главная > справочник > химическая энциклопедия:

Хладоны

Хладоны (фреоны), насыщенные фторуглероды или полифторуглеводороды (часто содержат также атомы С1, реже - Вr).

Торговые названия хладонов состоят из фирменного названия (в России - хладон, в США - фреон, по международному стандарту - буква R) и цифрового обозначения, в котором первая цифра - число атомов С минус единица (для соед. метанового ряда эта цифра опускается), вторая - число атомов Н плюс единица, третья - число атомов F (если число атомов F больше 9, то ставится дефис и далее цифра, указывающая на число атомов F в молекуле), например дифторхлорметан CHF₂Cl называют хладоном 22, декафторбутан C₄Fig - хладон.м 31-10. Для X., содержащих атомы Вr, ставится буква В и цифра, показывающая число атомов Вr, например дифторхлорбромметан CF₂ClBr называют хладоном 12В1. Для циклич. X. перед цифровым обозначением ставится буква С, например перфторциклобутан наз. хладоном С318. При наличии изомеров цифровое обозначение соответствует наиб. симметричному соед. (наименьшая разность масс левой и правой частей молекулы), а у последующих, все более несимметричных, добавляются буквы а, b, с и т. д., например 1,1,1-трифторэтан наз. хладоном 143а. При наличии двойной связи в молекуле X. в качестве четвертой цифры используют единицу.

Xладоны- газообразные или жидкие вещества (табл.), раств. в орг. растворителях, плохо или практически не раств. в воде, некоторые хладоны образуют кристаллогидраты.

Xладоны - относительно инертны, их хим. превращения требуют высоких температур. Пиролиз ряда X. при 600-1150 °С приводит к фторолефинам, фторпарафинам, галогенам или галогеноводородам (если хладон содержит атомы Н), например:

При УФ облучении в присутствии О₂ хладоны разрушаются с образованием радикалов, которые диспропорционируют до фторкарбонильных соединений, фторолефинов, галогенов и др. Хлорсодержащие хладоны при УФ облучении выделяют атомарный хлор, который взаимод. с молекулами озона.

В стратосфере это приводит к снижению концентрации озона (т. наз. озоновые дыры).

При взаимод. с Н₂ X. дегидрогалогенируются или образуют продукты замещения галогенов на Н; водородсодержащие X. взаимод. с Вr₂ и С1₂ при высоких температурах, например:

При взаимодействии хладонов с F₂ образуется, как правило, смесь продуктов фторирования. X., содержащие Сl или Вr, замещают их на F при реакции с HF в присутствии катализаторов. например:

Бромсодержащие хладоны склонны к термич. распаду, могут ингибировать цепные радикальные процессы (окисление и др.).

Основные промышленные методы получения хладонов- жидко- или газофазное фторирование хлор. или бромпарафинов фтором. фторидами металлов или безводным HF в присутствии галогенидов Sb; диспропорционирование полифторхлоралканов при 150-250 °С в присутствии Аl₂О₃ или АlСl₃; хлорирование либо бромирование фторуглеводородов при 500-600 С:

Хладоны могут быть получены также фторированием алканов или алкилгалогенидов SF₄ либо электрохим. фторированием алкилгалогенидов или алкенилгалогенидов, например:

Хладоны- рабочие тела в пром. и бытовых холодильных агрегатах и кондиционерах; пропелленты для аэрозолей; порообразователи при производстве пенопластов и пенополиуретанов; инертные растворители; реагенты для сухого травления при изготовлении интегральных схем; чистящие средства. Некоторые хладоны применяют для синтеза фтормономеров и др. орг. продуктов. Бромсодержащие хладоны используют в огнетушащих составах в качестве ингибиторов пламени и флегматизаторов горения углеводородов.

В связи с влиянием на стратосферный озон (X. обнаружены на высоте 15-30 км от поверхности Земли) пром. применение хладонов уменьшается. В 1985 была подписана Венская конвенция по защите озонового слоя, а в 1987 в Монреале принят Протокол, подписанный всеми основными странами, производящими хладоны, в котором определен перечень озоноактивных хладонов и намечены сроки обязат. сокращения объемов их производства. Это хладоны 11, 12, 113, 114, 115, 12В1, 13В1, 114В2. Согласно дополнению, внесенному в монреальский Протокол в июне 1990, предписывается снизить производство указанных хладонов к 1995 на 50%, к 1997 на 85% и к 2000 прекратить совсем. Ввиду этого ведутся разработки новых, экологически безопасных хладонов (типа 123, 134 и др.), обладающих необходимыми эксплуатац. свойствами и легко разрушающихся в атмосфере с образованием малоактивных веществ.

