El clorodifluorometano o difluoromonoclorometano es un hidroclorofluorocarbono (HCFC). Este gas incoloro se conoce mejor como HCFC-22 o R-22 o CHClF.
2. Se utiliza comúnmente como propulsor y refrigerante . Estas aplicaciones se están eliminando gradualmente en los países desarrollados debido al potencial de agotamiento del ozono (ODP) del compuesto y al alto potencial de calentamiento global (GWP), aunque el uso global de R-22 sigue aumentando debido a la alta demanda en los países en desarrollo . [2] El R-22 es un intermedio versátil en la química de los organofluorados industriales , por ejemplo, como precursor del tetrafluoroetileno .
Nombres | |||
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Nombre IUPAC preferido Cloro (difluoro) metano | |||
Otros nombres Clorodifluorometano Difluoromonoclorometano Monoclorodifluorometano HCFC-22 R-22 Genetron 22 Freon 22 Arcton 4 Arcton 22 UN 1018 Difluoroclorometano Fluorocarbono-22 Refrigerante 22 | |||
Identificadores | |||
Modelo 3D ( JSmol ) | |||
CHEMBL | |||
ChemSpider | |||
Tarjeta de información ECHA | 100.000.793 | ||
Número CE |
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KEGG | |||
PubChem CID | |||
Número RTECS |
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UNII | |||
Tablero CompTox ( EPA ) | |||
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Propiedades | |||
CHClF 2 | |||
Masa molar | 86,47 g / mol | ||
Apariencia | Gas incoloro | ||
Olor | Dulce [1] | ||
Densidad | 3,66 kg / m 3 a 15 ° C, gas | ||
Punto de fusion | −175,42 ° C (−283,76 ° F; 97,73 K) | ||
Punto de ebullición | −40,7 ° C (−41,3 ° F; 232,5 K) | ||
0,7799 vol / vol a 25ºC; 3.628 g / L | |||
log P | 1.08 | ||
Presión de vapor | 908 kPa a 20 ° C | ||
Constante de la ley de Henry ( k H ) | 0,033 mol⋅kg −1 ⋅bar −1 | ||
−38,6 · 10 −6 cm 3 / mol | |||
Estructura | |||
Tetraédrico | |||
Peligros | |||
Principales peligros | Peligroso para el medio ambiente ( N ), Depresor del sistema nervioso central, Carc. Gato. 3 | ||
Pictogramas GHS | |||
Palabra de señal GHS | Advertencia | ||
Declaraciones de peligro GHS | H280 , H420 | ||
Consejos de prudencia del SGA | P202 , P262 , P271 , P403 | ||
NFPA 704 (diamante de fuego) | 1 0 1 | ||
punto de inflamabilidad | no inflamable [1] | ||
autoignición temperatura | 632 ° C (1170 ° F; 905 K) | ||
NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.): | |||
PEL (permitido) | Ninguno [1] | ||
REL (recomendado) | TWA 1000 ppm (3500 mg / m 3 ) ST 1250 ppm (4375 mg / m 3 ) [1] | ||
IDLH (peligro inmediato) | ND [1] | ||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
verificar ( ¿qué es ?) | |||
Referencias de Infobox | |||
Producción y aplicaciones actuales
La producción mundial de R-22 en 2008 fue de alrededor de 800 Gg por año, frente a alrededor de 450 Gg por año en 1998, con la mayor parte de la producción en los países en desarrollo. [2] El uso de R-22 está aumentando en los países en desarrollo, principalmente para aplicaciones de aire acondicionado. Las ventas de aire acondicionado están creciendo un 20% anual en India y China.
El R-22 se prepara a partir de cloroformo :
- HCCl 3 + 2 HF → HCF 2 Cl + 2 HCl
Una aplicación importante del R-22 es como precursor del tetrafluoroetileno . Esta conversión implica pirólisis para dar difluorocarbeno , que dimeriza: [3]
- 2 CHClF 2 → C 2 F 4 + 2 HCl
El compuesto también produce difluorocarbeno tras el tratamiento con una base fuerte y se utiliza en el laboratorio como fuente de este intermedio reactivo.
La pirólisis de R-22 en presencia de clorofluorometano da hexafluorobenceno .
Efectos ambientales
El R-22 se usa a menudo como una alternativa al CFC-11 y CFC-12 , que agotan la capa de ozono, debido a su potencial de agotamiento del ozono relativamente bajo de 0.055, [5] entre los más bajos para los haloalcanos que contienen cloro . Sin embargo, incluso este menor potencial de agotamiento del ozono ya no se considera aceptable.
