氟里昂(freon)是氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的总称,又被称为“氟氯烷”或“氟氯烃”,可用符号“CFC”表示。氟里昂包括20多种化合物,其中最常用的是氟里昂-12(化学式CCl2F2),其次是氟里昂-11(化学式CCl3F)。
氟利昂是臭氧层破坏的元凶,它是20世纪20年代合成的,其化学性质稳定,不具有可燃性和毒性,是一种性能优良的冷冻剂,被当作制冷剂、发泡剂和清洗剂,广泛用于家用电器、泡沫塑料、日用化学品、汽车、消防器材等领域。20世纪80年代后期,氟利昂的生产达到了高峰,产量达到了144万吨。在对氟利昂实行控制之前,全世界向大气中排放的氟利昂已达到了2000万吨。由于它们在大气中的平均寿命达数百年,所以排放的大部分仍留在大气层中,其中大部分仍然停留在对流层,一小部分升入平流层。在对流层相当稳定的氟利昂,在上升进入平流层后,在一定的气象条件下,会在强烈紫外线的作用下被分解,分解释放出的氯原子同臭氧会发生连锁反应,不断破坏臭氧分子。科学家估计一个氯原子可以破坏数万个臭氧分子。
在对流层的氟利昂分子很稳定,几乎不发生化学反应。但是,当它们上升到平流层后,会在强烈紫外线的作用下被分解,含氯的氟利昂分子会离解出氯原子(称为“自由基”),然后同臭氧发生连锁反应(氯原子与臭氧分子反应,生成氧气分子和一氧化氯基;一氧化氯基不稳定,很快又变回氯原子,氯原子又与臭氧反应生成氧气和一氧化氯基……),不断破坏臭氧分子。
Cl+O3===O2+ClO ClO+O3===O2+Cl
如此周而复始,结果一个氯氟利昂分子就能破坏多达10万个臭氧分子。即一千克氟利昂可以捕捉消灭约七万千克臭氧。总的结果,可以用化学方程式表示为:
2O3===3O2 (在反应中氟里昂分子起到催化剂的作用)。
反应机理:
臭氧在紫外线作用下(反应条件不好打,自己加上)
O3 === O2 + O
氯氟烃分解(以CF2Cl2为例)
CF2Cl2 ===CF2Cl + Cl
自由基链反应
Cl? + O3 === ClO+ O2
ClO? + O ===Cl + O2
总反应:O3 + O === 2O2
二氯二氟甲烷氟利昂的介电常数为2,可以采用脉冲时域反射物位计进行物位测量。此外,氟利昂也是重要的温室气体。一个氟利昂分子增加温室效应的效果相当于一万个二氧化碳分子。
来源:化学网查字典