CFC là gì? Nguồn gốc, ứng dụng và tác hại của khí CFC

Trước đây, CFC là loại khí quen thuộc trong các thiết bị làm lạnh. Nhưng ngày nay, CFC đã dần được thay thế bằng HFC. Vậy khí CFC là gì? Khí CFC có hại hay không? Cùng Primer đi tìm câu trả lời trong bài viết về khí CFC ngày hôm nay bạn nhé.

Khí CFC là gì?

CFC còn có tên gọi là Chlorofluorocarbon. Đây là một hợp chất hữu cơ halogen hóa với các thành phần là cacbon, clo và flo. Những hợp chất này rất dễ bay hơi nhưng khó cháy hơn so với metan, độ hòa tan trong nước cũng kém và chủ yếu tan trong không khí.

CFC được con người tổng hợp và sản xuất với mục đích là làm lạnh, làm chất đẩy và dung môi. Nó được ứng dụng trong ngành công nghiệp lạnh như điều hòa, tủ lạnh, máy lạnh,…

Trong thực tế, khí CFC được chia ra nhiều loại khác nhau như CFC11, CFC 13 và CFC 12. Ngoài ra còn có CF2Cl2 hay còn gọi là freon 12 (F12), CHC1F2 (F22), CCl4 hoặc CF4.

Khi xâm nhập vào khí quyển, chúng gây ra nhiều tác hại to lớn tới môi trường, đó là phá hủy tầng ozon khí quyển. Chính vì vậy, khí CFC đã bị loại bỏ theo Nghị định thư Montreal năm 1987 và dần được thay thế bằng khí HFC (Hydrofluorocarbon), ví dụ như R-410A và R-134A.

Nguồn gốc xuất hiện của khí CFC

CFC là phát minh của nhà hóa học Frederic Swarts. Trong quá trình tổng hợp Carbon tetrachloride CCl4, ông đã thay đổi nguyên tố Clo bằng Flo và tạo ra CFC 11 và CFC 12, tức là CCl3F và CCl2F2.

Khi ngành công nghiệp phát triển mạnh vào đầu thế kỷ 20, khí CFC được ứng dụng rộng rãi hơn rất nhiều. Với yêu cầu đặt ra là tìm ra một loại môi chất có điểm sôi thấp, khó có khả năng phản ứng với các chất khác, đặc biệt là phải có độc tính thấp hơn các môi chất đang được sử dụng thời điểm đó, CFC trở thành môi chất đáp ứng được tất cả các yêu cầu trên.

>> Xem thêm: Liên kết hidro là gì? Đặc điểm, vai trò của liên kết hydrogen

Phương pháp điều chế khí CFC

Khí CFC được tạo ra bằng phản ứng tổng hợp Chloroform theo phương trình hóa học sau:

2 HF + HCCl3 → HCF2Cl + 2 HCl

Phản ứng trên là phản ứng trao đổi halogen, cụ thể là thay thế Clo bằng Flo để tạo ra CFC. Nguyên liệu ban đầu được sử dụng để điều chế CFC là khí Metan và Etan có chứa Clo.

Ngoài ra, CFC còn được điều chế từ nguyên liệu là dẫn xuất của Brom bằng cách phản ứng với gốc tự do của chlorofluorocarbons. Trong phản ứng này, C-H sẽ được thay thế bằng C-Br để tạo ra CFC.

Br2 + CF3CH2Cl → CF3CHBrCl + HBr

Các ứng dụng của khí CFC trong thực tiễn

CFC từng là chất khí được sử dụng rất phổ biến trong các thiết bị lạnh và điều hòa không khí với vai trò là môi chất làm lạnh. Không những vậy, CFC còn được dùng để làm đầy bình xịt côn trùng hoặc chất nhờn kim loại, chất đẩy trong bình chữa cháy.

Nhờ đặc tính rất dễ bay hơi, kém hòa tan trong nước và chủ yếu tan trong không khí mà CFC dễ dàng phát tán trên bề mặt nước và bay hơi hoàn toàn sau vài ngày. Đặc biệt, CFC còn làm thay đổi tính chất nước ngầm khi xâm nhập vào đó.

>> Xem thêm: Gốc axit là gì? Phân loại các gốc axit thường gặp

Tác hại của khí CFC là gì?

