Хлорфторуглероды
 |
Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей.
|
Хлорфторуглероды — органические соединения, состоящие исключительно из атомов хлора (Cl), фтора (F) и углерода (С). Различают низшие хлорфторуглероды (CFC) — низкокипящие органические соединения на основе метанового, этанового и пропанового рядов, а также высшие хлорфторуглероды, являющиеся высокомолекулярными соединениями.
Хлорфторуглероды — нетоксичны, не образуют взрывоопасных смесей с воздухом, флегматизируют горение углеводородов, чрезвычайно стабильны.
Считается, что толчком в промышленном использовании хлорфторуглеродов послужило предложение Томаса Мидгли, американского химика и инженера-механика по их применению в холодильниках вместо используемых ранее токсичных и взрывоопасных хладагентов (аммиака и сернистого газа). Впоследствии низшие хлорфторуглероды (CFC) стали широко использоваться в качестве пропеллентов в аэрозольных баллонах, вспенивающих агентов, взрывобезопасных растворителей.
Высшие хлорфторуглероды нашли широкое применение в качестве манометрических и запорных жидкостей, находящихся в контакте с агрессивными средами (концентрированные кислоты, галогены, жидкий кислород и другие окислители), в качестве жидких негорючих диэлектриков, в качестве смазочных материалов.
Содержание
| Хлорфторуглерод (CFC) | Химическая формула | Техническое обозначение
по ISO № 817-74 |
Температура кипения,
°C |
|---|---|---|---|
| Трифторхлорметан | CF3Cl | R13 | -81,5 |
| Дифтордихлорметан | CF2Cl2 | R12 | -29,74 |
| Фтортрихлорметан | CFCl3 | R11 | 23,65 |
| Пентафторхлорэтан | CF3CF2Cl | R115 | -38,97 |
| 1,1,2,2-Тетрафтордихлорэтан | CF2ClCF2Cl | R114 | 3,5 |
| 1,1,1-Трифтортрихлорэтан | CF3CCl3 | R113a | 45,9 |
| 1,1,2-Трифтортрихлорэтан | CF2ClCFCl2 | R113 | 47,5 |
| 1,2-Дифтортетрахлорэтан | CFCl2CFCl2 | R112 | 92,8 |
| 1,2-Дихлоргексафторпропан | CF3CFClCF2Cl | R216 | 35,7 |
| Наименование | Химическая формула X(CF2CFCl)nX, X=F или Cl; n |
Средняя относительная молекулярная масса |
|---|---|---|
| жидкость 11ф | 1-4 | 339 |
| жидкость 11фД | 1-4 | 364 |
| жидкость 12ф | 3-7 | 383 |
| жидкость 13ф | 3-7 | 518 |
| жидкость 13фм | 4-8 | 625 |
| масло 4лф | 5-10 | 715 |
| масло 4ф смазка 3ф |
5-10 | 985 |
| Масло 4ф с добавкой 3-5% политрифторхлорэтилена в качестве загустителя | ||
Основным методом получения хлорфторуглеродов является реакция обмена атомов хлора в исходном соединении на фтор действием фтористого водорода в присутствии хлорида сурьмы (V) — реакция Свартса[2][3]:
- <math>CCl_4 + HF\xrightarrow{SbCl_5}CCl_3F + HCl;</math>
- <math>CCl_3F + HF\xrightarrow{SbCl_5}CCl_2F_2 + HCl;</math>
- <math>CCl_2F_2 + HF\xrightarrow{SbCl_5}CClF_3 + HCl.</math>
- <math>CCl_3CCl_3 + HF\xrightarrow{SbCl_5}CCl_3CCl_2F + HCl</math>
- <math>CCl_3CCl_2F + HF\xrightarrow{SbCl_5}CCl_2FCCl_2F + HCl</math>
- <math>CCl_2FCCl_2F + HF\xrightarrow{SbCl_5}CCl_2FCClF_2 + HCl</math>
Гексахлорэтан может быть заменён перхлорэтиленом и хлором[4]:
- <math>CCl_2 = CCl_2 + Cl_2 + 2HF\xrightarrow{SbCl_5}CCl_2FCCl_2F + 2HCl</math>
Хлорфторуглероды возможно получить фторированием перхлоролефинов[5]:
- <math>CCl_2 = CCl_2 + UF_6\rightarrow CCl_2FCCl_2F + UF_4</math>
И хлорированием перфторолефинов или фторуглеводородов[1]:
- <math>CF_3CF = CF_2 + Cl_2\rightarrow CF_3CFClCF_2Cl</math>
- <math>CF_3H + Cl_2\rightarrow CF_3Cl + HCl</math>
Высшие хлорфторуглероды получают теломеризацией трихлорфторэтилена или деструкцией политрифторхлорэтилена (фторопласта 3) при 400—600 °C с последующим фторированием продуктов деструкции фторидом хлора (III), фторидом кобальта (III) или фторидом сурьмы (V) для стабилизации неустойчивых группировок в молекуле[1].