Como preocupación ambiental adicional, el R-22 es un poderoso gas de efecto invernadero con un GWP igual a 1810 (lo que indica 1810 veces más poderoso que el dióxido de carbono ). Los hidrofluorocarbonos (HFC) a menudo se sustituyen por R-22 debido a su menor potencial de agotamiento de la capa de ozono, pero estos refrigerantes a menudo tienen un mayor GWP. El R-410A , por ejemplo, a menudo se sustituye, pero tiene un GWP de 1725. Otro sustituto es el R-404A con un GWP de 3900. Hay otros refrigerantes sustitutos disponibles con bajo GWP. El amoníaco (R-717), popular en los primeros años de refrigeración, tiene un GWP de <1 y sigue siendo un sustituto popular en los barcos de pesca. La toxicidad y la inflamabilidad del amoníaco limitan su aplicación segura.
El propano (R-290) es otro ejemplo y tiene un GWP de 3. El propano era el refrigerante de facto en sistemas más pequeños que la escala industrial antes de la introducción de los CFC. La reputación de los refrigeradores de propano como un peligro de incendio mantuvo el hielo entregado y la caja de hielo como la opción abrumadora de los consumidores a pesar de su inconveniente y mayor costo hasta que los sistemas seguros de CFC superaron las percepciones negativas de los refrigeradores. Ilegal de usar como refrigerante en los EE. UU. Durante décadas, ahora se permite el uso de propano en una masa limitada adecuada para refrigeradores pequeños. No es lícito su uso en aires acondicionados o refrigeradores más grandes debido a su inflamabilidad y potencial de explosión.
Eliminación en la Unión Europea
Desde el 1 de enero de 2010, ha sido ilegal utilizar HCFC recién fabricados para dar servicio a equipos de refrigeración y aire acondicionado; solo se pueden utilizar HCFC recuperados y reciclados. En la práctica, esto significa que el gas debe retirarse del equipo antes de realizar el mantenimiento y reemplazarse posteriormente, en lugar de rellenarlo con gas nuevo.
Desde el 1 de enero de 2015, ha sido ilegal el uso de HCFC para reparar equipos de refrigeración y aire acondicionado; Los equipos rotos que usaban refrigerantes HCFC deben reemplazarse por equipos que no los utilicen. [6]
Eliminación gradual en los Estados Unidos
El R-22 fue eliminado en su mayoría en equipos nuevos en los Estados Unidos por acción regulatoria de la EPA de los Estados Unidos bajo el SNAP, Programa de Nuevas Alternativas Significativas por las reglas 20 y 21 del programa, [7] debido a su alto potencial de calentamiento global. El programa de la EPA era consistente con los Acuerdos de Montreal, pero los acuerdos internacionales deben ser ratificados por el Senado de los Estados Unidos para que tengan efecto legal. Una decisión de 2017 de la Corte de Apelaciones de EE. UU. Para el Circuito del Distrito de Columbia [8] sostuvo que la EPA de EE. UU. Carecía de autoridad para regular el uso de R-22 bajo el programa SNAP. En esencia, el tribunal dictaminó que la autoridad legal de la EPA [9] era para la reducción del ozono, no para el calentamiento global. Posteriormente, la EPA emitió una guía en el sentido de que la EPA ya no regularía el R-22. Una sentencia de 2018 [10] del mismo tribunal sostuvo que la EPA no cumplió con el procedimiento requerido cuando emitió su guía de conformidad con la decisión de 2017, anulando la guía, pero no la decisión anterior que lo requería. La industria de la refrigeración y el aire acondicionado ya había interrumpido la producción de nuevos equipos R-22. El efecto práctico de estos fallos es reducir el costo del R-22 importado para mantener los equipos envejecidos extendiendo su vida útil mientras que el uso de R-22 en equipos nuevos es demasiado arriesgado.
R-22, reequipamiento usando refrigerantes sustitutos
La eficiencia energética y la capacidad del sistema de los sistemas diseñados para R-22 es ligeramente mayor al utilizar R-22 que los sustitutos disponibles. [11]
El R-407A se utiliza en refrigeración de baja y media temperatura. Utiliza un aceite de poliolester (POE).
El R-407C se usa en aire acondicionado. Utiliza un mínimo de 20 por ciento de aceite POE.
