Дифторметан

Дифторметан
Difluoromethane-2D-skeletal	Spacefill model of difluoromethane
Имена
	Предпочтительное название ИЮПАК Дифторметан
	Другие имена Фторид углерода гидрид ; Метилендифторид ; Метилен фторид ; Фреон-32 [ нужна ссылка ]
Идентификаторы
Номер CAS	75-10-5 ;
3D model ( JSmol )	Интерактивное изображение ;
Сокращения	ГФУ-32 ; Р-32 ; ФК-32
Справочник Байльштейна	1730795
ЧЭБИ	ЧЕБИ: 47855 ;
ЧЕМБЛ	ХЕМБЛ115186 ;
ХимическийПаук	6105 ;
Информационная карта ECHA	100.000.764
Номер ЕС	200-839-4 ;
Справочник Гмелина	259463
МеШ	Дифторметан
ПабХим CID	6345 ;
номер РТЭКС	PA8537500 ;
НЕКОТОРЫЙ	77JW9K722X ;
Число	3252
Панель управления CompTox ( EPA )	DTXSID6029597 ;
	показывать ИнЧИ
	показывать УЛЫБКИ
Характеристики
Химическая формула	Ч 2 Ж 2
Молярная масса	52.024 g·mol −1
Появление	Бесцветный газ
Плотность	1,1 г см −3 (в жидкой форме)
Температура плавления	-136 ° C (-213 ° F; 137 К)
Точка кипения	-52 ° C (-62 ° F; 221 К)
войти P	-0.611
Давление пара	1518,92 кПа (220,301 фунтов на квадратный дюйм) (при 21,1 ° C [70,0 ° F; 294,2 К])
Опасности
	СГС Маркировка :
Пиктограммы
Сигнальное слово	Опасность
Заявления об опасности	Х220 , Х221 , Х280
Меры предосторожности	П210 , П377 , П381 , П403 , П410+П403
NFPA 704 (огненный алмаз)	1 4 0
Самовоспламенение ; температура	648 ° C (1198 ° F; 921 К)
Паспорт безопасности (SDS)	MSDS в Оксфордском университете
	Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). проверить ( что такое ?) Ссылки на инфобоксы

Дифторметан , также называемый дифторметиленом, HFC-32 метиленфторидом или R-32 , представляет собой органическое соединение разновидности дигалогеналканов . Он имеет формулу CH ₂ F ₂ . В окружающей атмосфере это бесцветный газ, мало растворимый в воде, обладающий высокой термической стабильностью. ^[2]^{[ не удалось пройти проверку ]} Из-за низкой температуры плавления и кипения (-136,0 и -51,6 ° C [-212,8 и -60,9 ° F; 137,2 и 221,6 К] соответственно) контакт с этим соединением может привести к обморожению. ^[2]^{[ не удалось пройти проверку ]} В Соединенных Штатах в разделе 111 Закона о чистом воздухе о летучих органических соединениях (ЛОС) дифторметан включен в исключение (с 1997 года) из определения ЛОС из-за низкого образования тропосферного озона. ^[3] Дифторметан обычно используется в эндотермических процессах, таких как охлаждение или кондиционирование воздуха.

Синтез

Дифторметан в основном синтезируют периодическими способами путем реакции дихлорметана и фторида водорода (HF) в жидкой фазе с использованием SbCl ₅ в качестве катализатора. ^[4] Из-за опасных свойств фтористого водорода был разработан новый процесс (основанный на той же реакции). Новый процесс обеспечивает постоянный поток продукции дифторметана через изолированную камеру. ^[4]

Приложения

Дифторметан часто используется в качестве огнетушителя из-за его способности подвергаться эндотермическим процессам. ^[5] Слева показаны концентрации дифторметана в атмосфере на разных широтах с 2009 года.

Дифторметан — это молекула, используемая в качестве хладагента , которая обладает значительными характеристиками теплопередачи и перепада давления как при конденсации, так и при испарении. ^[6] Его 100-летний потенциал глобального потепления (ПГП) в 675 раз превышает потенциал углекислого газа, а время жизни в атмосфере составляет почти 5 лет. ^[7] Классифицируется как A2L – легковоспламеняющийся по ASHRAE, ^[8] и имеет нулевой потенциал разрушения озона (ODP). ^[9] Таким образом, дифторметан является выбором с относительно низким уровнем риска среди хладагентов на основе ГФУ , большинство из которых имеют более высокий ПГП и более длительную стойкость при возникновении утечек.

