TRƯỜNG: ĐẠI HỌC HOA SEN TRƯỜNG ĐẠI HỌC HOA SEN KHOA KHOA HỌC-CÔNG NGHỆ Tên đề tài: ĐỘNG THÁI CỦA KHÍ FREON_CHẤT LÀM LẠNH MÔN: HÓA MÔI TRƯỜNG Giảng viên: Phạm Thị Hoa Thực hiện: Nhóm 5 Hồ Chí Minh, ngày 5/10/2011 KHOA: KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔN: HÓA MÔI TRƯỜNG Tên đề tài: ĐỘNG THÁI CỦA KHÍ FREON_CHẤT LÀM LẠNH Giảng viên giảng dạy: Phạm Thị Hoa Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hiệp_106239 Lê Thị Thu Hiền_106202 Tạ Thị Thảo Ngọc_106 Thời gian thực hiện: HKI/2011-2012 Trang 2 TRÍCH YẾU Xã hội càng phát triển đã kéo theo nhiều vấn đề nan giải ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của con người, sinh vật sống trên Trái Đất, ô nhiễm môi trường là một ví dụ điển hình và cũng là vấn đề đang được quan tâm nhất hiện nay. Trong đó, thủng tầng ozon thật sự đã trở thành đề tài nóng bỏng .Từ năm 1979 cho đến năm 1990, lượng ôzôn trong tầng bình lưu đã suy giảm vào khoảng 5%. Vì lớp ôzôn ngăn cản phần lớn các tia cực tím có hại không cho xuyên qua bầu khí quyển Trái đất, sự suy giảm ôzôn đang được quan sát thấy và các dự đoán suy giảm trong tương lai đã trở thành một mối quan tâm toàn cầu. Việc sử dụng và sản xuất các hợp chất carcbon của clo và flo (CFC - chlorofluorocacbons) cũng như các chất hóa học gây suy giảm tầng ôzôn khác như tetraclorit cácbon, các hợp chất của brôm (halon) và methylchloroform. Sự suy giảm ôzôn thay đổi tùy theo vùng địa lý và tùy theo mùa. Lỗ thủng ôzôn dùng để chỉ sự suy giảm ôzôn nhất thời hằng năm ở hai cực Trái đất, những nơi mà ôzôn bị suy giảm vào mùa Xuân (cho đến 70% ở 25 triệu km2 của Nam Cực và cho đến 30% ở Bắc Cực) và được tái tạo trở lại vào mùa hè. Nồng độ clo tăng cao trong tầng bình lưu, xuất phát khi các khí CFC và các khí khác do loài người sản xuất ra bị phân hủy, chính là nguyên nhân gây ra sự suy giảm này. Trang 3 MỤC LỤC Trang 4 NHẬP ĐỀ Với những tác động tiêu cực mà việc thủng tầng ozon đã mang lại, các tổ chức quốc tế đã và đang cố gắng để khôi phục lại tầng ozon bằng nhiều cách khác nhau.Như chúng ta đã biết chất làm lạnh Freon là một trong những nguyên nhân chính gây nên việc thùng tầng ozon. Vậy động thái của khí freon trong khí quyển diễn ra như thế nào? Và đã tác động như thế nào đến tầng ozon, hậu quả cụ thể cũng như một số biện pháp khắc phục đã và đang được quan tâm và biết đến hiện nay như thế nào?  Mục tiêu 1: Nắm được nội dung cơ bản về khí freon và vai trò của freon trong đời sống.  Mục tiêu 2: Hiểu sâu về tính chất vật lý, hóa học, động thái cũng như tác động của khí freon lên tầng ozon  Mục tiêu 3: Biết được hậu quả cũng như một số biện pháp khắc phục hiện nay Trang 5 NỘI DUNG CHÍNH Trang 6 1 Giới thiệuchung Freon_môi chất làm lạnh 1.1 Khái niệm: Freon là tên thương phẩm của hợp chất hydrocabon halogen chứa flo và clo. Khí freon không màu, không mùi. Khi nồng độ chất khí này trong không khí là 20%, con người sẽ không cảm