Kann das Kältemittel Freon Menschen unbemerkt töten? Diese Conan-Folge muss einen Namen haben

Wo Conan ist, gibt es Mord. Welcher Mordfall hat Sie in „Detektiv Conan“ am meisten beeindruckt?

Zum Beispiel „Mordfall mit Blumenduft“ …

Der Mörder versteckte das Gift in den Staubblättern und fror die Blütenblätter anschließend mit dem Kühlmittel Freon ein. Da jeder eine Brosche aus Blütenblättern tragen musste, tauten die Blütenblätter zu gegebener Zeit auf und blühten auf, und das Giftgas in den Blütenblättern begann auszutreten, wodurch tatsächlich „unsichtbares Töten“ erreicht wurde.

Bildquelle: Detektiv Conan

Freon war früher ein häufig verwendetes Kühlmittel in Klimaanlagen und Kühlschränken. Ist Ihnen dieser Name bekannt?

Die Vergangenheit und Gegenwart von Freon

Im 19. Jahrhundert nutzten Wissenschaftler die Verflüssigung von Gasen unter Druck und die Verdampfung bei Raumtemperatur, um Wärmeenergie zu übertragen und so eine Umgebung mit niedrigen Temperaturen zu schaffen. Außerdem erfanden sie das erste Kühlmittel: Ammoniak bzw. Schwefeldioxid.

Obwohl diese beiden Substanzen sicher sind, haben sie beide einen starken, stechenden Geruch, sind in hohen Konzentrationen giftig und wirken korrosiv auf Metalle.

Im Jahr 1929 starben über 100 Menschen durch ein Ammoniakleck aus einem Kühlschrank in einem Krankenhaus in Cleveland, Ohio. Bald darauf entwickelte der Amerikaner Thomas Midgley durch Zufall ein neues Kühlmittel, das stabil, nicht entflammbar, nicht korrosiv und ungiftig war.

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Durch das Studium des Periodensystems der chemischen Elemente von Mendelejew entdeckte Thomas, dass einige nichtmetallische Elemente im Periodensystem Verbindungen bilden können, die sogar bei Raumtemperatur gasförmig sind, und dass auch die Entflammbarkeit dieser Verbindungen bestimmten Regeln folgt.

Methan ist beispielsweise brennbar, Wasser und Fluorwasserstoff können jedoch einfach nicht brennen. Basierend auf dieser Regel wählte Thomas geeignetere Substanzen aus – Fluor- und Chlorverbindungen – um neue Kühlmittel herzustellen.

Durch wiederholte Experimente wurde eine Substanz namens Dichlordifluormethan (FCKW-12, R12) synthetisiert und ein neues Kühlmittel geboren.

Im Jahr 1931 brachte DuPont in den USA R12 auf den Markt und registrierte es unter dem Namen „Freon“, den wir heute kennen.

Einige für uns ungewohnt klingende Fachbegriffe wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe und Fluorchlorkohlenwasserstoffe weisen ähnliche chemische Eigenschaften auf und können als gleichartige Stoffe angesehen werden.

Freon, der Meister der Kühlung

Freon ist kein Kältemittel, sondern ein allgemeiner Begriff für eine Klasse von Kältemitteln.

Zu den am häufigsten verwendeten Freonen gehören R11 für Hochtemperaturkältemittel, R12 und R22 für Mitteltemperaturkältemittel, R13 und R23 für Niedertemperaturkältemittel sowie R14, R114, R142 usw. Als Kältemittel ist das Kühlprinzip von Freon nicht kompliziert. Bei der Umwandlung von Flüssigkeit in Gas wird durch Verdampfung Wärme absorbiert und so eine Kühlung erreicht.

Das ist genau so, als würden wir Wasser kochen. Das heiße Wasser kann nur 100 °C erreichen. Wenn wir es weiter erhitzen, nimmt das flüssige Wasser Wärme auf und verwandelt sich in gasförmiges Wasser.

Da Freon einen niedrigen Siedepunkt hat, kann es beim Phasenübergang Wärme besser aufnehmen und abgeben und wird hauptsächlich in Kühlschränken und Klimaanlagen verwendet.

