El difluorometano , también llamado diflurorometileno, fluoruro de metileno HFC-32 o R-32 , es un compuesto orgánico de la variedad dihalogenoalkane . Tiene la fórmula de CH 2 F 2 . Es un gas incoloro en la atmósfera ambiental y es ligeramente soluble en agua, con una alta estabilidad térmica. [2] Debido al bajo punto de fusión y ebullición, (-136.0 ° C y -51.6 ° C respectivamente) el contacto con este compuesto puede resultar en congelación. [2]En septiembre de 1997, la Sección 111 de la Ley de Aire Limpio sobre Compuestos Orgánicos Volátiles (COV) incluía el difluorometano como una excepción a la definición de COV debido a su baja producción de ozono troposférico. [3] El difluorometano se usa comúnmente en procesos endotérmicos como refrigeración o aire acondicionado.
Nombres | |||
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Nombre IUPAC preferido Difluorometano [1] | |||
Otros nombres Hidruro de fluoruro de carbono Difluoruro de | |||
Identificadores | |||
Modelo 3D ( JSmol ) | |||
Abreviaturas | HFC-32 R-32 | ||
1730795 | |||
CHEBI | |||
CHEMBL | |||
ChemSpider | |||
Tarjeta de información ECHA | 100.000.764 | ||
Número CE |
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259463 | |||
Malla | Difluorometano | ||
PubChem CID | |||
Número RTECS |
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UNII | |||
un numero | 3252 | ||
Tablero CompTox ( EPA ) | |||
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Propiedades | |||
C H 2 F 2 | |||
Masa molar | 52,024 g · mol −1 | ||
Apariencia | Gas incoloro | ||
Densidad | 1,1 g cm −3 (en forma líquida) | ||
Punto de fusion | −136 ° C (−213 ° F; 137 K) | ||
Punto de ebullición | -52 ° C (-62 ° F; 221 K) | ||
log P | -0,611 | ||
Presión de vapor | 1518,92 kPa (a 21,1 ° C) | ||
Peligros | |||
Ficha de datos de seguridad | Ver: hoja de datos MSDS en la Universidad de Oxford | ||
Frases R (desactualizadas) | R11 | ||
Frases S (desactualizadas) | S9 , S16 , S33 | ||
NFPA 704 (diamante de fuego) | 1 4 0 | ||
autoignición temperatura | 648 ° C (1.198 ° F; 921 K) | ||
Página de datos complementarios | |||
Estructura y propiedades | Índice de refracción ( n ), constante dieléctrica (ε r ), etc. | ||
Datos termodinámicos | Comportamiento de fase sólido-líquido-gas | ||
Datos espectrales | UV , IR , RMN , MS | ||
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 | |||
Síntesis
El difluorometano se sintetiza principalmente mediante procesos discontinuos, mediante la reacción de diclorometano y fluoruro de hidrógeno (HF), en la fase líquida utilizando SbCl5 como catalizador. [4] Debido a las propiedades peligrosas del fluoruro de hidrógeno, se desarrolló una nueva síntesis. La nueva síntesis permite un flujo constante de producción de difluorometano a través de una cámara aislada. [4]
Aplicaciones
El difluorometano se utiliza a menudo como extintor de incendios debido a su capacidad para someterse a procesos endotérmicos. [5] A la izquierda se muestra la concentración atmosférica de difluorometano en varias latitudes desde el año 2009.
El difluorometano es una molécula utilizada como refrigerante que tiene un rendimiento destacado en la transferencia de calor y la caída de presión, tanto en la condensación como en la vaporización. [6] Tiene un potencial de calentamiento global (GWP) de 100 años de 675 veces el del dióxido de carbono, y una vida atmosférica de casi 5 años. [7] Está clasificado como A2L - levemente inflamable por ASHRAE, [8] y tiene cero potencial de agotamiento del ozono (ODP). [9] El difluorometano es, por tanto, una opción de riesgo relativamente bajo entre los refrigerantes HFC , la mayoría de los cuales tienen un mayor GWP y una mayor persistencia cuando se producen fugas.
