (482  درجة فهرنهايت) إلى تحلله وانبعاث غازات سامة ، بما في ذلك فلوريد الهيدروجين وفلوريد الكربونيل ، [ 21 ] إلا أن درجة حرارة التحلل قد سُجلت أعلى من 370 درجة مئوية. [ 22 ] تبلغ الجرعة المميتة الوسطية (LD50 ) لغاز 1،1،1،2-رباعي فلورو الإيثان نفسه 1500 غ/م³ في الجرذان، مما يجعله غير سام نسبيًا، باستثناء المخاطر الكامنة في إساءة استخدام المواد المستنشقة . يؤدي استنشاقه بكميات كبيرة إلى إزاحة الهواء في الرئتين، مما قد يسبب الاختناق. [ 23 ] [ 24 ] وهذا يُعدّ السبب الرئيسي لمعظم الوفيات الناجمة عن تعاطي المواد المستنشقة .  

تتحول عبوات الرذاذ التي تحتوي على 1،1،1،2-رباعي فلورو الإيثان، عند قلبها، إلى بخاخات تجميد فعالة. تحت الضغط، يتحول 1،1،1،2-رباعي فلورو الإيثان إلى سائل، يمتص عند تبخره كمية كبيرة من الطاقة الحرارية . ونتيجة لذلك، فإنه يخفض درجة حرارة أي جسم يلامسه بشكل كبير أثناء تبخره.

