مركبات الكلوروفلوروكربون: تركيبها وعلاقتها بالأوزون

الخلاصة السريعة

مركبات الكلوروفلوروكربون، واختصارها CFC، مركبات تضم الكربون والكلور والفلور. استُخدمت في التبريد والرغاوي والمذيبات، لكنها قد تتحلل في الستراتوسفير وتطلق كلورًا يشارك في تفاعلات فقد الأوزون. ^[1]

• CFC-11 صيغته CCl3F، بينما CFC-12 صيغته CCl2F2؛ ليسا اسمين لمركب واحد. ^[2]
• تحتوي HCFC على الهيدروجين والكلور، أما HFC فلا تحتوي على الكلور. ^{[1] [2]}
• تجدد ذرة الكلور في الدورة يسمح لها بالمشاركة في فقد جزيئات أوزون متتابعة. ^[3]
• النموذج Cl + O3 → ClO + O2 ثم ClO + O → Cl + O2 يخص إحدى دورات الستراتوسفير، وليس كل مسارات الثقب القطبي. ^[3]
• غياب الكلور في بديل لا يعني غياب أثره المناخي؛ كثير من HFC غازات دفيئة. ^{[1] [2]}

ما الذي يميز تركيب CFC؟

يعبر الاختصار عن عائلة من المركبات، لا عن صيغة وحيدة. في CCl3F ترتبط ذرة كربون بثلاث ذرات كلور وذرة فلور، وفي CCl2F2 توجد ذرتان من كل منهما. اختلاف توزيع الذرات كافٍ لتمييز المركبين، فلا نعامل الرقم الملحق بالاسم بوصفه عدد ذرات مباشرًا. ^[2]

تميز تسمية HCFC إضافة الهيدروجين إلى الكربون والكلور والفلور. أما عائلة HFC فتضم الهيدروجين والفلور والكربون دون كلور؛ لهذا يختلف أثرها المباشر في الأوزون عن أثر العائلات الحاوية عليه. ^{[1] [2]}

كيف يصل أثرها إلى طبقة الأوزون؟

تساعد قلة تفاعل مركبات CFC في الغلاف الجوي السفلي على بقائها وانتقالها إلى الأعلى. هناك يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تفككها فتتحرر أنواع كيميائية تحتوي كلورًا. الاستقرار قرب الأرض لا يعني بقاء المركب دون تغير في كل طبقات الجو. ^[1]

في الدورة المبسطة بالرسم، تنتزع ذرة Cl أكسجينًا من O3، فينتج ClO وجزيء O2. يتفاعل ClO مع ذرة O فيعود Cl ويتكون O2 آخر. بجمع الخطوتين نحصل على O + O3 → 2O2؛ الكلور متجدد، وليس ناتجًا مستهلكًا لمرة واحدة. ^[3]

توجد دورات أخرى مهمة في المناطق القطبية؛ الرسم يشرح التحفيز دون اختزالها. ^[3]

لماذا استُخدمت؟ وكيف تختلف البدائل؟

ارتبط استخدامها تاريخيًا بمواد التبريد، ومواد دفع الرذاذ، وصناعة الرغاوي وبعض عمليات التنظيف بالمذيبات. واسم «فريون» التجاري لا يحدد مادة واحدة؛ ترد أسماء تجارية مرتبطة بمركبات مختلفة منها CFC-11 و CFC-12. ^[1]

للأثر المناخي سؤال مختلف عن استنزاف الأوزون: يتعلق بتفاعل الغاز مع الإشعاع ومدة بقائه في الجو. لا نختزل الحكم على البديل في وجود الكلور وحده، ولا نصف كل مادة خالية منه بأنها محايدة مناخيًا. ^{[1] [2]}

للقراءة المتصلة بهذا الموضوع: ما هو غاز الفريون؟ اسم تجاري ومبردات بتركيبات مختلفة.