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다이클로로다이플루오로메테인
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다이클로로다이플루오로메테인(Dichlorodifluoromethane, R-12)은 보통명칭화된 상표명 프레온 (프레온-12)으로 널리 알려진 무색 기체이다. 이는 냉매 및 에어로졸 스프레이 추진제로 사용되는 염화 플루오린화 탄소 할로메테인 (CFC)이다. 몬트리올 의정서를 준수하여, 오존층에 대한 손상 우려로 인해 1996년 선진국(제5조 비당사국)에서, 2010년 개발도상국(제5조 당사국)에서 제조가 금지되었다.[5] 유일하게 허용된 용도는 잠수함과 항공기에서 방염제로 사용하는 것이다. 이는 많은 유기 용매에 용해된다. R-12 실린더는 흰색이다.
R-12는 모든 냉매 가스 중 가장 높은 오존 파괴 가능성을 가지고 있다.[6]
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제법
사염화 탄소를 플루오린화 수소와 촉매량의 오염화 안티모니 존재 하에 반응시켜 제조할 수 있다.
- CCl4 + 2HF → CCl2F2 + 2HCl
이 반응은 또한 트리클로로플루오로메테인 (CCl3F), 염화삼플루오르화메탄 (CClF3) 및 테트라플루오린화 탄소 (CF4)를 생성할 수 있다.[7]
역사
제너럴 모터스 리서치 코퍼레이션의 부사장인 찰스 케터링은 무색, 무취, 무미, 무독성, 불연성인 냉매 대체 물질을 찾고 있었다. 그는 토머스 미즐리, 알베르트 레온 헨, 로버트 맥네리(Robert McNary)를 포함한 팀을 구성했다. 1930년부터 1935년까지 그들은 듀폰과 제너럴 모터스의 합작 투자 회사인 키네틱 케미컬스를 통해 다이클로로다이플루오로메테인 (CCl2F2 또는 R12), 트리클로로플루오로메테인 (CCl3F 또는 R11), 염화이플루오르화메테인 (CHClF2 또는 R22), 트리클로로트리플루오로에탄 (CCl2FCClF2 또는 R113), 다이클로로테트라플루오로에테인 (CClF2CClF2 또는 R114)을 개발했다.[8]
에어로졸로 사용
USP 승인 살부타몰과 같은 의약품에서 염화 플루오린화 탄소를 에어로졸로 사용하는 것은 미국 식품의약국에 의해 단계적으로 중단되었다. 환경에 해를 끼치지 않는 것으로 알려진 하이드로플루오르알칸 또는 HFA라는 다른 추진제가 이를 대체하기 위해 선택되었다.[9] 그럼에도 불구하고 여전히 FDA의 승인된 식품 첨가물 목록에 등재되어 있다.
환경적 영향
R-12는 분자 내에 2개의 염소 원자가 존재하기 때문에 염화 탄소 중 가장 높은 오존 파괴 가능성을 가지고 있다.
R-12는 또한 강력한 지구 온난화 지수 (GWP)를 가지고 있으며, 20년, 100년, 500년 GWP는 CO
2보다 11400, 11200, 5100배 더 높다.[10]
개조
R-12는 1994년 이전에 대부분의 냉장 및 차량 에어컨 응용 분야에 사용되었으며, 이후에는 1,1,1,2-테트라플루오로에테인 (R-134a)으로 대체되었다. R-134a는 오존층 파괴 지수가 미미하다. 자동차 제조업체는 1993년경 R-134a를 단계적으로 도입하기 시작했다. 오래된 장치에서 냉매 누출이 발생하거나 냉매 제거를 포함하는 수리가 필요한 경우, 일부 관할 구역에서는 R-12 이외의 냉매(가장 일반적으로 R-134a)로의 개조가 필요하다. 미국은 이러한 전환을 요구하지 않는다. 개조는 시스템 플러싱과 새로운 필터/건조기 또는 어큐뮬레이터를 필요로 하며, 설치되는 냉매와 호환되는 재료로 만들어진 새로운 씰 및 호스 설치를 포함할 수도 있다. R-12와 함께 사용되는 광유는 R-134a와 호환되지 않는다. R-134a로의 전환을 위해 설계된 일부 오일은 잔류 R-12 광유와 호환된다고 광고된다. R-12의 대체 물질로는 HC-12a와 같은 고인화성 탄화수소 혼합물이 있으며, 이들의 인화성으로 인해 부상 및 사망 사고가 발생했다.[11][12]
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위험
환경적 영향 외에도 R12는 대부분의 염화플루오르알칸과 마찬가지로 불꽃에 노출되면 포스젠 가스를 형성한다.[13] 고압 액체 상태로 캔에 포장된 경우 열에 노출되면 캔이 폭발할 수 있다.[14]
속성
포화 액체 냉매 12의 열 및 물리적 특성 표:[15][16]
| 온도 (°C) | 밀도 (kg/m3) | 비열 (kJ/kg K) | 동점성 (m2/s) | 전도도 (W/m K) | 열 확산율 (m2/s) | 프란틀 수 | 체적 탄성 계수 (K−1) |
| −50 | 1546.75 | 0.875 | 3.10×10−7 | 0.067 | 5.01×10−1 | 6.2 | 2.63×10−3 |
| −40 | 1518.71 | 0.8847 | 2.79×10−7 | 0.069 | 5.14×10−1 | 5.4 | 빈칸 |
| −30 | 1489.56 | 0.8956 | 2.53×10−7 | 0.069 | 5.26×10−1 | 4.8 | 빈칸 |
| −20 | 1460.57 | 0.9073 | 2.35×10−7 | 0.071 | 5.39×10−1 | 4.4 | 빈칸 |
| −10 | 1429.49 | 0.9203 | 2.21×10−7 | 0.073 | 5.50×10−1 | 4 | 빈칸 |
| 0 | 1397.45 | 0.9345 | 2.14×10−7 | 0.073 | 5.57×10−1 | 3.8 | 빈칸 |
| 10 | 1364.3 | 0.9496 | 2.03×10−7 | 0.073 | 5.60×10−1 | 3.6 | 빈칸 |
| 20 | 1330.18 | 0.9659 | 1.98×10−7 | 0.073 | 5.60×10−1 | 3.5 | 빈칸 |
| 30 | 1295.1 | 0.9835 | 1.94×10−7 | 0.071 | 5.60×10−1 | 3.5 | 빈칸 |
| 40 | 1257.13 | 1.0019 | 1.91×10−7 | 0.069 | 5.55×10−1 | 3.5 | 빈칸 |
| 50 | 1215.96 | 1.0216 | 1.90×10−7 | 0.067 | 5.45×10−1 | 3.5 | 빈칸 |
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갤러리
전 세계 관측소에서 고급 지구 대기 가스 실험 (AGAGE)으로 측정된 하층 대기(대류권)의 CFC-12 월별 평균. 풍부도는 ppt (part-per-trillion)로 오염되지 않은 월별 평균 몰 분율로 제공된다.
반구 및 전 세계 CFC-12 농도 평균 (NOAA/ESRL)
CFC-12의 대기 농도 시계열 (Walker et al., 2000)
1990년대 해수면 CFC-12 농도
1990년대 해양 수직 CFC-12 재고
CFC-12, CFC-11, H-1211 및 SF6 수직 프로파일
각주
외부 링크
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