Freon érdekes tények - tudod hogyan
A Freon-ot úgy kapjuk meg, hogy a legegyszerűbb szerves vegyületek molekuláinak hidrogénatomjait fluorral vagy fluorral és klórral helyettesítjük. A legegyszerűbb szénhidrogén a metán CH4. Ha az összes hidrogénatomok metán fluoratom helyettesíthet, tetrafluor-metán képződik CF4 (Freon-14), és ha szubsztituált fluoratommal csak két hidrogénatom, és a másik két - a klór, a turn diflu CF2Cl2 (Freon-12).
A háztartási hűtőszekrényekben általában a freon-12 működik. Színtelen, vízben oldhatatlan és nem éghető gáz, édes illata hasonló. A 11. és a 12. freonok légkondicionálókban is dolgoznak. Az összes használt hűtőközegben összeállított "ártalommérlegben" Freons elfoglalja az utolsó helyeket. Még ártalmatlanabbak, mint a "szárazjég" - szilárd szén-dioxid.
A freonok kivételesen stabilak, kémiailag semlegesek. Itt, ugyanúgy, mint a fluoroplasztika esetében, ugyanolyan meglepő jelenséggel szembesülünk: a legaktívabb elem, a fluor segítségével kémiailag nagyon passzív anyagokat nyerhetünk. Különösen ellenállnak az oxidánsok hatásának, és ez nem meglepő - végül is a szénatomok nagymértékben oxidálódnak. Ezért a fluor-szénhidrogének (és különösen a freonok) még tiszta oxigén atmoszférában sem égnek. Erős melegítéssel a pusztulás történik - a molekulák bomlása, de nem az oxidáció. Ezek a tulajdonságok számos esetben lehetővé teszik a freonok használatát: lángmentő szerekként, közömbös oldószerként, közbenső termékként használhatók műanyagok és kenőanyagok előállításához.
Most több ezer különböző típusú organofluor-vegyületről van szó. Sokan közülük a modern technológia legfontosabb ágaiban használatosak.
A freonokban a fluor a "hidegipar" számára működik, de segítve a magas hőmérsékletet. Hasonlítsuk össze ezt a számok: hőmérséklet az oxigén-hidrogén láng 2800 ° C, az oxigén-acetilén 3500 ° C-on, hidrogén égési hőmérséklet a fluor- fejleszt 3700 ° C-on Ez a reakció talált gyakorlati alkalmazása hidrogénfluorid égők fém vágásához. Ezenkívül ismertek fluorokloridokon (klórvegyületekkel) működő égők, valamint nitrogén-fluorid és hidrogén elegye. Az utóbbi keverék különösen alkalmas, mivel a nitrogén-trifluorid nem okoz korróziót a berendezésben. Természetesen mindezen reakciókban a fluor és a vegyületek szerepet játszanak egy oxidálószerben. Használhatók oxidálószerként folyékony sugárhajtású motorokban. A fluorot és a vegyületeket érintő reakció javára sokat mond. Ez fejleszti a magasabb hőmérsékleten - így az égéstérben nyomás nagyobb lesz, hogy növelje a tolóerő a sugárhajtómű. Szilárd égéstermékek származó ezek a reakciók nem képződik - így, a kockázat eltömődés a fúvókák és a motor szünet ebben az esetben szintén nem fenyegeti.
De a fluor, mint a rakéta-üzemanyag szerves része, számos jelentős hiányosságot tartalmaz. Nagyon mérgező, maró hatású és nagyon alacsony forráspontú. A folyadék tárolása nehezebb, mint a többi gáz. Ezért az oxigénnel és halogénnel alkotott fluorvegyületek itt jobban alkalmazhatók.
