Freony

Freony, chlorofluorowęglowodory (CFC, od ang. chlorofluorocarbons)^[1]^[2]^[3] – grupa chloro- i fluoropochodnych węglowodorów alifatycznych. Freony były masowo stosowane jako ciecze chłodnicze w chłodziarkach, gaz nośny w aerozolowych kosmetykach oraz do produkcji spienionych polimerów, aż do odkrycia, że są to substancje zubożające warstwę ozonową. W latach 90. XX wieku uznano je powszechnie za szkodliwe dla środowiska, ich produkcja i wykorzystanie zostały znacząco zredukowane. Słowo freon jest zarejestrowanym znakiem handlowym należącym do koncernu DuPont.

Historia i wykorzystanie

Wynalazcą freonu był Thomas Midgley. Najpopularniejszym freonem stał się R-12, czyli dichlorodifluorometan, C Cl₂F₂. Freony są nietoksyczne i niepalne. W temperaturze pokojowej i ciśnieniu atmosferycznym są gazami. W instalacjach chłodniczych freony występują w fazie ciekłej i gazowej. Freony łatwo ulatniają się do atmosfery z nieszczelnych instalacji, bez pozostawiania widocznych śladów wycieku, co powoduje, że nieszczelności takie trudno jest wykryć, o ile nie towarzyszy im wyciek oleju obecnego zazwyczaj w układzie.

Głównym następcą freonu R-12 jako cieczy chłodniczej stał się R-134a, czyli 1,1,1,2-tetrafluoroetan (nazwy handlowe Suva 134a; Solkane 134a; Genetron 134a). Freony to związki fluoru, chloru i węgla, R-134a jest fluorowanym węglowodorem zawierającym niepodstawione atomy wodoru (nie zawiera chloru). Jego wzór sumaryczny to CH₂FCF₃.

Znaczenie dla środowiska

W latach 1970. opublikowano badania dowodzące, że emisja freonów do atmosfery powoduje niszczenie warstwy ozonowej w atmosferze^[4]^[5]. Temat zyskał na popularności w latach 80. i 90., kiedy obniżenie koncentracji ozonu nad Antarktydą, zwane dziurą ozonową, stało się oczywiste^[6]^[7]. Aktualnie istnieje szereg badań, prowadzonych przez niezależne ośrodki naukowe, potwierdzających szkodliwość działania freonów i wskazujących na ich kumulację w atmosferze, ze względu na ich trwałość. Potencjał niszczenia ozonu (wskaźnik ODP) dla freonu CFC-11 stał się podstawą skali, z wartością 1^[1].

Chlorofluorowęglowodory są także istotnymi gazami cieplarnianymi. Potencjał tworzenia efektu cieplarnianego (wskaźnik GWP) niektórych substancji z tej grupy jest tysiące razy wyższy niż w przypadku dwutlenku węgla^[1].

Kontrola

Ze względu na te efekty, zostały opracowane regulacje prawne ograniczające użycie freonów, w tym także regulacje międzynarodowe, do których przystąpiła większość krajów świata: konwencja wiedeńska w sprawie ochrony warstwy ozonowej, a następnie protokół montrealski. Największe gospodarki świata zgodziły się na zamrożenie produkcji freonów na poziomie z roku 1986. Także w Polsce są to substancje kontrolowane, których wprowadzenie do obrotu wiąże się z opłatami (z wyjątkiem produkcji leków)^[2].

CFC zostały zastąpione w chłodnictwie przez związki HCFC (częściowo halogenowane chlorofluorowęglowodowy), które mają znacznie niższy potencjał niszczenia ozonu. Jednak HCFC także są gazami cieplarnianymi^[1]^[8]