Đối với bầu khí quyển

Tác động nguy hại và lớn nhất của CFC cùng các hợp chất của nó như CFC 11, CFCl2 (hay freon), CFCl3, CHC1F2 (hoặc F22), CF4, CCl4 và F12 là làm thủng tầng ozon khi xâm nhập vào bầu khí quyển.

Vì CFC 11 và CFC 12 hoặc freon đều là những hợp chất mang lại hiệu quả cao về mặt kinh tế nên chúng được sử dụng ngày càng nhiều trong các thập kỷ qua. Chúng ở dạng tồn tại sol khí và là tác nhân khiến cho tầng ozon bị nguy hại.

Về bản chất thì khí CFC có tính ổn định cao và rất khó bị phân hủy. Khi ở thượng tầng khí quyền, CFC bị tia cực tím phân hủy. Tốc độ phân hủy này sẽ tăng nhanh nếu tầng ozon bị tổn thương. Nếu không bị tia cực tím phân hủy, khí CFC có thể tồn tại tới gần 100 năm.

Đối với con người

Tùy vào nồng độ và thời gian khí CFC xâm nhập vào cơ thể mà tác động của nó tới hệ thần kinh sẽ khác nhau. Theo những nghiên cứu về tác hại của CFC, người hít phải khí CFC với nồng độ đủ lớn sẽ xuất hiện các triệu chứng nhiễm độc giống như uống rượu, đó là đau đầu, chóng mặt, run và co giật. Nguy hiểm hơn, CFC còn có thể làm rối loạn nhịp tim, ngạt thở và dẫn đến tử vong.

CFC còn là tác nhân làm thủng tầng ozon. Trong khi đó, nhiệm vụ chính của tầng ozon là hấp thụ tia cực tím độc hại từ bức xạ Mặt Trời, không cho chúng chiếu xuống Trái Đất. Nhờ đó, con người có thể tránh được việc mắc phải các bệnh về da liễu, thậm chí là ung thư da. Nhưng khi tầng ozon bị thủng, các tia cực tím sẽ chiếu trực tiếp xuống Trái Đất và khiến cho sức khỏe con người ngày càng xấu đi.  

Những người thường xuyên làm việc ngoài trời, tiếp xúc với tia UV sẽ rất dễ mắc phải các bệnh về da, mắt như ung thư da, đục thủy tinh thể. Đặc biệt, các tia tử ngoại có trong không khí còn làm cho mắt và da không còn khả năng miễn dịch.

Đối với hệ sinh thái

Sự suy giảm ozon của tầng bình lưu do khí CFC sẽ khiến cho khả năng sinh sản và phát triển của nhiều loài sinh vật trên biển bị suy giảm nặng. Thậm chí,một số loài còn có nguy cơ tuyệt chủng rất cao.

Đối với thực vật, khi Trái Đất hấp thụ quá nhiều tia cực tím, lá cây sẽ bị hư hại nhanh chóng. Điều này sẽ làm cho quá trình quang hợp của cây cối bị cản trở, cây chậm phát triển và không cho năng suất cao. Thủng tầng ozon cũng là nguyên nhân khiến cho cây cối chết hàng loạt, gây ảnh hưởng đến sự sống trên Trái Đất.

Đối với nguồn nước

Khi xâm nhập vào nguồn nước, CFC sẽ biến đổi các đặc tính lý – hóa – sinh của nước và khiến cho nguồn nước dần trở nên độc hại. Khi nước nhiễm độc, sự đa dạng hệ sinh thái trong nước sẽ bị suy giảm. Vì thế, ảnh hưởng của CFC đến nguồn nước là rất nghiêm trọng, thậm chí là lớn hơn cả môi trường đất.

Hy vọng rằng những thông tin về CFC mà Primer vừa đưa ra ở trên đã giúp bạn đọc trả lời được câu hỏi khí CFC là gì và khí CFC có hại hay không. Để xem thêm nhiều bài viết hay và ý nghĩa hơn nữa, hãy thường xuyên ghé thăm website https://primer.vn/ nhé. Các thông tin mới và những kiến thức bổ ích sẽ được cập nhật liên tục và hàng ngày.