Néhány ilyen vegyület oxidáló tulajdonságukban nem alacsonyabb a folyékony fluoridnál, de óriási előnye van: normál körülmények között folyékony vagy könnyen cseppfolyósított gázok. A fluorogaloid vegyületek közül a klór-trifluorid és a bróm-pentafluorid a legalkalmasabb a rakéta-üzemanyagban történő felhasználásra. Ismeretes például, hogy az Egyesült Államokban 1956-ban újra a trifluorid klórt tekintették a reaktív üzemanyag lehetséges oxidálószerének. A magas kémiai aktivitás megnehezíti az ilyen anyagok használatát. Azonban ezek a nehézségek nem feltétlenek és felfoghatók.
Továbbfejlesztése kémiai korróziós folyamatok, megszerzése egy korrózióálló anyagokból, Advances in szintézise új fluor-alapú oxidálószereket, valószínűleg fog végezni sok tervez raketostroiteley társított № 9 elem és vegyületei. De nem fogunk csinálni előrejelzéseket. A modern technológia rohamosan fejlődik. Talán néhány év múlva lesz néhány teljesen új típusú motorok és LRE visszahúzódik történelem ... Mindenesetre vitathatatlan, hogy a fluor apa nem mondott az utolsó szó az űrkutatásban.
Hogyan működik fluorid? Rendes körülmények fluor- - halványsárga gáz, hőmérsékleten -188 ° C - folyadék kanári-sárga színű, -228 ° C-fluor befagy, és kiderül, hogy világossárga krvetadly. Ha a hőmérsékletet csökkentjük -252 ° C, ezek a krisstaly elszíneződött.
HOGYAN ÉRINTETT A FLUORINE? A klór, a bróm és a jód illatát, mint tudjátok, nehezen minősíthető kellemesnek. Ebben a tekintetben a fluor kevésbé különbözik a homogenitáktól - a halogénektől. A szaga éles és irritáló - egyidejűleg a klór és az ózon illatát idézi. A levegő egy milliomod része része az emberi orrnak, hogy elkapja jelenlétét.
A THOUSAND SÁNDORHÁZBAN. A vulkáni eredetű gázok néha hidrogén-fluoridot tartalmaznak. Az ilyen gázok leghíresebb természeti forrása az ezer Smokes-völgy (Alaska) fumarolja. Évente mintegy 200 ezer tonna hidrogén-fluoridot fújnak a légkörbe vulkáni füsttel.
FLUORINE ÉS NUKLEÁRIS ENERGIA. Kivételes a fluor és vegyületeinek szerepe a nukleáris üzemanyag előállításában. Biztonságosan elmondhatjuk, hogy ha nem lenne fluor, akkor nem lenne egyetlen atomerőmű a világon, és a kutatóreaktorok teljes számát könnyű lenne számolni az ujjakon.
Jól ismert, hogy nem minden urán képes nukleáris üzemanyagként szolgálni. de csak néhány izotóp, elsősorban 235U.
Nem könnyű olyan izotópokat választani, amelyek egymástól csak a magban lévő neutronok száma különbözik, és annál nehezebb az elem, annál kisebb a súlykülönbség. Az urán-izotópok szétválasztását tovább bonyolítja az a tény, hogy szinte minden modern elválasztási módot gáz-halmazállapotú anyagok vagy illékony folyadékok számára terveztek.
Az urán körülbelül 3500 ° C-os hőmérsékleten forr, amelyből az anyagoknak oszlopokat, centrifugákat, membránokat
az izotópok elválasztásához, ha az urapa párokkal kellett dolgoznia. Egy kizárólag illékony uránvegyület az UFe hexafluorid. 56,2 ° C-on forraljuk. Ezért a fémes uránt nem különítik el. és az urán-235 hexafluoridjai és az urán-238. Ezeknek az anyagoknak a kémiai tulajdonságaira természetesen nem különböznek egymástól. A szétválasztás folyamata gyorsan forgó centrifugákon megy keresztül.
Túlhajtott a centrifugális erő az urán-hexafluorid molekulák áthaladnak egy kis pórusok falán: „light” tartalmazó molekulák 236U átmennek őket egy kicsit gyorsabban „nehéz”.