Химические свойства хлорфторуглеродов
Гидрирование хлорфторуглеродов идёт при высокой температуре с образованием фторуглеводородов[1]:
- <math>CF_3Cl + H_2\xrightarrow{500-700^ {0} C} CF_3H + HCl.</math>
При повышенной температуре на катализаторе имеет место диспропроционарование хлорфторуглеродов[1]:
- <math>2CFCl_3\rightarrow CF_2Cl_2 + CCl_4.</math>
В присутствии катализатора — хлорида алюминия хлорфторуглероды алкилируют галогенолефины[1]:
- <math>CFCl_3 + CF_2=CF_2\rightarrow CF_2ClCF_2CFCl_2.</math>
Хлорфторуглероды этанового и пропанового ряда подвергаются дегалогенированию цинком в среде полярного растворителя:
- <math>CClF_2CCl_2F + Zn\xrightarrow{H_2O}CF_2 = CFCl + ZnCl_2</math>
По этой реакции организованно промышленное производство трифторхлорэтилена[1].
Воздействие на окружающую среду
Практически бесконтрольное использование низших хлорфторуглеродов в качестве пропеллентов аэрозольных упаковок, вспенивателей, растворителей и хладагентов привело к накоплению хлорфторуглеродов в атмосфере. С помощью электронного детектора Лавлока обнаружено присутствие хлорфторуглеродов в верхних слоях атмосферы.
Шервуд Роуланд предсказал, что хлорфторуглероды, произведённые человеком, под действием солнечной радиации разлагаются в атмосфере, образуя хлор и монокись хлора, которые способны эффективно разрушать молекулы озона
- CFCl3 + hν → CFCl2 + Cl,
- Cl + O3 → ClO + O2,
- ClO + O → Cl + O2.
Марио Молина и Пауль Крутцен показали истощающий эффект галогеналканов на озоновый слой стратосферы, являющийся природным защитным экраном Земли от губительного жёсткого ультрафиолетового излучения Солнца.
Венской конвенцией 1985 г. и Монреальским протоколом 1987 г. по защите озонового слоя были запрещены производства низших хлорфторуглеродов.
В 1995 году Паулю Джозефу Крутцену, Шервурду Роуланду и Марио Молине присуждена Нобелевская премия по химии с формулировкой «За работу в атмосферной химии, особенно в части процессов образования и разрушения озонового слоя».
Напишите отзыв о статье "Хлорфторуглероды"
Примечания
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Промышленные фторорганические продукты: справ. изд / Б. Н. Максимов, В. Г. Барабанов, И. Л. Серушкин и др. — 2-е изд., пер. и доп.. — СПб.: «Химия», 1996. — 544 с. — ISBN 5-7245-1043-X.
- ↑ Гудлицкий М. Химия органических соединений фтора / под ред. А. П. Сергеева. — пер. с чешского Ю.И.Вайнштейн. — М.: Госхимиздат, 1961. — 372 с.
- ↑ Исикава Н., Кобаяси Е. Фтор. Химия и применение / под ред. А. В. Фокина. — пер. с японского М.В.Поспелова. — М.: Мир, 1982. — 280 с.
- ↑ Н. С. Верещагина., А. Н. Голубев., А. С. Дедов, В. Ю. Захаров. Российский химический журнал. Журнал Российского химического общества им. Д. И. Менделеева. — «Химия», 2000. — Т. XLIV, выпуск 2. — С. 110-114.
- ↑ Орехов В. Т., Рыбаков А. Г., Шаталов В. В. Использование обеднённого гексафторида урана в органическом синтезе. — М.: Энергоатомиздат, 2007. — 112 с. — ISBN 978-5-283-03261-0.
См. также
| ||||||||||||||||||||||||||
Отрывок, характеризующий Хлорфторуглероды
Но, оставив совершенно в стороне народное самолюбие, чувствуется, что заключение это само в себе заключает противуречие, так как ряд побед французов привел их к совершенному уничтожению, а ряд поражений русских привел их к полному уничтожению врага и очищению своего отечества.Источник этого противуречия лежит в том, что историками, изучающими события по письмам государей и генералов, по реляциям, рапортам, планам и т. п., предположена ложная, никогда не существовавшая цель последнего периода войны 1812 года, – цель, будто бы состоявшая в том, чтобы отрезать и поймать Наполеона с маршалами и армией.
Цели этой никогда не было и не могло быть, потому что она не имела смысла, и достижение ее было совершенно невозможно.
Цель эта не имела никакого смысла, во первых, потому, что расстроенная армия Наполеона со всей возможной быстротой бежала из России, то есть исполняла то самое, что мог желать всякий русский. Для чего же было делать различные операции над французами, которые бежали так быстро, как только они могли?
Во вторых, бессмысленно было становиться на дороге людей, всю свою энергию направивших на бегство.
В третьих, бессмысленно было терять свои войска для уничтожения французских армий, уничтожавшихся без внешних причин в такой прогрессии, что без всякого загораживания пути они не могли перевести через границу больше того, что они перевели в декабре месяце, то есть одну сотую всего войска.
