Khí CFC là gì ? Cách xử lý khí CFC

Khí CFC là gì ? Cách xử lý khí CFC

Khí CFC là gì ? Khí CFC (Chlorofluorocarbons) là các hợp chất hóa học gồm các nguyên tố clo, flo và carbon. Các chất này không có mùi, không cháy, và thường được sử dụng trong các sản phẩm như chất làm lạnh trong máy điều hòa, tủ lạnh.

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.

CFC từng được sử dụng rộng rãi do tính ổn định và hiệu quả của chúng, tuy nhiên chúng có tác động tiêu cực đến tầng ozone của Trái Đất. Khi khí CFC bay lên tầng bình lưu, chúng bị tia cực tím từ Mặt Trời phân hủy, giải phóng nguyên tử clo tự do.

Clo này phản ứng với ozone (O₃) và phá hủy các phân tử ozone, làm mỏng tầng ozone, gây ra lỗ hổng ozone, dẫn đến tăng mức độ bức xạ tia cực tím đến Trái Đất.

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.

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.

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

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

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.

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.

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.

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.

Cách xử lý khí CFC

Thu gom và tái chế CFC

• Thu gom: CFC trong các thiết bị như tủ lạnh, điều hòa nhiệt độ, và bình xịt phải được thu gom một cách cẩn thận. Khi các thiết bị chứa CFC không còn sử dụng, chúng cần được thu hồi bởi các kỹ thuật viên chuyên nghiệp để đảm bảo không phát thải khí CFC ra môi trường.
• Tái chế: CFC thu hồi được có thể tái chế và tái sử dụng trong các hệ thống cũ hoặc chuyển thành nguyên liệu cho các mục đích khác, nhưng điều này phải tuân thủ các quy định nghiêm ngặt để ngăn ngừa rò rỉ ra môi trường.

Tiêu hủy khí cfc an toàn

Các quy trình tiêu hủy khí CFC cần đảm bảo rằng chúng không phát thải ra khí quyển. Một số phương pháp tiêu hủy CFC phổ biến bao gồm:

• Thiêu hủy ở nhiệt độ cao (Incineration): CFC được phân hủy ở nhiệt độ cao trong các lò đốt chuyên dụng, nơi nhiệt độ và điều kiện kiểm soát chặt chẽ để tránh phát tán clo và flo vào khí quyển.
• Phân hủy bằng xúc tác (Catalytic destruction): Sử dụng các chất xúc tác để phân hủy CFC thành các hợp chất không gây hại.
• Phân hủy bằng plasma (Plasma destruction): Công nghệ plasma tạo ra nhiệt độ cực cao và phân tử khí CFC sẽ bị phá vỡ thành các thành phần vô hại như CO₂ và H₂O.

Thay thế và ngăn ngừa phát thải

• Sử dụng chất thay thế thân thiện với môi trường: Để giảm sự phụ thuộc vào CFC, nhiều chất thay thế đã được phát triển như hydrofluorocarbons (HFCs) và hydrofluoroolefins (HFOs), là những chất có ít hoặc không gây hại cho tầng ozone.
• Ngăn ngừa phát thải: Bằng cách duy trì và bảo dưỡng định kỳ các thiết bị chứa CFC, ta có thể ngăn ngừa rò rỉ khí ra ngoài.