Обычный хладагент R-410A представляет собой зеотропную в соотношении 50/50 массовых процентов смесь дифторметана и пентафторэтана ( R-125 ). Пентафторэтан является обычной заменой различных хлорфторуглеродов (например, фреона ) в новых системах хладагента , особенно в системах кондиционирования воздуха. Зеотропная в смесь дифторметана с пентафторэтаном ( R-125 ) и тетрафторэтаном ( R-134a ) известна как R-407A–R-407F зависимости от состава. Аналогично, R-504 представляет собой азеотропную (48,2/51,8 мас.%) смесь дифторметана и хлортрифторметана (R13). В 2011 году только в США в атмосферу было выброшено 17 949 893 тонны дифторметана. ^[10]

Дифторметан в настоящее время используется отдельно в бытовых и коммерческих кондиционерах в Японии, Китае и Индии в качестве заменителя R-410A . Чтобы снизить остаточный риск, связанный с его легкой воспламеняемостью, эту молекулу следует применять в теплообменном оборудовании с низкой заправкой хладагента, таком как паяные пластинчатые теплообменники (ППТО) или кожухотрубные теплообменники, а также трубчатые и пластинчатые теплообменники с трубчатыми теплообменниками. небольшого диаметра. ^[11]Многие применения подтвердили, что дифторметан имеет коэффициенты теплопередачи выше, чем у R-410A. при тех же условиях эксплуатации, но при более высоких перепадах давления трения. ^[11]

Другие области применения дифторметана включают его использование в качестве пропеллентов для аэрозолей, пенообразователей и растворителей. ^[3]

Воздействие на окружающую среду

Ежегодно производится около 15 килотонн дифторметана. ^[3] В газовой форме соединение будет разлагаться в атмосфере в результате реакции с гидроксильными радикалами, образующимися фотохимическим путем. В результате этого процесса образуется карбонилдифторид . Период полураспада этого процесса оценивается в 4 года. ^[3] Дифторметан имеет тенденцию попадать в окружающую среду через газовую фазу и накапливается там чаще, чем в почвах или отложениях. Период полураспада этого соединения составляет около 45 минут для рек и 69 часов для озер, дифторметан плохо биоаккумулируется в водных акваториях. ^[3]

ГФУ-32, попадающий в окружающую среду, разлагается на CF в качестве промежуточного продукта. Далее _{образуются HF и CO 2 .} в результате гидролиза в атмосферной воде ^[3]

Потенциал глобального потепления (ПГП) ГФУ-32 оценивается в 677 в 100-летнем временном интервале. ^[12] Это намного ниже, чем ПГП для хладагентов с ГФУ, которые он заменяет, но остается достаточно высоким, чтобы стимулировать продолжение исследований по использованию хладагентов с более низким ПГП.

Дифторметан исключен из списка ЛОС, поставляемых в соответствии с Законом США о чистом воздухе, поскольку ОРП равен нулю. ^[3] Следовательно, тропосферный озон вряд ли будет производиться из этой молекулы. ^{[ нужна ссылка ]} Тропосферный озон может привести к неблагоприятным последствиям для здоровья, таким как респираторные, сердечные или неврологические нарушения. Кроме того, озон может влиять на растения и растительность, вызывая бронзирование листьев. ^{[ нужна ссылка ]}

Токсичность

Дифторметан проявляет легкую токсичность для матери и развития при концентрациях примерно 50 000 частей на миллион у крыс, но не у кроликов. Ограничения по воздействию дифторметана для использования человеком составляют 1000 частей на миллион, что делает воздействие опасных уровней маловероятным. ^[3]