El R-407F se utiliza en aplicaciones de refrigeración de temperatura media y baja (supermercados, almacenamiento en frío y refrigeración de procesos); diseño de sistema de expansión directa únicamente. Utiliza un aceite POE.
El R-407H se utiliza en aplicaciones de refrigeración de temperatura media y baja (supermercados, almacenamiento en frío y refrigeración de procesos); diseño de sistema de expansión directa únicamente. Utiliza un aceite POE.
El R-421A se utiliza en "sistemas split de aire acondicionado, bombas de calor, sistemas pak de supermercados, enfriadores de productos lácteos, almacenamiento directo, aplicaciones de panadería, transporte refrigerado, vitrinas autónomas y cámaras frigoríficas". Utiliza aceite mineral (MO), alquilbenceno (AB) y POE.
El R-422B se utiliza en aplicaciones de temperatura baja, media y alta. No se recomienda su uso en aplicaciones inundadas.
El R-422C se utiliza en aplicaciones de temperatura media y baja. El elemento de potencia TXV deberá cambiarse a un elemento 404A / 507A y es posible que sea necesario reemplazar los sellos críticos (elastómeros).
El R-422D se usa en aplicaciones de baja temperatura y es compatible con aceite mineral.
El R-424A se usa en aire acondicionado, así como en rangos de temperatura de refrigeración de temperatura media de 20 a 50 .F. Funciona con aceites MO, alquilbencenos (AB) y POE.
El R-427A se utiliza en aplicaciones de aire acondicionado y refrigeración. No requiere que se elimine todo el aceite mineral. Funciona con aceites MO, AB y POE.
El R-434A se utiliza en enfriadores de proceso y enfriados por agua para aplicaciones de aire acondicionado y de temperatura media y baja. Funciona con aceites MO, AB y POE.
El R-438A (MO-99) se utiliza en aplicaciones de temperatura baja, media y alta. Es compatible con todos los lubricantes. [12]
El R-458A se usa en aplicaciones de aire acondicionado y refrigeración, sin pérdida de capacidad o eficiencia. Funciona con aceites MO, AB y POE. [13]
El R-32 o HFC-32 ( difluorometano ) se usa en aplicaciones de aire acondicionado y refrigeración. tiene cero potencial de agotamiento del ozono (ODP) [2] y un índice de potencial de calentamiento global (GWP) 675 veces mayor que el del dióxido de carbono.
Propiedades físicas
Propiedad | Valor |
---|---|
Densidad (ρ) a −69 ° C (líquido) | 1,49 g⋅cm −3 |
Densidad (ρ) a −41 ° C (líquido) | 1.413 g⋅cm -3 |
Densidad (ρ) a −41 ° C (gas) | 4,706 kg⋅m −3 |
Densidad (ρ) a 15 ° C (gas) | 3,66 kg⋅m −3 |
Gravedad específica a 21 ° C (gas) | 3.08 (el aire es 1) |
Volumen específico (ν) a 21 ° C (gas) | 0,275 m 3 ⋅ kg −1 |
Densidad (ρ) a 15 ° C (gas) | 3,66 kg⋅m −3 |
Temperatura de punto triple (T t ) | −157,39 ° C (115,76 K) |
Temperatura crítica (T c ) | 96,2 ° C (369,3 K) |
Presión crítica (p c ) | 4,936 MPa (49,36 bares) |
Presión de vapor a 21,1 ° C (p c ) | 0,9384 MPa (9,384 bar) [14] |
Densidad crítica (ρ c ) | 6,1 mol⋅l −1 |
Calor latente de vaporización (l v ) en el punto de ebullición (−40,7 ° C) | 233,95 kJ⋅kg −1 |
Capacidad calorífica a presión constante (C p ) a 30 ° C (86 ° F) | 0,057 kJ.mol −1 ⋅K −1 |
Capacidad calorífica a volumen constante (C v ) a 30 ° C (86 ° F) | 0,048 kJ⋅mol −1 ⋅K −1 |
Relación de capacidad calorífica (γ) a 30 ° C (86 ° F) | 1.178253 |
Factor de compresibilidad (Z) a 15 ° C | 0.9831 |
Factor acéntrico (ω) | 0.22082 |
Momento dipolar molecular | 1.458 D |
Viscosidad (η) a 0 ° C | 12,56 µPa⋅s (0,1256 cP) |
Potencial de agotamiento de la capa de ozono (ODP) | 0.055 ( CCl 3 F es 1) |
Potencial de calentamiento global (GWP) | 1810 ( CO 2 es 1) |
Tiene dos alótropos : cristalino II por debajo de 59 K y cristalino I por encima de 59 K y por debajo de 115,73 K.