Substancje

Wybrane freony i inne związki chłodnicze
Oznaczenia		Nazwa angielska	Nazwa polska	Potencjał niszczenia ozonu (ODP)	Potencjał tworzenia efektu cieplarnianego (GWP)
R-11	CFC-11	trichlorofluoromethane	trichlorofluorometan	1,0^[9]	4660^[9]^[8]
R-12	CFC-12	dichlorodifluoromethane	dichlorodifluorometan	0,82^[9]	10 200^[9]^[8]
R-13	CFC-13	chlorotrifluoromethane	chlorotrifluorometan	1,0^[9]	13 900^[9]^[8]
R-22	HCFC-22	chlorodifluoromethane	chlorodifluorometan	0,04^[9]	1760^[9]^[8]
R-23	HFC-23	trifluoromethane	trifluorometan	<0,004^[1]	12 400^[8]
R-113	CFC-113	trichlorotrifluoroethane	trichlorotrifluoroetan	0,85^[9]	5820^[9]^[8]
R-114	CFC-114	1,2-dichloro-1,1,2,2-tetrafluoroethane	1,2-dichloro-1,1,2,2-tetrafluoroetan	0,58^[9]	8590^[9]^[8]
R-115	CFC-115	1-chloro-1,1,2,2,2-pentafluoroethane	1-chloro-1,1,2,2,2-pentafluoroetan	0,5^[9]	7670^[9]^[8]
R-116	PFC-116	hexafluoroethane	heksafluoroetan	0^[10]	11 100^[8]
R-134a	HFC-134a	1,1,1,2-tetrafluoroethane	1,1,1,2-tetrafluoroetan	0^[11]	1300^[8]
R-227ea	HFC-227ea	1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane	1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropan	0^[12]	3350^[8]

Zobacz też

halony
HCFC (wodorochlorofluorowęglowodory)

Przypisy

↑ ^a ^b ^c ^d ^e Elmar Uherek: Chlorofluorowęglowodory (CFC) i wodorochlorofluorowęglowodory (HCFC). [w:] Encyklopedia Klimatologiczna ESPERE [on-line]. Uniwersytet Jagielloński, 2004-05-11. [dostęp 2020-05-27]. [zarchiwizowane z tego adresu (2020-05-27)].
↑ ^a ^b Dz.U. z 2004 r. nr 121, poz. 1263.
↑ Stęplewska, U.; Maćkowiak, K.; Kuleta, P. Syntetyczne czynniki chłodnicze – przegląd regulacji prawnych. „Przemysł Spożywczy”. 63 (9), s. 26–29, 2009. Wydawnictwo SIGMA-NOT. (pol.).
↑ Mario J.M.J. Molina Mario J.M.J., F.S.F.S. Rowland F.S.F.S., Stratospheric sink for chlorofluoromethanes: chlorine atom-catalysed destruction of ozone, „Nature”, 249 (5460), 1974, s. 810–812, DOI: 10.1038/249810a0, ISSN 0028-0836 [dostęp 2019-05-24] (ang.).
↑ Mario J.M.J. Molina Mario J.M.J., Polar Ozone Depletion (Nobel Lecture), „Angewandte Chemie International Edition in English”, 35 (16), 1996, s. 1778–1785, DOI: 10.1002/anie.199617781, ISSN 0570-0833 [dostęp 2019-05-24] (ang.).
↑ J.C.J.C. Farman J.C.J.C., B.G.B.G. Gardiner B.G.B.G., J.D.J.D. Shanklin J.D.J.D., Large losses of total ozone in Antarctica reveal seasonal ClOx/NOx interaction, „Nature”, 315 (6016), 1985, s. 207–210, DOI: 10.1038/315207a0, ISSN 0028-0836 [dostęp 2019-05-24] (ang.).
↑ SusanS. Solomon SusanS. i inni, On the depletion of Antarctic ozone, „Nature”, 321 (6072), 1986, s. 755–758, DOI: 10.1038/321755a0, ISSN 0028-0836 [dostęp 2019-05-24] (ang.).
↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k ^l Anthropogenic and Natural Radiative Forcing. W: G. Myhre, D. Shindell, F.-M. Bréon, W. Collins, J. Fuglestvedt, J. Huang, D. Koch, J.-F. Lamarque, D. Lee, B. Mendoza, T. Nakajima, A. Robock, G. Stephens, T. Takemura, H. Zhang: Climate Change 2013: The Physical Science Basis Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (red.)]. Cambridge, Wielka Brytania; Nowy Jork, USA: Cambridge University Press, 2013, s. 731–732.
↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k ^l ^m ⁿ Ozone-Depleting Substances. Environmental Protection Agency, 2018-07-31. [dostęp 2020-10-08]. (ang.).
↑ Hexafluoroethane, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: 6431 [dostęp 2020-10-08] (ang.).
↑ 1,1,1,2-Tetrafluoroethane, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: 13129 [dostęp 2020-10-08] (ang.).
↑ 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropane, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: 67940 [dostęp 2020-10-08] (ang.).