В четвертых, бессмысленно было желание взять в плен императора, королей, герцогов – людей, плен которых в высшей степени затруднил бы действия русских, как то признавали самые искусные дипломаты того времени (J. Maistre и другие). Еще бессмысленнее было желание взять корпуса французов, когда свои войска растаяли наполовину до Красного, а к корпусам пленных надо было отделять дивизии конвоя, и когда свои солдаты не всегда получали полный провиант и забранные уже пленные мерли с голода.
Весь глубокомысленный план о том, чтобы отрезать и поймать Наполеона с армией, был подобен тому плану огородника, который, выгоняя из огорода потоптавшую его гряды скотину, забежал бы к воротам и стал бы по голове бить эту скотину. Одно, что можно бы было сказать в оправдание огородника, было бы то, что он очень рассердился. Но это нельзя было даже сказать про составителей проекта, потому что не они пострадали от потоптанных гряд.
Но, кроме того, что отрезывание Наполеона с армией было бессмысленно, оно было невозможно.
Невозможно это было, во первых, потому что, так как из опыта видно, что движение колонн на пяти верстах в одном сражении никогда не совпадает с планами, то вероятность того, чтобы Чичагов, Кутузов и Витгенштейн сошлись вовремя в назначенное место, была столь ничтожна, что она равнялась невозможности, как то и думал Кутузов, еще при получении плана сказавший, что диверсии на большие расстояния не приносят желаемых результатов.
Во вторых, невозможно было потому, что, для того чтобы парализировать ту силу инерции, с которой двигалось назад войско Наполеона, надо было без сравнения большие войска, чем те, которые имели русские.
В третьих, невозможно это было потому, что военное слово отрезать не имеет никакого смысла. Отрезать можно кусок хлеба, но не армию. Отрезать армию – перегородить ей дорогу – никак нельзя, ибо места кругом всегда много, где можно обойти, и есть ночь, во время которой ничего не видно, в чем могли бы убедиться военные ученые хоть из примеров Красного и Березины. Взять же в плен никак нельзя без того, чтобы тот, кого берут в плен, на это не согласился, как нельзя поймать ласточку, хотя и можно взять ее, когда она сядет на руку. Взять в плен можно того, кто сдается, как немцы, по правилам стратегии и тактики. Но французские войска совершенно справедливо не находили этого удобным, так как одинаковая голодная и холодная смерть ожидала их на бегстве и в плену.
В четвертых же, и главное, это было невозможно потому, что никогда, с тех пор как существует мир, не было войны при тех страшных условиях, при которых она происходила в 1812 году, и русские войска в преследовании французов напрягли все свои силы и не могли сделать большего, не уничтожившись сами.
В движении русской армии от Тарутина до Красного выбыло пятьдесят тысяч больными и отсталыми, то есть число, равное населению большого губернского города. Половина людей выбыла из армии без сражений.
И об этом то периоде кампании, когда войска без сапог и шуб, с неполным провиантом, без водки, по месяцам ночуют в снегу и при пятнадцати градусах мороза; когда дня только семь и восемь часов, а остальное ночь, во время которой не может быть влияния дисциплины; когда, не так как в сраженье, на несколько часов только люди вводятся в область смерти, где уже нет дисциплины, а когда люди по месяцам живут, всякую минуту борясь с смертью от голода и холода; когда в месяц погибает половина армии, – об этом то периоде кампании нам рассказывают историки, как Милорадович должен был сделать фланговый марш туда то, а Тормасов туда то и как Чичагов должен был передвинуться туда то (передвинуться выше колена в снегу), и как тот опрокинул и отрезал, и т. д., и т. д.
Русские, умиравшие наполовину, сделали все, что можно сделать и должно было сделать для достижения достойной народа цели, и не виноваты в том, что другие русские люди, сидевшие в теплых комнатах, предполагали сделать то, что было невозможно.
Все это странное, непонятное теперь противоречие факта с описанием истории происходит только оттого, что историки, писавшие об этом событии, писали историю прекрасных чувств и слов разных генералов, а не историю событий.
Для них кажутся очень занимательны слова Милорадовича, награды, которые получил тот и этот генерал, и их предположения; а вопрос о тех пятидесяти тысячах, которые остались по госпиталям и могилам, даже не интересует их, потому что не подлежит их изучению.
А между тем стоит только отвернуться от изучения рапортов и генеральных планов, а вникнуть в движение тех сотен тысяч людей, принимавших прямое, непосредственное участие в событии, и все, казавшиеся прежде неразрешимыми, вопросы вдруг с необыкновенной легкостью и простотой получают несомненное разрешение.
Цель отрезывания Наполеона с армией никогда не существовала, кроме как в воображении десятка людей. Она не могла существовать, потому что она была бессмысленна, и достижение ее было невозможно.
Цель народа была одна: очистить свою землю от нашествия. Цель эта достигалась, во первых, сама собою, так как французы бежали, и потому следовало только не останавливать это движение. Во вторых, цель эта достигалась действиями народной войны, уничтожавшей французов, и, в третьих, тем, что большая русская армия шла следом за французами, готовая употребить силу в случае остановки движения французов.
