ثلاثي كلورو فلورو الميثان

ثلاثي كلورو فلورو الميثان، المعروف أيضاً باسم فريون-11 أو CFC-11 أو R-11 ، هو أحد مركبات الكلوروفلوروكربون (CFC). وهو سائل عديم اللون، ذو رائحة خفيفة تشبه رائحة الأثير، ورائحة حلوة نوعاً ما، ويغلي عند درجة حرارة الغرفة تقريباً. [ 5 ] يُصنف CFC-11 ضمن الفئة الأولى من المواد المستنفدة للأوزون ، مما يُلحق الضرر بطبقة الأوزون الستراتوسفيرية الواقية للأرض . [ 6 ] لا يشتعل R-11 في درجة الحرارة والضغط المحيطين، ولكنه قد يصبح شديد الاشتعال عند تسخينه وإشعاله بواسطة مصدر اشتعال قوي.

الاستخدام التاريخي

استُخدم ثلاثي كلورو فلورو الميثان على نطاق واسع كمبرد في البداية . وبسبب ارتفاع درجة غليانه مقارنة بمعظم المبردات، يمكن استخدامه في أنظمة ذات ضغط تشغيل منخفض، مما يجعل التصميم الميكانيكي لهذه الأنظمة أقل تعقيدًا من تصميم المبردات ذات الضغط العالي R-12 أو R-22 .

يستخدم ثلاثي كلورو فلورو الميثان كمركب مرجعي لدراسات الرنين النووي المغناطيسي للفلور-19 .

كان يُستخدم ثلاثي كلورو فلورو الميثان سابقًا في صناعة طيور الشرب المبتكرة، ويعود ذلك أساسًا إلى أن درجة غليانه تبلغ 23.77 درجة مئوية (74.79 درجة فهرنهايت) . أما البديل، ثنائي كلورو الميثان ، الذي تبلغ درجة غليانه 39.6 درجة مئوية (103.3 درجة فهرنهايت) ، فيتطلب درجة حرارة محيطة أعلى ليعمل.    

كما تم استخدام ثلاثي كلورو فلورو الميثان كبديل للمذيبات القابلة للاشتعال مثل الإيثانول أو الميثانول في آلات النسخ الإلكترونية للكحول .

قبل معرفة قدرة الكلور الموجود في المبردات على استنفاد طبقة الأوزون وغيرها من الآثار الضارة المحتملة على البيئة، كان ثلاثي كلورو فلورو الميثان يُستخدم أحيانًا كعامل تنظيف/شطف لأنظمة الضغط المنخفض. [ 7 ]

إنتاج

يمكن الحصول على ثلاثي كلورو فلورو الميثان عن طريق تفاعل رابع كلوريد الكربون مع فلوريد الهيدروجين عند درجة حرارة 435  درجة مئوية وضغط 70 ضغط جوي، مما ينتج عنه خليط من ثلاثي كلورو فلورو الميثان، ورباعي فلورو الميثان، وثنائي كلورو ثنائي فلورو الميثان بنسبة 77:18:5. ويمكن إجراء التفاعل أيضًا في وجود كلوريد الأنتيمون (III) أو كلوريد الأنتيمون (V) : [ 8 ]

CCl₄ + HFCCl₃F + CF₄ + CCl₂F₂

كما يتكون ثلاثي كلورو فلورو الميثان كأحد المنتجات الثانوية عندما يتفاعل الجرافيت مع الكلور وفلوريد الهيدروجين عند 500  درجة مئوية. [ 8 ]

يُعدّ كلٌّ من سداسي فلوروسيليكات الصوديوم تحت الضغط عند درجة حرارة 270  درجة مئوية، وفلوريد التيتانيوم (IV) ، وثلاثي فلوريد الكلور ، وفلوريد الكوبالت (III) ، وخماسي فلوريد اليود ، وثلاثي فلوريد البروم ، عوامل فلورة مناسبة لرباعي كلوريد الكربون. [ 8 ] [ 9 ]

CCl₄ + Na₂SiF₆ CCl₃F + CCl₂F₂ + CCl₃F + NaCl + SiF₄​​
CCl₄ + BrF₃ BrF + CCl₂F₂ + CCl₃F

تم إدراج ثلاثي كلورو فلورو الميثان في حظر الإنتاج في بروتوكول مونتريال لعام 1987. وقد تم تحديد قدرة استنفاد الأوزون له بـ 1.0، وتم إنهاء الإنتاج الأمريكي في 1 يناير 1996. [ 6 ]

التحديات التنظيمية

في عام 2018، لاحظ الباحثون أن تركيز مركب الكلوروفلوروكربون-11 في الغلاف الجوي يتناقص بوتيرة أبطأ من المتوقع، [ 10 ] [ 11 ] واتضح لاحقًا أنه لا يزال يُستخدم على نطاق واسع كعامل نفخ لعزل رغوة البولي يوريثان في قطاع البناء في الصين . [ 12 ] وفي عام 2021، أعلن الباحثون عن انخفاض الانبعاثات بمقدار 20,000 طن أمريكي بين عامي 2018 و2019، مما أدى إلى عكس الارتفاع الحاد السابق في الانبعاثات. [ 13 ] وفي عام 2022، أعلنت المفوضية الأوروبية عن لائحة محدثة تلزم باستعادة ومنع انبعاثات عوامل نفخ مركب الكلوروفلوروكربون-11 من عزل الرغوة في مخلفات الهدم، والتي لا تزال تُنبعث بكميات كبيرة. [ 14 ]