Ссылки

^ «Дифторметан - Краткое описание соединений» . Проект ПабХим . США: Национальный центр биотехнологической информации.
^ Jump up to: ^а ^б «Редакция» . Журнал химии фтора . 241 : 109706. Январь 2021 г. doi : 10.1016/s0022-1139(20)30404-8 . ISSN 0022-1139 . S2CID 243320092 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час «Защита стратосферного озона: Монреальский протокол и раздел VI поправок к Закону о чистом воздухе 1990 года» . Воздух и отходы . 43 (8): 1066–1067. Август 1993 г. doi : 10.1080/1073161x.1993.10467184 . ISSN 1073-161X .
^ Jump up to: ^а ^б Шен, Тао; Гэ, Синь; Чжао, Хэнцзюнь; Сюй, Чжисюн; Тонг, Шаофэн; Чжоу, Шаодун; Цянь, Чао; Чен, Синьчжи (01 июля 2020 г.). «Безопасный и эффективный процесс получения дифторметана в непрерывном потоке» . Китайский журнал химической инженерии . 28 (7): 1860–1865. дои : 10.1016/j.cjche.2020.02.024 . ISSN 1004-9541 . S2CID 216394634 .
^ Блоуэрс, Пол; Холлингсхед, Кайл (21 мая 2009 г.). «Оценки потенциалов глобального потепления на основе компьютерно-химических расчетов для CH 2 F 2 и других фторсодержащих метильных форм, проверенные путем сравнения с экспериментом» . Журнал физической химии А. 113 (20): 5942–5950. Бибкод : 2009JPCA..113.5942B . дои : 10.1021/jp8114918 . ISSN 1089-5639 . ПМИД 19402663 .
^ Лонго, Джованни А.; Мансин, Симона; Ригетти, Джулия; Зилио, Клаудио (2015). «Испарение HFC32 внутри паяного пластинчатого теплообменника (ПТО): экспериментальные измерения и анализ ИК-термографии». Международный журнал холодильного оборудования . 57 : 77–86. дои : 10.1016/j.ijrefrig.2015.04.017 .
^ Отчет целевой группы TEAP XXI/9 за май 2010 г.
^ Справочник ASHRAE, 2009 г.
^ «Р32» .
^ Галка, Майкл Д.; Лоунсбери, Джеймс М.; Блоуэрс, Пол (4 декабря 2012 г.). «Выбросы парниковых газов при выборе хладагента в комнатных кондиционерах» . Экологические науки и технологии . 46 (23): 12977–12985. Бибкод : 2012EnST...4612977G . дои : 10.1021/es302338s . ISSN 0013-936X . ПМИД 23136858 .
^ Jump up to: ^а ^б Лонго, Джованни А.; Мансин, Симона; Ригетти, Джулия; Зилио, Клаудио (2016). «HFC32 и HFC410A текут, кипя в горизонтальной гладкой трубке диаметром 4 мм». Международный журнал холодильного оборудования . 61 : 12–22. дои : 10.1016/j.ijrefrig.2015.09.002 .
^ IPCC AR4, краткое изложение представлено на https://www.ghgprotocol.org/sites/default/files/ghgp/Global-Warming-Potential-Values%20%28Feb%2016%202016%29_1.pdf .

См. также

R-410A , хладагент, использование которого постепенно прекращается и которому R-32 является популярной заменой.
Р-454Б , еще одна замена Р-410А.
Список хладагентов

Внешние ссылки

Измерения воспламеняемости дифторметана в воздухе при 100 ° C. Архивировано 20 сентября 2016 г. на Wayback Machine.
Дифторметан в Газовой энциклопедии. Архивировано 3 марта 2016 г. в Wayback Machine.
ИК-спектры поглощения. Архивировано 13 октября 2006 г. в Wayback Machine.
Паспорт безопасности материала

[pubchem-1] «Дифторметан - Краткое описание соединений» . Проект ПабХим . США: Национальный центр биотехнологической информации.

[:4-2] Jump up to: ^а ^б «Редакция» . Журнал химии фтора . 241 : 109706. Январь 2021 г. doi : 10.1016/s0022-1139(20)30404-8 . ISSN 0022-1139 . S2CID 243320092 .

[:12-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час «Защита стратосферного озона: Монреальский протокол и раздел VI поправок к Закону о чистом воздухе 1990 года» . Воздух и отходы . 43 (8): 1066–1067. Август 1993 г. doi : 10.1080/1073161x.1993.10467184 . ISSN 1073-161X .

