in den letzten Jahren bedingt durch den Klimawandel wie auch höheren Ozonwerte steigt der Umweltgedanke in den Köpfen der Menschen; zu dem wird auch meist das Wort FCKW in den Mund genommen - doch was ist eigentlich FCKW?
Auf unserer Internetseite www.fckw.at möchten wir Euch Informationen rund um das Thema FCKW bieten; von der Herstellung bis hin zu den Anwendungen wie auch Auswirkungen.
- Was sind FCKW?
- Kennzeichnung von FCKW
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Herstellung von FCKW
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Anwendungsbereiche von FCKW
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Auswirkung der FCKW auf die Ozonschicht
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Das Montrealer Protokoll 1987 und Industrielle
Abkommen zum Schutz der Ozonschicht (Wiener
Konvention 1985)
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Kritik am Zusammenhang zwischen FCKW und der
Ozonschicht
Was sind FCKW?
Fluorchlorkohlenwasserstoffe, kurz FCKW, zählen zur Gruppe der halogenierten Kohlenwasserstoffe. Bekannt sind die FCKW unter den Markennamen FRIGEN (Hoechst), KALTRON (Kali-Chemie) und FREON (DuPont). Diese entstehen, wenn Halogen-Atome wie zum Beispiel Chlor- oder Fluoratome, in Wasserstoffe mittels Additions- bzw. Substitutionsreaktion eingebaut werden. Die Gruppe der halogenierten Kohlenwasserstoffe lässt sich in voll halogenierte Verbindungen, dabei werden alle Wasserstoff Atome substituiert (CFK = Chlor-Fluor-Kohlenstoffe) und teilhalogenierte Verbindungen (CFKW = Chlor-Fluor-Kohlenwasserstoffe) unterteilt. Nach den Regeln der IUPAC Nomenklatur werden FCKW als Chlorfluorkohlenwasserstoffe (CFKW) bezeichnet.
Bei FCKW unterscheidet man weiters zwischen gesättigten FCKW, dabei besteht die Verbindung aus Wasserstoffatomen und Halogene aus lauter Einfachbindungen, und Chlorfluorkohlenstoffe, hierbei ist in der Verbindung kein Wasserstoff mehr zu finden.
Einige wichtige Beispiele für voll halogenierte FCKW wären Dichlortetrafluorethan (Cl2C8CF4), Trichlorfluormethan (Cl3CF), Dichlordifluormethan (Cl2CF2), Trichlortrifluorethan und Chlorpentafluorethan (ClC8CF5). Da die Verwendung und Produktion von voll halogenierten Kohlenwasserstoffen in den meisten Ländern verboten wurde stieg man oftmals auf so genannte teilhalogenierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe um – kurz H-FCKW. Dabei werden Wasserstoffatome nicht im vollen Ausmaß sondern nur zum Teil durch Chlor- und Fluoratome ausgetauscht.
Kennzeichnung von FCKW
Bei der Kennzeichnung von FCKW und auch anderen halogenierten Kohlenwasserstoffen (wie zum Beispiel brom- und wasserstoffhaltigen) findet der Anwender ein ganz spezielles System vor. Jede Bezeichnung einer Verbindung enthält den Buchstaben R (engl. Refrigant; dt. Kühlmittel) und diesem folgen zwei bis vier Ziffern. Anhand eines Beispieles wollen wir ihnen dieses System nun veranschaulichen. Ausgangspunkt ist Trichlortrifluorethan (Cl3C8CF3) abgekürzt als R 113.
Die rechteste Ziffer gibt die Anzahl der Fluoratome wieder, sprich in diesem Fall besitzt Trichlortrifluorethan 3 Fluoratome. Eine Zahl weiter links findet man die Zahl der Wasserstoffatome. Allerdings muss man von dieser eins abziehen (in diesem Beispiel ergäbe das Null!). Die Zahl ganz links gibt abschließend die Anzahl der Kohlenstoffatome an. Wiederum gibt es auch hier eine kleine Rechnung zu lösen, und man muss noch Eins dazu addieren – sprich Trichlortrifluorethan enthält 2 Kohlenstoffatome. Aus der Gesamtzahl an Fluor-, Wasserstoff- und Kohlenstoffatome schließt man auf die Menge an Chloratome (hier 3).
Herstellung von FCKW
Bereits in den dreißiger Jahren des 20. Jahrhunderts entwickelte General Motors Fluorchlorkohlenwasserstoffe in ihrem Labor und dies war der fundamentale Grundstein für die enorme Steigerung der Produktion bis Anfang der achtziger Jahre. Bei der Herstellung von FCKW gibt es verschiedenste Arten, wobei die technische Fluorierung von Alkanen im Gegensatz zur direkten Fluorierung am öftesten angewandt wird. Dabei werden Chlorfluoralkane mittels Fluorierung der Chloralkane und wasserfreien Fluorwasserstoffe an Fettbettkatalysatoren (wie Aluminium beziehungsweise Chromfluoriden) oder an Antimon(V)-chlorid Katalysatoren gewonnen. Die bereits oben erwähnte direkte Fluorierung, welche zu einem Gemenge aus perfluorierten Verbindungen führt, wird aufgrund ihrer hochexothermen und auch oftmals explosionsartigen Reaktion selten bis überhaupt nicht durchgeführt. Eine weitere beliebte Methode stellt die Elektrofluorierung nach Simons dar.