FLUOROWANIE
Freony
Freony - ogólnie przyj ta nazwa fluorochloropochodnych i fluoropochodnych metanu
i etanu. Nazwa ta została wprowadzona przez firm Du Pont. Zwi zki te podzieli mo na
na trzy szeregi - zale nie od wyj ciowego surowca chloroorganicznego:
•
chloroformu,
•
tetrachlorometanu
•
lub heksachloroetanu.
Nomenklatura jest oparta na zasadzie, e numer freonu to trzycyfrowa liczba XYZ:
Z - oznacza liczb atomów fluoru w cz steczce
Y - oznacza liczb atomów wodoru zwi ksz o jeden,
X - oznacza liczb atomów w gla zmniejszon o jeden,
pozostałe atomy w cz steczce s atomami chloru, wyst puj cymi w liczbie
niezb dnej, aby zachowana była czterowarto ciowo w gla.
R 21 CHCl2F,
R 11 CCl3F
R 12 CCl2F2
R 22 CHClF2
i inne
R 113 Cl2FC-ClF2
OTRZYMYWANIE FREONÓW
W przemy le do fluorowania zwi zków organicznych nie stosuje si wolnego
fluoru, wykazuje on du e powinowactwo do zwi zków organicznych. Reaguje z
tymi zwi zkami gwałtownie, najcz ciej wybuchowo, przy czym wydziela si
bardzo du a ilo ciepła, np.:
C7H16 + 16 F2 C7F16 + 16HF
∆
H= - 6948 kJ/mol
Metody otrzymywania difluorodichlorometanu,
CCl
4
+
2HF
SbCl
5
CF
2
Cl
2
+
2HCl
produkty uboczne:
CCl
4
+
HF
CFCl
3
+
HCl
CCl
4
+
3HF
CF
3
Cl
+
3HCl
Proces mo e przebiega w fazie ciekłej, pod zwi kszonym ci nieniem, w
temperaturze ok. 100oC, w obecno ci fluorków antymonu - lub w fazie gazowej, w
temp. ok. 150oC, w obecno ci fluorku glinu lub chromu.
Inne freony:
CHCl3 + HgO + 2 HF CHClF2 + HgCl2 + H2O
3CCl
4
+
2SbF
3
3CCl
2
F
2
+
2SbCl
3
SbCl
5
Wy sze alkany fluoruje si fluorkami metali o zmiennej warto ciowo ci. Fluorki te
przed reakcj wyst puj na wy szym stopniu utlenienia, a po zaj ciu reakcji na
ni szym oddaj c atomy fluoru zwi zkowi organicznemu, np. przed reakcj CoF3,
po reakcji CoF2. Inne fluorki stosowane w omawianym procesie to: AgF2, HgF2,
MnF4, PbF4, BiF5.
Zastosowanie freonów:
•
Ze wzgl du na korzystn temperatur i ci gnienie krytyczne, jak te cenne
wła ciwo ci szczególnie przydatne s jako chłodziwa w urz dzeniach
chłodniczych i klimatyzacyjnych.
•
Freony wykorzystuje si jako propelenty, tj. rodki wytwarzaj ce ci nienie w
pojemnikach aerozoli.
•
W postaci aerozoli przyrz dza si m.in. rodki przeciwogniowe, rodki
ochrony ro lin, rodki lecznicze, od wie acze powietrza, liczne rodki kosme-
tyczne (dezodoranty, lakiery do włosów, kremy do opalania i do golenia), farby
i lakiery.
•
Pozostaje zastosowania freonów to: rodki pianotwórcze przy produkcji
tworzyw piankowych oraz rodki myj ce w elektronice i monomery w produkcji
specjalnych tworzyw sztucznych.
Dziura ozonowa:
X + O
3
XO + O
2
X + 2 O
2
XO + O
3
gdzie:
X= N
2
, NO, NO
2
, OH
.
, Br
.
, Cl
.
•
hipoteza Molina-Rowlanda
R-12
.
CF
2
Cl + Cl
.
CF
2
Cl
2
Cl
.
+ O
3
ClO
.
+ O
2
Cl
.
+ 2 O
2
ClO
.
