Khí CFC là một loại khí dùng phổ biến trong các ngành công nghiệp. Mặc dù bạn có thể nhìn ở đâu đó trong các thiết bị nhưng chưa biết khí CFC là gì? Bài viết này sẽ giúp bạn tìm hiểu về các vấn đề liên quan đến khí CFC, đặc biệt là tác hại của nó với sức khỏe cũng như môi trường xung quanh.
1. CFC là gì?
Chất CFC còn có tên là Chlorofluorocarbon – hợp chất hữu cơ halogen hóa đầy đủ. Các nguyên tố trong cấu tạo của hợp chất này là carbon, clo và flo.
Những hợp chất này rất dễ bay hơi nhưng khó cháy hơn metan, kém hòa tan trong nước và chủ yếu tan trong không khí.
Đây là những chất hoá học được con người tổng hợp và sản xuất nhằm mục đích làm lạnh, làm chất đẩy và dung môi. Đặc biệt là trong ngành công nghiệp lạnh như: tủ lạnh, máy lạnh,…
Sau quá trình sử dụng, chất CFC đã xâm nhập vào khí quyển. Gây ra nhiều tác hại to lớn tới môi trường.
Khí CFC là gì?
2. Phân loại khí CFC
Các phân tử CFC riêng lẻ được dán nhãn bằng một hệ thống đánh số duy nhất. Ví dụ như tên gọi = CFC – 01234 – hậu tố. Trong đó:
0: số lượng liên kết đôi, bỏ qua nếu bằng 0
1: số nguyên tử C – 1, bỏ qua nếu bằng 0
2: Số nguyên tử H + 1
3: số nguyên tử F
4: số nguyên tử clo bị brom thay thế, luôn dùng với tiền tố “b” (b1, b2), bỏ qua nếu bằng 0
Hậu tố: Được thêm vào để xác định đồng phân, đồng phân không có hậu tố luôn có hiệu số khối lượng nhỏ nhất trên mỗi nguyên tử cacbon. Nếu có nhiều đồng phân hơn thì hậu tố được tính từ a – z, bỏ qua nếu chỉ tồn tại một đồng phân
Tổng số nguyên tử clo (Cl) được tính theo biểu thức: Cl = 2(C+1) – H – F. Trong ví dụ CFC-11 có một cacbon, không có hydro, một flo và do đó có 3 nguyên tử clo (CCl3F).
Cụ thể CCl3F là CFC-11.
Ngoài ra, CFC còn gọi bằng những tên thông thường như CFCl2 hay còn gọi là freon 12 hay F12 – đây là hợp chất CFC phổ biến nhất. Ngoài ra, còn có CFC1F2 hay còn gọi là F22 và CCI4 hay CF4.
3. Nguồn gốc của khí CFC
CFC được tìm ra bởi nhà hoá học người Bỉ Frederic Swarts. Trong quá trình tổng hợp chất CCI4, ông đã thay đổi nguyên tử clo bằng nguyên tử flo nhằm tạo ra được CCI3F và CCI2F2.
Khi ngành công nghiệp máy lạnh phát triển mạnh, ứng dụng của CFC ngày càng nhiều. Do chúng đáp ứng được tất các các điều kiện như là một dung môi chất có điểm sôi thấp, khả năng phản ứng thấp, nhất là không có nguy cơ gây độc nhiều hơn các môi chất đang được dùng hiện nay.
Khí CFC có nguồn gốc từ các thiết bị làm lạnh
Nhưng, trong quá trình sử dụng thì CFC tác động rất lớn đến môi trường. Đặc biệt là gây ảnh hưởng đến tầng ozon. Điều này dẫn đến việc ngừng sử dụng chúng trong công nghiệp
4. Điều chế khí CFC như thế nào?
Quá trình tạo chất CFC bằng phản ứng tổng hợp Chloroform theo phương trình như sau:
HCCl3 + 2 HF → HCF2Cl + 2 HCl
Đây là quá trình trao đổi halogen. Thay đổi Clo bằng F để tạo thành CFC. Nguyên liệu ban đầu là khí Metan và Etan có chứa Clo.
Ngoài ra, điều chế CFC còn được thực hiện từ nguyên liệu là dẫn xuất Brom bằng cách phản ứng gốc tự do của chlorofluorocarbons. Tuy nhiên, đây là sự thay thế C-H bằng C-Br nhằm tạo thành CFC:
CF3CH2Cl + Br2 → CF3CHBrCl + HBr
5. Ứng dụng của khí CFC như thế nào?
CFC có nhiệt độ sôi thấp, độc tính thấp, khả năng bắt cháy thấp nên được dùng làm lạnh trong các thiết bị lạnh và điều hòa không khí.
Đồng thời, chúng được dùng để làm đầy của bình xịt kiến, gián, muỗi, hoặc chất nhờn kim loại, bao gồm cả chất đẩy trong bình chữa cháy.
6. Những tác hại của khí CFC như thế nào?
Tuy được ứng dụng nhiều trong công nghiệp nhưng nó có thể gây ra ảnh hưởng không chỉ với sức khỏe mà còn đến môi trường xung quanh.
6.1. Khí CFC ảnh hưởng thế nào với sức khỏe
Khi hít nhiều khí CFC sẽ gây ngộ độc hệ thần kinh trung ương. Triệu chứng nhiễm độc tương tự như uống rượu, tuy nhiên còn xuất hiện các biểu hiện khác như chóng mặt, đau đầu, run và co giật.
Việc hít phải chất CFC còn dẫn đến tình trạng rối loạn nhịp tim gây tử vong. Nhất la khi tiếp xúc với số lượng lớn các chất CFC có thể gây ngạt thở.
6.2. Ảnh hưởng chất CFC đối với nguồn nước
Tuy ít phản ứng hóa học nhưng nếu CFC ngấm vào nước thì có thể làm thay đổi tính chất, đặc điểm của nước. Chúng sẽ gây tác hại xấu đối với sức khỏe con người.
Ngoài ra, nó còn gây thay đổi đa dạng sinh học xung quanh.
Khí CFC gây phá hủy tầng ozon
6.3. Các ảnh hưởng của chất CFC đối với tầng ozon
Ozone hấp thụ bức xạ tia cực tím có hại ở bước sóng từ 280 đến 320 nm của dải UV-B có thể gây ra tổn thương sinh học ở thực vật và động vật. Mất tầng ôzôn ở tầng bình lưu dẫn đến nhiều bức xạ UV-B có hại hơn chiếu tới bề mặt Trái đất..
Trong khi đó, clo thoát ra từ CFC phá hủy ôzôn trong các phản ứng xúc tác trong đó 100.000 phân tử ôzôn có thể bị phá hủy trên mỗi nguyên tử clo. Điều này làm phá hỏng tầng azone bảo vệ con người, khiến trái đất dần dần nóng lên gây hiệu ứng nhà kính.
Trên đây là những thông tin về hợp chất CFC, mong rằng bài viết cho thể giúp bạn hiểu được khí CFC là gì, ứng dụng cũng như tác động của chúng đối với con người và môi trường. Khí CFC là một trong những nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính nên hiện nay hạn chế sử dụng trong đời sống cũng như các thiết bị công nghiệp.