المخاطر

يشكل R11، مثل معظم مركبات الكلوروفلوروكربون ، غاز الفوسجين عند تعرضه للهب مكشوف. [ 15 ]

الاستخدام في الفيزياء الفلكية الكوكبية

نظراً لأن ثلاثي كلورو فلورو الميثان هو أحد أسهل مركبات الكلوروفلوروكربون التي يتم الكشف عنها والناتجة عن النشاط البشري، فقد تم استخدامه في محاولة الكشف عن التلوث الصناعي في أغلفة الكواكب الخارجية الشبيهة بالأرض. [ 16 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 دليل الجيب الخاص بالمعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) حول المخاطر الكيميائية. "#0290" . المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH).
  2. تولوكيان، واي إس، وليلي، بي إي، وساكسينا، إس سي. الخصائص الفيزيائية الحرارية للمادة - سلسلة بيانات مركز أبحاث الخصائص الحرارية. المجلد 3. التوصيل الحراري - السوائل والغازات غير المعدنية. كتاب بيانات. 1970.
  3. سجل في قاعدة بيانات المواد GESTIS التابعة لمعهد السلامة والصحة المهنية
  4. "فلوروتريكلوروميثان" . تركيزات تشكل خطراً فورياً على الحياة أو الصحة . المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية .
  5. ^ سيجموند، غونتر؛ شويرتفيغر، فيرنر؛ فيرينج، أندرو؛ ذكي، بروس؛ بير، فريد؛ فوغل، هيروارد. ماكوسيك، بلين (2002). “مركبات الفلور العضوية”. موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a11_349 . رقم ISBN 978-3-527-30673-2.
  6. 1 2 "المعاهدات الدولية والتعاون بشأن حماية طبقة الأوزون في الستراتوسفير" . وكالة حماية البيئة الأمريكية. 15 يوليو 2015. تاريخ الاسترجاع: 14 فبراير 2021 .
  7. "R-10, R-11, R-12 GASES - ملتقى التبريد والتكييف HVACafe" . ملتقى التبريد والتكييف HVACafe (باللغة العربية). 2017-05-25. مؤرشفة من الأصلي بتاريخ 2018-05-18 . تم الاسترجاع 2018-05-18 .
  8. 1 2 3 كاتريتزكي، آلان ر.؛ جيلكريست، توماس ل.؛ ميث-كون، أوتو؛ ريس، تشارلز واين (1995)، التحولات الشاملة للمجموعات الوظيفية العضوية ، إلسيفير ، ص 220، ISBN  978-0-08-042704-1 عبر كتب جوجل
  9. بانكس، أ.أ.؛ إميليوس، هـ.ج.؛ هازلدين، ر.ن.؛ كيريجان، ف. (ديسمبر 1948). "443. تفاعل ثلاثي فلوريد البروم وخماسي فلوريد اليود مع رابع كلوريد الكربون، ورباعي بروميد الكربون، ورباعي يوديد الكربون، ومع رباعي يودو الإيثيلين". مجلة الجمعية الكيميائية : 2188-2190 . doi : 10.1039/JR9480002188 .
  10. مونتزكا إس إيه، داتون جي إس، يو بي، وآخرون (2018). "زيادة غير متوقعة ومستمرة في الانبعاثات العالمية لمركب CFC-11 المستنفد للأوزون" . مجلة نيتشر . 557 (7705). سبرينغر نيتشر: 413-417 . Bibcode : 2018Natur.557..413M . doi : 10.1038/s41586-018-0106-2 . hdl : 1983/fd5eaf00-34b1-4689-9f23-410a54182b61 . PMID 29769666. S2CID 21705434 .   
  11. جونسون، سكوت (5 مايو 2018). "يبدو أن أحدهم يُنتج مادة كيميائية محظورة مستنفدة للأوزون مرة أخرى" . آرس تكنيكا . تاريخ الاسترجاع: 18 أكتوبر 2018. وقد تباطأ انخفاض تركيز مركب CFC-11 في السنوات الأخيرة، مما يشير إلى مصدر متجدد.
  12. ماكغراث، مات (9 يوليو 2018). "غاز 'رغوة المنازل' الصيني مفتاح لغز الأوزون" . بي بي سي نيوز . تم الاطلاع عليه في 9 يوليو 2018 .
  13. تشو، جينيفر (10 فبراير 2021). "تخفيضات انبعاثات مركبات الكلوروفلوروكربون-11 تعيد تعافي طبقة الأوزون إلى مساره الصحيح" . أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا .
  14. «مقترح تنظيمي للبرلمان الأوروبي والمجلس بشأن المواد المستنفدة لطبقة الأوزون» (ملف PDF) . المفوضية الأوروبية . المديرية العامة للبيئة التابعة للمفوضية الأوروبية. 4 مايو 2022. تاريخ الاطلاع: 24 نوفمبر 2022 .
  15. أور، برايان (4 يناير 2021). "الإنذارات الكاذبة: إرث غاز الفوسجين" . مدرسة التكييف والتهوية . تم الاطلاع عليه في 9 مايو 2022 .
  16. لين، هنري و.؛ أباد، غونزالو غونزاليس؛ لوب، أبراهام (12 أغسطس/آب 2014). "الكشف عن التلوث الصناعي في أغلفة الكواكب الخارجية الشبيهة بالأرض" . المجلة الفيزيائية الفلكية . 792 (1): L7. arXiv : 1406.3025 . doi : 10.1088/2041-8205/792/1/L7 . ISSN 2041-8213 .