nhận thấy, nếu tăng lên 80%, con người sẽ ngạt thở và chết. Khí freon không cháy, không nổ, tính chất hoá học ổn định, vì vậy nó được chọn làm chất làm lạnh cho tủ lạnh. Sử dụng rộng rãi nhất là Freon-11 (CCL 3 F) và Freon-12 (CCL 2 F 2 ) cho đến khi xuất hiện lỗ thủng tầng ôzôn.Những Freons có điểm sôi của -24ºC (Freon-11) và -30ºC (Freon- 12) 1.2 Vai trò: Freon 11 – triclofloruametan CFCl 3 Hệ thống điều hòa không khí, làm lạnh Freon 12 – diclofloruaanmetan CFCl 2 Hệ thống lạnh, chất khử trùng Freon 12- CF 3 Cl Hệ thống lạnh Freon 22 – CHF 2 Cl Chất đẩy mol khí Freon 114 – CF 2 ClCF 2 Cl ( C 2 F 4 Cl 2 ) Hệ thống lạnh Freon 115 – CF 2 ClCF 3 ( C 2 F 5 Cl ) Chất halon CF 2 ClBr Dập tắt lửa 2 Nguyên lí hoạt động của tủ lạnh Trang 7 Phần đáy tủ lạnh có lắp một máy nén, khi máy nén làm việc, khí freon nóng lên dưới áp suất cao, khí freon bị nén nóng được đưa vào bộ phận làm lạnh (tức là những ống màu đen ở phía sau tủ lạnh). Do nhiệt độ lạnh bên ngoài tác động, khí freon biến thành thể lỏng, chất lỏng này chảy xuống qua một hệ thống nhiều dàn ống nhỏ (giảm áp xuất và giảm nhiệt), sau đó chảy vào hộp bốc hơi (nằm trong tủ lạnh). Ở đây chất lỏng freon tiếp thu nhiệt lượng của không khí và thực phẩm trong tủ lạnh và chuyển sang thể khí. Khí freon lại được máy nén và tuần hoàn theo chu kỳ kể trên. Vòng tuần hoàn khí freon chính là quá trình làm lạnh của tủ lạnh. Vì vậy khi tủ lạnh làm việc, ta thường nghe thấy động cơ máy nén phát ra âm thanh rì rì, tiếng chất lỏng chảy róc rách, nếu sờ vào giàn ống màu đen phía sau tủ lạnh sẽ thấy rất nóng.Ðể giàn ống này nhanh toả nhiệt, ta cần để tủ lạnh cách xa tường. Tủ lạnh hoạt động và làm lạnh được là nhờ quá trình tuần hoàn chất làm lạnh. Trên thế giới hiện có khoảng gần 100 chất làm lạnh, nhưng thường được dùng nhất là chất freon 12 (viết tắt là F12). 3 Nguyên lí hoạt động của máy điều hòa Trang 8 Khi chất bay hơi thì nó thu nhiệt của môi trường xung quanh và ngược lại, khi chuyển từ thể khí sang thể lỏng hay thể rắn thì nó sẽ tỏa nhiệt Chất được dùng để vận chuyển nhiệt ở máy ĐHNĐ là freon Khi máy chạy ở chế độ làm lạnh, khí freon ở dạng lỏng sẽ được làm cho biến thành thể khí ,quá trình này thu nhiệt và làm cho nhiệt độ của phòng hạ xuống. Freon sau khi bay hơi thành thể khí sẽ theo ống dẫn ra bộ phận đặt ở phía ngoài Tại đây, dưới tác dụng của quạt , máy nén tăng áp suất ( compressor) và bộ phận ngưng tụ (condenser), freon sẽ trở lại trạng thái lỏng (quá trình này tỏa nhiệt) Khi máy chạy chế độ sưởi ấm, các quá trình diễn ra ngựơc lại. Quá trình biến đổi Khí-Lỏng-Khí-Lỏng của dung môi freon chính là nguyên lý cơ bản của máy điều hòa nhiệt độ. 4 Nguyên nhân Freon thoát ra ngoài môi trường Sử dụng các bình xịt (kẹo xịt tóc, khử mùi deodorant) Freon 12 có khả năng thẩm thấu rất mạnh, dễ lọt ra ngoài qua những khe hở cực nhỏ. Do không màu, không mùi nên khi freon 12 lọt ra ngoài không thể phát hiện