+ O
3
W roku 2009, przy bardzo optymistycznych prognozach produkcja freonów mo e
osi gn 50% produkcji z 1986 r. (ok. 1,2 mln t), ale dopiero po 100 latach od
całkowitego zaniechania ich produkcji st enie freonów w powietrzu mo e obni y
si do połowy swojej warto ci maksymalnej.
ZWI ZKI BROMU W PRZEMY LE:
1,2-dibromoetan – dodatek do benzyny etylizowanej, aby zapobiec zanieczyszczaniu
silnika zwi zkami ołowiu podczas spalania benzyny
CH
2
CH
2
+ Br
2
C
H
2
C
H
2
Br
Br
1,1,2,2-tetrabromoetan (g sto – 3 g/cm
3
) – nale c do grupy tzw. cieczy ci kich,
wykorzystuje si do wzbogacania rud i rozdziału minerałów.
chlorobromometan i inne halogenopochodne metanu zawieraj ce w cz steczce atomy
ró nych halogenów (w tym atomy bromu) wykorzystuje si jako substancje gasz ce.
6 CH
2
BrCl + 2 AlCl
3
6 CH
2
Cl
2
+
3 Br
2
+ 2 Al
CF
3
Br (Halon 1301) i CF
2
Br-CF
2
Br (Halon 2402) – jako rodki ga nicze np. w
samolotach
Halogenopochodne metanu zawieraj ce brom jako inhibitory utlenienia.
Liczne bromopochodne wykorzystuje si w lecznictwie jako rodki uspakajaj ce i
nasenne, półprodukty oraz substancje pomocnicze.
Półproduktami stosowanymi w syntezie leków s m.in. kwas bromooctowy:
CH
2
BrCOOH + HBr
CH
3
COOH + Br
2
Kwas
α-bromoizowalerianowy CH(CH
3
)
2
CHBrCOOOH w reakcji z mocznikiem
daje bromural rodek nasenny i uspokajaj cy.
Wielohalogenopochodna etanu, halotan, 1,1,1-trifluoro-2-chloro-2-bromoetan –
jako rodek do znieczulania wziewnego, stosowany w anestezjologii.
CF
3
CH
2
Cl
CF
2
=CHCl
CF
3
CHBrCl
HF
Br
2
- HBr
bromopochodne nale do grupy lakrymatorów, tj. bojowych rodków dra ni cych
spojówki. S to m.in.
bromocyjanek benzylu – C
6
H
5
CH(CN)Br,
bromek benzylu – C
6
H
5
CH
2
Br
bromek ksylilu – o-CH
3
-C
6
H
4
CH
2
Br (kamit) – st enie 0,0003 mg/l powoduje
silne podra nienie spojówek oczu i obfite łzawienie. Dłu sze przebywanie w
atmosferze ska onej mo e spowodowa lepot .
ZASTOSOWANIE ZWI ZKÓW JODU:
rodki kontrastuj ce (no niki efektu cieniowego), przy sporz dzaniu zdj
rentgenowskich – jodowany olej sezamowy, jodowany olej makowy, sól sodowa
kwasu dijodometanosulfonowego I
2
CHSO
3
Na
Jodofory – kompleksy jodu pierwiastkowego z rozpuszczalnymi polimerami (np.
poliwinylopirolidonem, poli(alkoholem winylowym) lub niejonowymi zwi zkami
powierzchniowo-czynnymi, np. polioksyetylenowany nonylofenol – wykazuj dobr
aktywno antybakteryjn , antyple niow , antydro d ow i czasami antywirusow .
Trijodometan CHI
3
– rodek bakteriostatyczny, przy zetkni ciu z tkank wydziela jod
działaj cy antyseptycznei i bakteriobójczo – stosowany w weterynarii.
CI
3
COCH
3
CH
3
COCH
3
CHI
3
3 NaOI
NaOH
Inne rodki dezynfekuj ce:
OH
I
C
H
3
CH
3
I
OH
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
aristo
l
IC
CI CI
N
H
CI
jodol
Kwas jodoocowy – silny inhibitor enzymów (w biochemii),
Barwniki – np, ró bengalski stanowi barwnik dla wełny, a erytrozyn , sól sodow
2,4,5,7-tetrajodofluoresceiny, stosowano do niedawna do barwienia artykułów
spo ywczych na kolor czerwony
O
COONa
I
NaO
I
I
O
I
eretrozyna