A szétválasztás után az urán-hexafluorid UF4 tetrafluoridra, majd fémes uránvá alakul át.
Az urán hexafluoridot az urán és az elemi fluor jelenlétében végezzük, de ezt a reakciót nehéz ellenőrizni. Kényelmesebb az urán fluorvegyületekkel történő kezelésére más halogénekkel, például CIF3, BrF és BrFe. Az UF4 urán-tetrafluorid termelése hidrogén-fluorid alkalmazásával társul. Ismeretes, hogy az 1960-as évek közepén az Egyesült Államokban az urántermelésre felhasznált összes hidrogén-fluorid közel 10% -a - körülbelül 20 000 tonna.
A nukleáris mérnöki tevékenység ilyen fontos anyagainak előállítása, mint a tórium. berillium és cirkónium. magukban foglalják ezen elemek fluoridvegyületek előállításának fázisait is.
PLASTIC PLATINA. Az oroszlán elfogyasztja a királyt. Ez a szimbólum az alkimistákban azt jelentette, hogy az arany feloldódása a királyi vodkában - salétromsav és sósav keveréke. Minden nemesfém kémiailag nagyon stabil. Az arany nem oldódik savakban (a szelén és a szelén kivételével), sem a lúgokban. És csak a királyi vodka "elfogyaszt" és aranyat. és még platina is.
A kémikusok arzenáljában a 30-as évek végén megjelentek az anyagok, amelyek ellen még az "oroszlán" is tehetetlen. A királyi vodkának nem a fogai műanyag volt - fluoroplaszt-4, más néven Teflon. A teflon molekulák különböznek a polietiléntől, mivel a fő láncot körülvevő összes hidrogénatomot (... -C-S-S-) fluorok helyettesítik.
A fluoroplaszt-4-et tetrafluor-etilén, színtelen, nem toxikus gáz polimerizálásával állítjuk elő.
Tetrafluor-etilén polimerizációját véletlenül fedezték fel. 1938-ban az egyik külföldi laboratóriumban hirtelen megállt a gömböt a ballonból. Amikor a léggömb kinyílt, kiderült, hogy ismeretlen fehér porral van töltve, ami politetrafluor-etilénnek bizonyult. Az új polimer vizsgálata kimagasló vegyi ellenállást és magas elektromos szigetelési tulajdonságokat mutatott. Most a légi járművek, gépek, szerszámgépek fontos része a polimerből présel.
Széles körben használt és más polimerek, amelyek magukban foglalják a fluoridot is. Ez politifluor-klór-etilén (fluoroplaszt-3), poli-vilfluorid, polivinilidén-fluorid. Ha az elején a fluorat tartalmazó polimerek csak más műanyagok és színesfémek helyettesítői voltak, most maguk is pótolhatatlan anyagokká váltak.
A legértékesebb tulajdonsága fluortartalmú műanyagok - a kémiai és termikus stabilitás, az alacsony fajlagos tömeg, alacsony nedvesség áteresztőképesség, kiváló szigetelő tulajdonságokkal, nem ridegség még nagyon alacsony hőmérsékleteken. Ezek a tulajdonságok vezettek széles körű alkalmazását a kémiai fluortartalmú, repülőgépek, elektromos, nukleáris, hűtés, az élelmiszer- és gyógyszeriparban, valamint a gyógyászatban.
Nagyon ígéretes anyagok fluoridtartalmú gumik is. Számos ország már létrehozott többféle gumiszerű anyagot, amelyek molekulái fluorot tartalmaznak. Igaz, hogy egyikük sem, de a tulajdonságok összessége a hagyományos gumiformákkal szemben ugyanúgy emelkedik a gumik felett, mint a fluoroplasztikus-4, de sok értékes tulajdonságuk van. Különösen nem pusztítják el a füstölgő salétromsav, és nem veszítik el a rugalmasságot egy nagy hőmérsékleti tartományon.
Alapvetően azt is keresik.