غاز التبريد فريون 134a لمكيف هواء السيارة

الاستخدام الطبي

يُعرف مركب 1،1،1،2-رباعي فلورو الإيثان، لأغراضه الطبية، بالاسم العلمي نورفلوران. ويُستخدم كمادة دافعة في بعض أجهزة الاستنشاق ذات الجرعات المقننة . [ 25 ] ويُعتبر استخدامه آمنًا. [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] وبالاشتراك مع خماسي فلورو البروبان ، يُستخدم كرذاذ تبريد موضعي لتخدير الدمامل قبل عملية الكحت . [ 29 ] [ 30 ] كما دُرِسَ استخدامه كمخدر استنشاقي محتمل ، [ 31 ] ولكنه غير مُخدِّر بالجرعات المستخدمة في أجهزة الاستنشاق. [ 26 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 "الجدول 2.14 (تصويبات). فترات العمر، والكفاءات الإشعاعية، ومعاملات الاحترار العالمي المباشر (باستثناء الميثان) نسبةً إلى ثاني أكسيد الكربون" . مؤرشف من الأصل في 6 يوليو 2017. تم الاطلاع عليه في 11 يوليو 2017 .
  2. "صورة توضيحية لأسطوانة غاز التبريد R134a سعة 30 رطلاً" . budgetheating.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 4 مارس 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 مارس 2018 .
  3. 1 2 "التحول في مجال التبريد والآثار البيئية" . وكالة حماية البيئة الأمريكية. 6 أغسطس 2015. تم الاطلاع عليه في 1 أكتوبر 2020 .
  4. كور، ستيوارت (2005). "1،1،1،2-رباعي فلورو الإيثان (R-134a): مذيب انتقائي لتوليد مكونات النكهة والعطر". النكهات والعطور الطبيعية . سلسلة ندوات الجمعية الكيميائية الأمريكية. المجلد 908. ص 41. doi : 10.1021/bk-2005-0908.ch003 . ISBN   0-8412-3904-5.
  5. أبوت، أندرو ب.؛ إيلترينغهام، واين؛ هوب، إريك ج.؛ نيكولا، مازن (2005). "ذوبانية الأحماض الكربوكسيلية غير المشبعة في 1،1،1،2-رباعي فلورو الإيثان فوق الحرج (HFC 134a) ومنهجية لفصل الخلائط الثلاثية". الكيمياء الخضراء . 7 (4): 210. doi : 10.1039/B412697A . hdl : 2381/13274 .
  6. أبوت، أندرو ب.؛ إيلترينغهام، واين؛ هوب، إريك ج.؛ نيكولا، مازن (2005). "الهدرجة في 1،1،1،2-رباعي فلورو الإيثان فوق الحرج (HFC 134a)" (ملف PDF) . الكيمياء الخضراء . 7 (10): 721. doi : 10.1039/B507554H . hdl : 2381/604 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 19 يوليو 2018. تم الاطلاع عليه في 18 سبتمبر 2019 .
  7. أنوشري غوش، دراسة غرف الألواح المقاومة الزجاجية (RPC) وحساب الكفاءة، مؤرشفة في 7 أغسطس 2011 في Wayback Machine . برنامج التدريب للخريجين INO، قسم DHEP، معهد تاتا للبحوث الأساسية، مومباي.
  8. م. كابينز، إ. غلوشكوف، ر. غويدا، ف. هان، س. حيدر (سيرن، سويسرا) تشغيل RPC في تجارب LHC في نظام غاز مغلق الحلقة مُحسَّن . مؤتمر التصوير الطبي. 25-31 أكتوبر 2009.
  9. نوربيك، إي.؛ أولسون، جيه إي؛ مولر، أ.؛ أونيل، واي. (2006). "وسائط نشطة صلبة مشعة لأجهزة قياس السعرات الحرارية" (ملف PDF) . وقائع مؤتمر AIP . 867 : 84. رمز Bibcode : 2006AIPC..867...84N . doi : 10.1063/1.2396941 . مؤرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 23 مارس 2012.
  10. إعادة تدوير المغنيسيوم في الولايات المتحدة عام 1998. (ملف PDF). هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. تاريخ الاطلاع: 21 أغسطس 2011.
  11. فرانكلين ج (1993). "التحلل الجوي وتأثير 1،1،1،2-رباعي فلورو الإيثان (هيدروفلوروكربون 134أ)" . كيموسفير . 27 (8): 1565-1601 . Bibcode : 1993Chmsp..27.1565F . doi : 10.1016/0045-6535(93)90251-Y .
  12. فورستر، ب.؛ وآخرون (2007). "التغيرات في مكونات الغلاف الجوي وفي التأثير الإشعاعي". (ملف PDF) . تغير المناخ 2007: الأسس العلمية الفيزيائية. مساهمة الفريق العامل الأول في التقرير التقييمي الرابع للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 24 يوليو 2010. 
  13. التوجيه 2006/40/EC الصادر عن البرلمان الأوروبي والمجلس بتاريخ 17 مايو 2006 بشأن الانبعاثات من أنظمة تكييف الهواء في المركبات الآلية، والمعدل للتوجيه 70/156/EEC الصادر عن المجلس
  14. HFO-1234yf مُبرّد ذو معامل احترار عالمي منخفض لأجهزة التكييف والتهوية. مؤرشف بتاريخ 27 فبراير 2009 في أرشيف الإنترنت . Refrigerants.dupont.com (17 أغسطس 2011). تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 أغسطس 2011.
  15. كاليفورنيا تقيّد استخدام غاز HFC-134a في السيارات. مؤرشف في 19 أغسطس 2020 على موقع Wayback Machine . 27 يونيو 2007. R744.com. تم الاطلاع عليه في 21 أغسطس 2011.
  16. الفصل 1 2 من دليل ATCP 136. مكيفات الهواء المتنقلة؛ استعادة أو إعادة تدوير غاز التبريد . State.wi.us. (ملف PDF). تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 أغسطس 2011.
  17. المواد المستنفدة للأوزون من الفئة الأولى . EPA.gov. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 أغسطس 2011.
  18. "سولفاي في أمريكا الشمالية | سولفاي" (ملف PDF) .
  19. بوردون، جيمس؛ كو، بول ل.؛ هاسلوك، إيان ب.؛ باول، ريتشارد ل. (1996). "مركب الهيدروفلوروكربون 1،1،1،2-رباعي فلورو الإيثان (HFC-134a) كمصدر جاهز لثلاثي فلورو فينيل الليثيوم". اتصالات كيميائية : 49. doi : 10.1039/CC9960000049 .
  20. دوبونت (2004). دوبونت HFC-134a - الخصائص والاستخدامات والتخزين والمناولة (ملف PDF) (تقرير). مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 4 أكتوبر 2016. تم الاطلاع عليه في 5 أغسطس 2016 .
  21. ^ هانيويل انترناشيونال (ديسمبر 2005). "MSDS # GTRN-0047 لـ Genetron 134aUV".
  22. "صحيفة بيانات السلامة وفقًا للائحة (الاتحاد الأوروبي) 2015/8301/7 Harp 134a" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليها بتاريخ 17 نوفمبر 2024 .
  23. ألكسندر دي جيه؛ ليبريتو إس إي (1995). "نظرة عامة على سمية HFA-134a (1,1,1,2-رباعي فلورو الإيثان)". علم السموم التجريبي البشري . 14 (9): 715-20 . doi : 10.1177/096032719501400903 . PMID 8579881. S2CID 19669317 .  
  24. جي إي ميلوارد؛ إي. تشويكو-رو (1972). "التحليل الحركي لتفكك 1،1،1،2-رباعي فلورو الإيثان بفعل موجة الصدمة". مجلة الكيمياء الفيزيائية . 76 (3): 292-298 . doi : 10.1021/j100647a002 .
  25. سيلرز، ويليام إف إس (2017). "أداء أجهزة الاستنشاق المضغوطة ذات الجرعات المقننة لعلاج الربو: دراسات تأثير المادة الدافعة في أنظمة التوصيل" . الحساسية والربو والمناعة السريرية . 13 : 30. doi : 10.1186/s13223-017-0202-0 . PMC 5492461. PMID 28670327 .  
  26. 1 2 شاه، س. ب؛ هاريهاران، يو؛ بهارجافا، أ. ك (2015). "مخدر في ثوب دافع" . المجلة الهندية للتخدير . 59 (4): 258-260 . doi : 10.4103/0019-5049.155011 . PMC 4408662. PMID 25937660. ثبت أن هذا الدافع آمن وغير مخدر عند استخدامه بجرعات الاستنشاق القياسية .  
  27. هوشون، جي؛ هوفباور، بي؛ كانيزارو، جي؛ إياكونو، بي؛ والد، إف (2000). "مقارنة سلامة توصيل الأدوية عبر أجهزة الاستنشاق ذات الجرعات المقننة التي تعمل بغازات الهيدروفلوروكربون ومركبات الكلوروفلوروكربون في حالات انسداد مجرى الهواء المركزي" . المجلة الأوروبية لأمراض الجهاز التنفسي . 15 (4): 663-669 . doi : 10.1034/j.1399-3003.2000.15d07.x . PMID 10780756 . 
  28. "1,1,1,2-رباعي فلورو الإيثان" . إدارة السلامة والصحة المهنية . مؤرشف من الأصل في 3 فبراير 2018. تم الاطلاع عليه في 3 فبراير 2018 .
  29. "نورفلوران" . بنك الأدوية.
  30. "بخاخ نورفلوران-بنتافلوروبروبان" . WebMD .
  31. شولمان م، سادوف م س (1967). "1،1،1،2-رباعي فلورو الإيثان: عامل استنشاق ذو فعالية متوسطة" . التخدير والتسكين . 46 (5): 629-635 . doi : 10.1213/00000539-196709000-00029 . S2CID 5868484 .