Большинство хладонов- малотоксичны (некоторые раздражают слизистые оболочки глаз и верхних дыхат. путей). Вдыхание воздуха с большими концентрациями хладонов может привести к отеку легких ПДК 1000-3000 мг/м³. Особенно опасно воздействие продуктов разложения некоторых X. на горячих поверхностях или в пламени (могут содержать фосген, НСl, HF, COF₂ и др.). Для большинства X. т. самовоспл. выше 600 °С. Мировое производство хладонов ок. 900 тыс. т в год (1988).

СВОЙСТВА ХЛАДОНОВ

Соединение	Мол. м.	Т. пл., оС	Т. кип., °С	(°С)	(°С)	tкрит°С	dкрит кг/м3	ркрит МПа	при т. кип., кДж/моль	cv, кДж/(кгК)	Давление пара, МПа (20 oC)
Хладон 11 CFC13	137,37	-110,45	23,65	1,476 (25)	1,3824 (20)	198,0	570,2	4,370	24,97	0,872	0,0889
Хладон 12 CF2C12	120,91	-155,95	-29,74	1,442 (-15)	1,2950 (20)	112,0	579,1	4,119	20,01	0,972	0,5665
Хладон 12В1 CF2ClBr	165,36	-159,5	-4,0	1,880 (21)		153,7	741,0	4,252	22,26	—	0,2345
Хладон 12В2 CF2Br2	209,82	-141,1	24,2	2,288 (15)	1,399 (12)	198,85	866,4	4,335	24,86	1,034	0,0850
Хладон 13 CF3C1	104,46	-181,0	-81,5	1,298 (-30)	1,1990 (-73,3)	28,8	582,4	3,878	15,43	0,851	3,186
Хладон 13В1 CF3Br	148,91	-174,7	-57,8	1,538 (25)	1,238 (25)	66,9	770,0	3,946	17,62	0,872	1,430
Хладон 14 CF4	88,00	-183,6	-128,0	1,638 (-133)	1,151 (-73,3)	-45,65	625,0	3,745	11,76	1,231	—
Хладон 21 CHFC12	102,92	-127,0	8,7	1,4256 (25)	1,3602 (25)	178,5	528,0	5,190	24,61	1,073	0,1531
Хладон 22 CHF2C1	86,47	-157,4	-40,85	1,4909 (-69)	1,2670 (20)	96,13	512,8	4,986	20,19	1,110	0,9097
Хладон 23 CHF3	70,01	-155,15	-82,2	—	1,215 (-73,3)	25,85	525,0	4,82	16,75	—	4,193
Хладон 112 CF2C12CFC12	203,83	26,0	92,8	1,634 (30)	1,4115 (26)	285,5	550,0	3,51	30,88	—	0,0236*
Хладон 112а СF2С1ССl3	203,83	40,5	92	1,649 (20)		278,0	573,0	3,34	30,57	—	0,0240*
Хладон 113 CF2ClCFCl2	187,38	-36,6	47,5	1,582 (20)	1,3588 (20)	214,3	574,5	3,406	26,81	0,947	0,0364
Хладон 114 CF2C1CF2C1	170,92	-94	3,55	1,470 (20)	1,2865 (25)	145,7	580,0	3,27	22,91	0,927	0,1834
Хладон 114В2 CF2BrCF2Br	259,82	-110,5	47,5	2,18 (20)	1,3708 (20)	214,15	790	3,358	2.6,66	—	0,0370
Хладон 115 CF3CF2C1	154,47	-106	-38,97	*,6914 (-76)	1,2678 (-42,2)	80,0	592,3	3,123	19,41	—	0,7909
Хладон 123 CF3CHC12	-152,93	-107	27,1	1,475 (15)	1,3332 (15)	182,0	533	3,56	25,59	—	0,0778
Хладон 124а CF2C1CHF2	136,48	-117	-12,0			126,7	521	3,47	21,59	—	0,3154
Хладон 134 CF2HCHF2	102,03	—	-22,5	—	—	110,25	477	3,77	—	—	0,4737
Хладон 142в CF2ClCH3	100,49	-130,8	-9,2	1,120 (25)	—	136,45	459,0	4,138	22,57	—	0,2904
Хладон 143а CF3CH3	84,04	-111,3	-47,6	0,924 (30)	—	73,1	445	4,11	19,88	—	1,187
Хладон 152а CHF2CH3	66,05	-117	-24,55	1,004 (-25)	1,3011 (-72)	113,5	365,0	4,491	21,88	—	0,5267
Хладон 218 CF3CF2CF3	188,02	-148,3	-36,8	1,350 (20)	—	71,9	628	2,677	20,26	—	0,7631
Хладон С318 CF2(CF2)2CF2	200,03	-41,4	6,0	1,5341 (20)	1,217 (25)	115,22	616	2,778	22,31	—	0,2655

*При 50 °С

Лит.: Исикава Н., Кобаяси Ё., Фтор. Химия и применение, пер. с япон., М., 1982; Новое в технологии соединений фтора, под ред. Н. Исикава, пер. с япон., М., 1984; Промышленные фторорганические продукты. Справочник, Л., 1990.

© И. И. Крылов.