được. Bên cạnh đó, vấn đề sử dụng những thiết bị làm lạnh chưa được hợp lý như: Trang 9 - Mở tủ lạnh quá lâu - Mở điều hòa khi đi ra ngoài - Không lau chùi thường xuyên các thiết bị làm lạnh… 5 Tác hại của khí Freon Khi gặp lửa có nhiệt độ trên 400 o C, freon 12 sẽ phân giải thành chất khí phosgen (COCl2). Khí phosgen rất độc hại đối với cơ thể con người. Tác hại lớn hơn của freon 12 là khi lọt ra khí quyển, Chúng bay lên không trung tận tầng cao nhất của khí quyển, gặp các tia cực tím và bị vỡ ra làm clo được giải phóng. Mỗi nguyên tử clo phá hủy một phân tử ozon và để tạo thành một phân tử ClO, oxit này lại phản ứng với một oxi nguyên tử để tái tạo clo nguyên tử, sau đó, tiếp tục đi phá hủy một phân tử ozon khác. Một nguyên tử clo có thể phá hủy khoảng 100 nghìn phân tử ozon trước khi bị phản ứng trở lại thành dạng ổn định gọi là “bình chứa”. Cơ chế của sự phá hủy tầng ozon: CFCl 3 + hv  CFCl 2 + Cl CFCl 2 + hv  CFCl + Cl CFCl 2 + hv  CF 2 Cl + Cl CF 2 Cl + hv  CFCl + Cl Tác dụng hủy diệt O 3 theo phản ứng: Cl + O 3  ClO + O 2 ClO + O 3  Cl + 2O 2 Trang 10 [...]...Trang 11 6 Giải pháp Freon sẽ phá vỡ kết cấu tầng ozon trên khí quyển, khiến tầng ozon bị loãng, thậm chí bị thủng, các tia tử ngoại, tia vũ trụ sẽ chiếu thẳng xuống Trái đất phá hoạt điều kiện môi trường sinh tồn của loài người Vì lẽ đó, các nhà khoa học đang nghiên cứu sản xuất chất làm lạnh thay cho freon 12, hoặc nghiên cứu chế tạo loại tủ lạnh không dùng freon 12 như tủ lạnh bán dẫn,... được thay thế Những chất thay thế cho Freon 12 là: - Freon 134a : R134a - Công thức CF3CH2F, là ga lạnh thay thế cho R12, có các tính chất gần giống với R12, không cháy nổ, không ăn mòn với phần lớn kim loại, được dùng trong tủ lạnh gia đình, điều hòa ô tô v.v Tuy nhiên R134a có tác dụng làm nóng trái đất nên hiện nay quan niêm sử dụng R134a chưa thống nhất - Freon 143a : R143a - Công thức CF3CH3 ,... dụng R134a chưa thống nhất - Freon 143a : R143a - Công thức CF3CH3 , không độc không ăn mòn phần lớn các vật liệu, nhưng dễ cháy nổ R143a thường dùng trong các hỗn hợp (R507, R404A) - Freon 410A - Là hỗn hợp của hai Freon đồng sôi, gồm 50% R32 và 50% R125.Đây là môi chất đang được sử dụng phổ biến trong các máy điều hòa nhiệt độ hiện nay vì môi chất này không phá hủy tầng ozon Khi sử dụng môi chất . thủng tầng ôzôn.Những Freons có điểm sôi của -24ºC (Freon- 11) và -30ºC (Freon- 12) 1.2 Vai trò: Freon 11 – triclofloruametan CFCl 3 Hệ thống điều hòa không khí, làm lạnh Freon 12 – diclofloruaanmetan. CFCl 2 Hệ thống lạnh, chất khử trùng Freon 12- CF 3 Cl Hệ thống lạnh Freon 22 – CHF 2 Cl Chất đẩy mol khí Freon 114 – CF 2 ClCF 2 Cl ( C 2 F 4 Cl 2 ) Hệ thống lạnh Freon 115 – CF 2 ClCF 3 ( C 2 F 5 Cl. ngạt thở và chết. Khí freon không cháy, không nổ, tính chất hoá học ổn định, vì vậy nó được chọn làm chất làm lạnh cho tủ lạnh. Sử dụng rộng rãi nhất là Freon- 11 (CCL 3 F) và Freon- 12 (CCL 2 F 2 )