Linki zewnętrzne

Lista czynników chłodniczych używanych i nieużywanych. chlodnictwo.info.pl. [zarchiwizowane z tego adresu (2010-08-28)].

[stratosfera-1] Elmar Uherek: Chlorofluorowęglowodory (CFC) i wodorochlorofluorowęglowodory (HCFC). [w:] Encyklopedia Klimatologiczna ESPERE [on-line]. Uniwersytet Jagielloński, 2004-05-11. [dostęp 2020-05-27]. [zarchiwizowane z tego adresu (2020-05-27)].

[dzu-2] Dz.U. z 2004 r. nr 121, poz. 1263.

[chłodnicze-3] Stęplewska, U.; Maćkowiak, K.; Kuleta, P. Syntetyczne czynniki chłodnicze – przegląd regulacji prawnych. „Przemysł Spożywczy”. 63 (9), s. 26–29, 2009. Wydawnictwo SIGMA-NOT. (pol.).

[MolinaRowland1974-4] Mario J.M.J. Molina Mario J.M.J., F.S.F.S. Rowland F.S.F.S., Stratospheric sink for chlorofluoromethanes: chlorine atom-catalysed destruction of ozone, „Nature”, 249 (5460), 1974, s. 810–812, DOI: 10.1038/249810a0, ISSN 0028-0836 [dostęp 2019-05-24] (ang.).

[Molina1996-5] Mario J.M.J. Molina Mario J.M.J., Polar Ozone Depletion (Nobel Lecture), „Angewandte Chemie International Edition in English”, 35 (16), 1996, s. 1778–1785, DOI: 10.1002/anie.199617781, ISSN 0570-0833 [dostęp 2019-05-24] (ang.).

[Farman1985-6] J.C.J.C. Farman J.C.J.C., B.G.B.G. Gardiner B.G.B.G., J.D.J.D. Shanklin J.D.J.D., Large losses of total ozone in Antarctica reveal seasonal ClOx/NOx interaction, „Nature”, 315 (6016), 1985, s. 207–210, DOI: 10.1038/315207a0, ISSN 0028-0836 [dostęp 2019-05-24] (ang.).

[Solomon1986-7] SusanS. Solomon SusanS. i inni, On the depletion of Antarctic ozone, „Nature”, 321 (6072), 1986, s. 755–758, DOI: 10.1038/321755a0, ISSN 0028-0836 [dostęp 2019-05-24] (ang.).

[GWP-8] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k ^l Anthropogenic and Natural Radiative Forcing. W: G. Myhre, D. Shindell, F.-M. Bréon, W. Collins, J. Fuglestvedt, J. Huang, D. Koch, J.-F. Lamarque, D. Lee, B. Mendoza, T. Nakajima, A. Robock, G. Stephens, T. Takemura, H. Zhang: Climate Change 2013: The Physical Science Basis Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (red.)]. Cambridge, Wielka Brytania; Nowy Jork, USA: Cambridge University Press, 2013, s. 731–732.

[ODS-9] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k ^l ^m ⁿ Ozone-Depleting Substances. Environmental Protection Agency, 2018-07-31. [dostęp 2020-10-08]. (ang.).

[C2F6-10] Hexafluoroethane, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: 6431 [dostęp 2020-10-08] (ang.).

[HFC-134a-11] 1,1,1,2-Tetrafluoroethane, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: 13129 [dostęp 2020-10-08] (ang.).

[HFC-227ea-12] 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropane, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: 67940 [dostęp 2020-10-08] (ang.).

[1]