[:2-4] Jump up to: ^а ^б Шен, Тао; Гэ, Синь; Чжао, Хэнцзюнь; Сюй, Чжисюн; Тонг, Шаофэн; Чжоу, Шаодун; Цянь, Чао; Чен, Синьчжи (01 июля 2020 г.). «Безопасный и эффективный процесс получения дифторметана в непрерывном потоке» . Китайский журнал химической инженерии . 28 (7): 1860–1865. дои : 10.1016/j.cjche.2020.02.024 . ISSN 1004-9541 . S2CID 216394634 .

[:32-5] Блоуэрс, Пол; Холлингсхед, Кайл (21 мая 2009 г.). «Оценки потенциалов глобального потепления на основе компьютерно-химических расчетов для CH 2 F 2 и других фторсодержащих метильных форм, проверенные путем сравнения с экспериментом» . Журнал физической химии А. 113 (20): 5942–5950. Бибкод : 2009JPCA..113.5942B . дои : 10.1021/jp8114918 . ISSN 1089-5639 . ПМИД 19402663 .

[6] Лонго, Джованни А.; Мансин, Симона; Ригетти, Джулия; Зилио, Клаудио (2015). «Испарение HFC32 внутри паяного пластинчатого теплообменника (ПТО): экспериментальные измерения и анализ ИК-термографии». Международный журнал холодильного оборудования . 57 : 77–86. дои : 10.1016/j.ijrefrig.2015.04.017 .

[7] Отчет целевой группы TEAP XXI/9 за май 2010 г.

[8] Справочник ASHRAE, 2009 г.

[9] «Р32» .

[10] Галка, Майкл Д.; Лоунсбери, Джеймс М.; Блоуэрс, Пол (4 декабря 2012 г.). «Выбросы парниковых газов при выборе хладагента в комнатных кондиционерах» . Экологические науки и технологии . 46 (23): 12977–12985. Бибкод : 2012EnST...4612977G . дои : 10.1021/es302338s . ISSN 0013-936X . ПМИД 23136858 .

[ReferenceA-11] Jump up to: ^а ^б Лонго, Джованни А.; Мансин, Симона; Ригетти, Джулия; Зилио, Клаудио (2016). «HFC32 и HFC410A текут, кипя в горизонтальной гладкой трубке диаметром 4 мм». Международный журнал холодильного оборудования . 61 : 12–22. дои : 10.1016/j.ijrefrig.2015.09.002 .

[12] IPCC AR4, краткое изложение представлено на https://www.ghgprotocol.org/sites/default/files/ghgp/Global-Warming-Potential-Values%20%28Feb%2016%202016%29_1.pdf .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

v т и Галометаны
Unsubstituted	CH₄
Monosubstituted	CH₃F CH₃Cl CH₃Br CH₃I CH₃At
Disubstituted	CH₂F₂ CH₂ClF CH₂BrF CH₂FI CH₂Cl₂ CH₂BrCl CH₂ClI CH₂Br₂ CH₂BrI CH₂I₂
Trisubstituted	CHF₃ CHClF₂ CHBrF₂ CHF₂I CHCl₂F CHBrClF CHClFI CHBr₂F CHBrFI CHFI₂ CHCl₃ CHBrCl₂ CHCl₂I CHBr₂Cl CHBrClI CHClI₂ CHBr₃ CHBr₂I CHBrI₂ CHI₃
Tetrasubstituted	CF₄ CClF₃ CBrF₃ CF₃I CCl₂F₂ CBrClF₂ CClF₂I CBr₂F₂ CBrF₂I CF₂I₂ CCl₃F CBrCl₂F CCl₂FI CBr₂ClF C*BrClFI CClFI₂ CBr₃F CBr₂FI CBrFI₂ CFI₃ CCl₄ CBrCl₃ CCl₃I CBr₂Cl₂ CBrCl₂I CCl₂I₂ CBr₃Cl CBr₂ClI CBrClI₂ CClI₃ CBr₄ CBr₃I CBr₂I₂ CBrI₃ CI₄
* Chiral compound.