Difluorometano en una mezcla zeotrópica (50/50% en masa) con pentafluoroetano ( R-125 ) o ( R-410A ). El pentafluoroetano es un reemplazo común de varios clorofluorocarbonos (es decir, freón ) en los nuevos sistemas refrigerantes , especialmente para el aire acondicionado. La mezcla zeotrópica de difluorometano con pentafluoroetano ( R-125 ) y tetrafluoroetano ( R-134a ) se conoce como R-407A a R-407F dependiendo de la composición. Asimismo, R-504 es la mezcla azeotrópica (48,2 / 51,8% en masa) con clorotrifluorometano (R13). En 2011, 17,949,893 toneladas métricas año-1 se emitieron a la atmósfera solo en los Estados Unidos. [10]
El difluorometano se utiliza actualmente en aires acondicionados residenciales y comerciales en Japón, China e India como sustituto del R-410A . Para reducir el riesgo residual asociado con su inflamabilidad leve, esta molécula debe aplicarse en equipos de transferencia de calor con baja carga de refrigerante, como intercambiadores de calor de placas soldadas (BPHE), o intercambiadores de calor de carcasa y tubos e intercambiadores de calor de tubos y placas con tubos. de pequeño diámetro. [11] Muchas aplicaciones confirmaron que el difluorometano exhibe coeficientes de transferencia de calor más altos que los del R-410A en las mismas condiciones de operación, pero también mayores caídas de presión por fricción. [11]
Otros usos del difluorometano incluyen su uso como propulsores de aerosoles, agentes de expansión y disolventes. [3]
Destino ambiental
Cada año se producen aproximadamente 15 kilotones de difluorometano. [3] En forma de gas, el compuesto se degradará en la atmósfera por reacción con radicales hidroxilo producidos fotoquímicamente. Este proceso formará difluoruro de carbonilo . Se estima que la vida media de este proceso es de 4 años. [3] El difluorometano tiende a ingresar al medio ambiente a través de la fase gaseosa y se acumula allí con más frecuencia que en los suelos o sedimentos. La semivida de volatilización de este compuesto es de aproximadamente 45 minutos para los ríos y 69 horas para los lagos, lo que demuestra además que el difluorometano no se bioacumula bien en áreas acuáticas. [3]
El HFC-32 liberado al medio ambiente se descompone en CF como producto intermedio. Esto continúa creando HF y CO 2 por hidrólisis en agua atmosférica. [3]
El difluorometano está excluido de la lista de COV suministrados en la Ley de Aire Limpio debido a que el ODP es cero. Por lo tanto, no es probable que se produzca ozono troposférico a partir de esta molécula. El ozono troposférico puede provocar efectos adversos para la salud, como daños respiratorios, cardíacos o neurológicos. [3] Además, el ozono puede afectar las plantas y la vegetación al inducir el bronceado de las hojas. [3]
Toxicidad
El difluorometano muestra una ligera toxicidad para la madre y el desarrollo a concentraciones de aproximadamente 50.000 ppm en ratas, pero no en conejos. Las limitaciones de exposición establecidas para el difluorometano para uso humano son de 1000 ppm, lo que hace poco probable la exposición a niveles peligrosos. [3]
Referencias
- ^ "Difluorometano - Resumen de compuestos" . El Proyecto PubChem . EE.UU .: Centro Nacional de Información Biotecnológica.
- ^ a b "Comité Editorial" . Revista de química del flúor . 241 : 109706. Enero de 2021. doi : 10.1016 / s0022-1139 (20) 30404-8 . ISSN 0022-1139 .
- ^ a b c d e f g h yo "Protección del ozono estratosférico: el Protocolo de Montreal y el Título VI de las enmiendas a la Ley de Aire Limpio de 1990" . Aire y Residuos . 43 (8): 1066–1067. Agosto de 1993. doi : 10.1080 / 1073161x.1993.10467184 . ISSN 1073-161X .
- ^ a b Shen, Tao; Ge, Xin; Zhao, Hengjun; Xu, Zhixiong; Tong, Shaofeng; Zhou, Shaodong; Qian, Chao; Chen, Xinzhi (1 de julio de 2020). "Un proceso seguro y eficiente para la preparación de difluorometano en flujo continuo" . Revista China de Ingeniería Química . 28 (7): 1860–1865. doi : 10.1016 / j.cjche.2020.02.024 . ISSN 1004-9541 .
- ^ Sopladores, Paul; Hollingshead, Kyle (21 de mayo de 2009). "Estimaciones de los potenciales de calentamiento global a partir de cálculos de química computacional para CH 2 F 2 y otras especies de metilo fluorado verificadas por comparación con el experimento" . El Journal of Physical Chemistry A . 113 (20): 5942–5950. doi : 10.1021 / jp8114918 . ISSN 1089-5639 . PMID 19402663 .
- ^ Longo, Giovanni A .; Mancin, Simone; Righetti, Giulia; Zilio, Claudio (2015). "Vaporización de HFC32 dentro de un intercambiador de calor de placas soldadas (BPHE): mediciones experimentales y análisis de termografía IR". Revista Internacional de Refrigeración . 57 : 77–86. doi : 10.1016 / j.ijrefrig.2015.04.017 .
- ^ Informe del grupo de trabajo TEAP XXI / 9 de mayo de 2010
- ^ Manual de ASHRAE 2009
- ^ "R32" .
- ^ Galka, Michael D .; Lownsbury, James M .; Sopladores, Paul (4 de diciembre de 2012). "Emisiones de gases de efecto invernadero para opciones de refrigerante en unidades de aire acondicionado de habitación" . Ciencia y tecnología ambientales . 46 (23): 12977–12985. doi : 10.1021 / es302338s . ISSN 0013-936X . PMID 23136858 .
- ^ a b Longo, Giovanni A .; Mancin, Simone; Righetti, Giulia; Zilio, Claudio (2016). "HFC32 y HFC410A fluyen en ebullición dentro de un tubo horizontal liso de 4 mm". Revista Internacional de Refrigeración . 61 : 12-22. doi : 10.1016 / j.ijrefrig.2015.09.002 .
enlaces externos
- Mediciones de inflamabilidad de difluorometano en aire a 100 ° C
- Difluorometano en Gas Encyclopaedia
- Espectros de absorción de infrarrojos
- Hoja de datos SDS