El siguiente diagrama representa las propiedades de presión-entalpía R22, usando la base de datos Refprop 9.0, usando la referencia del Instituto Internacional de Refrigeración.
Historial de precios y disponibilidad
El análisis de la EPA indicó que la cantidad de inventario existente estaba entre 22.700t y 45.400t. [15] [16] [ ¿cuándo? ]
Año | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015-2019 | 2020 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
R-22 Virgen (t) | 49,900 | 45.400 | 25,100 | 25.600 | 20.200 | TBD | 0 |
Recuperación de R-22 (t) | - | - | - | 2,950 | 2,950 | - | - |
Total de R-22 (t) | 49,900 | 45.400 | 25,100 | 28.600 | 23,100 | - | - |
TBD: Por determinar [17]
En 2012, la EPA redujo la cantidad de R-22 en un 45%, lo que provocó que el precio subiera más de un 300%. Para 2013, la EPA ha reducido la cantidad de R-22 en un 29%. [18]
Referencias
- ^ a b c d e Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos. "# 0124" . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- ^ a b Rosenthal, Elisabeth; Lehren, Andrew W. (20 de junio de 2012). "Alivio en cada ventana, pero también preocupación global" . The New York Times . Archivado desde el original el 21 de junio de 2012 . Consultado el 21 de junio de 2012 .
- ^ Günter Siegemund, Werner Schwertfeger, Andrew Feiring, Bruce Sart, Fred Behr, Herward Vogel, Blaine McKusick (2002). "Compuestos de flúor orgánicos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a11_349 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ "HCFC-22 (clorodifluorometano)" . Laboratorios de Investigación del Sistema Terrestre de la NOAA / División de Monitoreo Global . Consultado el 12 de febrero de 2021 .
- ^ El Protocolo de Montreal sobre sustancias que agotan la capa de ozono. PNUMA, 2000. ISBN 92-807-1888-6
- ^ "Copia archivada" (PDF) . Archivado (PDF) desde el original el 10 de marzo de 2016 . Consultado el 8 de septiembre de 2015 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
- ^ "Regulaciones SNAP" .
- ^ "Mexichem Fluor, Inc. contra EPA" .
- ^ "Protección del ozono bajo el Título VI de la Ley de Aire Limpio" .
- ^ "Consejo de Defensa de los Recursos Naturales v. EPA" .
- ^ "EVALUACIÓN TEÓRICA DE LAS ALTERNATIVAS R22 Y R502" (PDF) .
- ↑ Retrofit Refrigerants Archivado el 24 de junio de 2013 en archive.today
- ^ https://www.federalregister.gov/documents/2017/07/21/2017-15379/protection-of-stratospheric-ozone-determination-33-for-significant-new-alternatives-policy-program
- ^ "Frogen® R-22 - Frogen Reino Unido: especialistas en refrigeración y refrigeración" . frogen.co.uk . Archivado desde el original el 25 de enero de 2017 . Consultado el 23 de abril de 2018 .
- ^ "Protección del ozono estratosférico: ajustes al sistema de subsidios para controlar la producción, importación y exportación de HCFC" . federalregister.gov . 3 de abril de 2013. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016 . Consultado el 23 de abril de 2018 .
- ^ "Protección del ozono estratosférico: ajustes al sistema de subsidios para controlar la producción, importación y exportación de HCFC" . federalregister.gov . 3 de abril de 2013. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016 . Consultado el 23 de abril de 2018 .
- ^ Regla final de asignaciones de Virgin R-22 (3 de abril de 2013) [ enlace muerto permanente ]
- ^ Refrigeración y calefacción especiales (Blog) 22 de enero de 2013 Archivado el 6 de octubre de 2013 en la Wayback Machine.
enlaces externos
- MSDS de DuPont
- Tarjeta internacional de seguridad química 0049
- Datos en el Sistema Integrado de Información de Riesgos: IRIS 0657
- CDC - Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos - Clorodifluorometano
- Datos de cambio de fase en webbook.nist.gov
- Espectros de absorción de infrarrojos
- Resúmenes y evaluaciones de la IARC: Vol. 41 (1986) , Supl. 7 (1987) , vol. 71 (1999)