الباحثون المصريون

مركبات الكلوروفلوروكربون

مركبات الكلوروفلوروكربون هي فئة من المواد الكيميائية التي تحتوي فقط على ذرات من الكربون والكلور، والفلور، كمجموعة، فهي خاملة ومستقرة، وضعيفة الذوبان في الماء، تجاريا، أهم مركبات الكلوروفلوروكربون  مشتقة من الميثان والإيثان.

  • تم اكتشاف مركبات الكلوروفلوروكربون لأول مرة في عام 1930م كبدائل آمنة للتبريد مثل ثاني أكسيد الكبريت، والأمونيا، والكلوروفورم، ورابع كلوريد الكربون. – خلال الحرب العالمية الثانية كانت تُستخدم لإنتاج الأيروسولات من المبيدات الحشرية، خلال السنوات الخمسين المقبلة توسعت التطبيقات لتشمل انتاج الرغاوى او الfoam، في التنظيف، تكييفات الهواء والتبريد، ومستحضرات التجميل والمواد الغذائية، وأسفرت هذه الاستخدامات في نهاية المطاف في انبعاثات كبيرة من مركبات الكلوروفلوروكربون في الغلاف الجوي.

 

  • بسبب انخفاض نشاطها الكيميائى، عادة ما تبقى في الجو لمدة طويلة، ونتيجة لذلك يتم توزيعها على الصعيد العالمي.

 

  • بدأ العمل في بدائل المركبات التي تُستخدَم في التبريد في أواخر 1970م بعد نشر التحذيرات الأولى من الضرر لطبقة الأوزون في الستراتوسفير. مركبات الهيدروكلوروفلوروكربون أقل استقرارًا في الغلاف الجوي السفلي، ويمكن أن تنكسر قبل أن تصل إلى طبقة الأوزون؛ ومع ذلك، فإن جزءًا كبيرًا من مركبات الهيدروكلوروفلوروكربون لا تنهار في طبقة الستراتوسفير، بل بالعكس فقد ساهمت إلى مزيد من تراكم الكلور هناك مما كان متوقعًا أصلًا؛ البدائل اللاحقة تفتقر لى الكلور، مثل المركبات الكربونية الفلورية الهيدروجينية والتي لها أعمار أقصر في الغلاف الجوي السفلي، واحدة من هذه المركبات، HFC-134a و تُستخدم الآن كبديل ل CFC-12 في أجهزة تكييف الهواء للسيارات، وتستخدم مبردات الهيدروكربون (مزيج البروبان / ايزوبيوتين) على نطاق واسع في أنظمة تكييف الهواء المتنقلة في أستراليا والولايات المتحدة والعديد من الدول الأخرى، كما لديهم خصائص حرارية ممتازة وأداء جيد خاصًة في ارتفاع درجات الحرارة المحيطة.

 

استخمدت المبردات من أواخر عام 1800م حتى عام 1929 م؛ الغازات السامة، والأمونيا (NH3) وكلوريد الميثيل (CH3Cl)، وثاني أكسيد الكبريت (SO2)، وقعت عدة حوادث مميتة في 1920م بسبب تسرب كلوريد الميثيل من تلك المبردات،  بدأ الناس تركِها في أفنية منازلهم، وبدأ جهد تعاوني بين ثلاث شركات أمريكية، فريجيدير، جنرال موتورز وشركة دوبونت للبحث عن طريقة أقل خطورة من التبريد.

في عام 1928، (توماس ميدجلي- Thomas Midgley) بمساعدة (تشارلز فرانكلين- Charles Franklin Kettering) اخترع ” المعجزة” التي تُدعى الفريون، يمثل الفريون عدة مركبات مختلفة، أو المركبات الكربونية الكلورية فلورية، والتي تُستخدم في التجارة والصناعة، مركبات الكلوروفلوروكربون هي مجموعة من المركبات العضوية الأليفاتية التي تحتوي على الكربون العناصر والفلور، في كثير من الحالات، الهالوجينات الأخرى (وخاصة الكلور) والهيدروجين. الفريون عديم اللون، عديم الرائحة، قابل للاشتعال، غير مسببة للتآكل.

في حين أن مركبات الكلورو فلورو كربون  آمنة للإستخدام في معظم التطبيقات وتكون خاملة في الغلاف الجوي السفلي، ولكنها تسير تحت تفاعلات كثيرة في الغلاف الجوي العلوي أو طبقة الستراتوسفير؛ في عام 1974، أستاذ شيروود رولاند والدكتور ماريو مولينا، وهما كيميائيين من جامعة كاليفورنيا،  أظهرا أن مركبات الكلورو فلوروكربون يمكن أن تكون مصدرًا رئيسيًا للكلور غير العضوي في طبقة الستراتوسفير الذى يليه تحلل ضوئي من خلال الأشعة فوق البنفسجية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن بعض من الكلور لها تأثير فعال في تدمير الأوزون في طبقة الستراتوسفير؛ ومن المعروف أن اهمية الأوزون تكمُن في امتصاصه للأشعة الفوق البنفسجية الضارة في الأطوال الموجية بين 280 و 320 نيوتن متر، التي يمكن أن تسبب أضرارًا بيولوجية في النباتات والحيوانات.

  • كيف يدمر الكلور الموجود بمركبات الكلوروفلورو كربون على الاوزون؟

مركبات الكلوروفلوروكربون هي مركبات غير قابلة للذوبان في الماء وخاملة نسبيًا كما ذكرنا في الغلاف الجوي السفلي ولكنها تختلط بسرعة وتصل إلى طبقة الستراتوسفير بغض النظر عن وزنهم الثقيل، عندما تضرب الأشعة فوق البنفسجية جزيء من مركبات الكلوروفلوروكربون يعمل على تكسير  ذرة واحدة من الكلور بعد ذلك تضرب ذرة الكلور جزيء الأوزون الذى يتكون من ثلاث ذرات أكسجين ويأخذ واحدة من جزيئات الأكسجين الثلاثة، ثم يدمر جزيء الأوزون و يعمل على تحويله إلى أكسجين، تفصيلًا؛ عندما يضرب جزيء الأكسجين في جزيء من غاز أول أكسيد الكلور، اثنين من ذرات الأكسجين تتحد وتشكل جزيء الأكسجين. عندما يحدث هذا،تصبح ذرة الكلور حرة، ويمكن أن تستمر في تدمير طبقة الأوزون، ذرة واحدة من الكلور يمكن ان تدمر 100,000 جزيء من الاوزون.

في عام 1987، وقَعت 27 دولة على المعاهدة البيئية العالمية، وبروتوكول مونتريال للحد من المواد المستنفدة لطبقة الأوزون، الذي كان حكما للحد من مستويات إنتاج هذه المركبات بنسبة 50٪ قبل عام 2000، وقد شمل هذا الاتفاق الدولي فرض قيود على الإنتاج من CFC-11، -12، -113، -114، -115، والهالونات (مواد كيميائية تستخدم كمواد إطفاء للحرائق)؛ ثم تم تعديلها في لندن في عام 1990 لتعديل أكثر قوة، ودعا إلى القضاء على إنتاجها بحلول عام 2000، وتمت إضافة المذيبات كلوروفورم الميثيل (CH3CCl3)، ورابع كلوريد الكربون (CCl4) في تعديل لندن.

إعداد ومراجعة وتصميم/ Esraa Adel

المصادر/ http://sc.egyres.com/xs7BZ

http://sc.egyres.com/2ReFR

http://sc.egyres.com/bxyZx

#الباحثون_المصريون

إسراء عادل

Faculty of Science ASU
Biochemistry and nutrition
"اينما زرعك الله أثمر"