Doch obwohl sie das Leben der Menschen angenehmer machen, zeigen die in Freon in Kühlschränken und Klimaanlagen enthaltenen chlor- und bromhaltigen halogenierten Kohlenwasserstoffe allmählich ihre zerstörerische Wirkung auf die Ozonschicht in der Atmosphäre.

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Ozonschichtzerstörer

Der größte Teil des Ozons auf der Erde ist in der Stratosphäre gespeichert, die wie ein „Schutzschirm“ wirkt und uns vor ultravioletter Strahlung schützt. Nach der Emission verbleiben FCKW in der Troposphäre und Stratosphäre.

Freonmoleküle sind in der Troposphäre sehr stabil und unterliegen kaum chemischen Reaktionen. Wenn sie jedoch in die Stratosphäre aufsteigen, werden unter der starken Einwirkung ultravioletter Strahlen Chloratome aus den chlorhaltigen Freonmolekülen zersetzt und reagieren mit Ozon, wodurch kontinuierlich Ozon verbraucht wird.

Schon ein einziges Chloratom kann 100.000 Ozonmoleküle schädigen. Es ist nicht nur ein Ozonkiller, sondern auch ein Komplize des Treibhauseffekts und der globalen Erwärmung. Auch wenn die Freonmenge gering ist, ist sie äußerst zerstörerisch.

Stratosphäre, Bildquelle: hippopx

Darüber hinaus ist Freon sehr durchlässig und anfällig für Lecks. Da es einen leichten Geruch hat, kann es sogar schwierig sein, ein Leck rechtzeitig zu erkennen.

Wenn ausgetretenes Freon mit offenem Feuer in Berührung kommt oder die Lufttemperatur 400 Grad erreicht, kann es sich in hochgiftiges Phosgen zersetzen, das die Umwelt zusätzlich verschmutzt. Aus diesem Grund ist die Verwendung von Freon als Kältemittelrohstoff im Land schon seit langem verboten.

Die beste Lösung unter den Alternativen finden

Der Austausch der Kältemittel erfolgt schrittweise und wurde mittlerweile auf die vierte Generation aktualisiert. Da Kühlschränke weniger Kühlmittel benötigen, können sie relativ einfach ausgetauscht werden.

Bereits 1995 wurde Isobutan (R600a) als Ersatz in der Kühlschrankindustrie eingesetzt. Der größte Vorteil von Isobutan besteht darin, dass es die Ozonschicht nicht schädigt, es hat jedoch auch eine fatale Eigenschaft: Es ist brennbar und explosiv.

Als Ersatz für FCKW enthalten Fluorchlorkohlenwasserstoffe ein zusätzliches chemisches Element: Wasserstoff. Obwohl ihre Lebensdauer in der Luft kürzer ist, enthalten sie immer noch Chlor und schädigen weiterhin die Ozonschicht. Mittlerweile ist die Eliminierung dieser Substanz in den Industrieländern im Wesentlichen abgeschlossen.

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Erst nach dem Jahr 2000 wurde Tetrafluorethan als relativ saubere Energiequelle zu einem weit verbreiteten Kühlmittel. Im Jahr 2009 wurde in China das natürliche Kältemittel Propan (R290) als wichtigste alternative Technologie für Kältemittel in Raumklimaanlagen verwendet, seine Entflammbarkeits- und Explosionsprobleme konnten jedoch nicht grundsätzlich gelöst werden.

Freon wurde als Kühlmittel schrittweise abgeschafft. Heutzutage werden in den Klimaanlagen unserer Büros oder Wohnungen zunehmend neue umweltfreundliche Kühlmittel eingesetzt, die nicht nur eine bessere Kühlleistung aufweisen, sondern auch die Ozonschicht nicht schädigen.

Machen Sie sich keine Sorgen, dass Ihnen die Freude am Sommer entgehen könnte. Kombinieren Sie es mit einem Stück eisgekühlter Wassermelone und die Freude verdoppelt sich.

ENDE

Bewertungsexperte: Sun Yafei, Ph.D. in Chemie von der Tsinghua-Universität.

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Herausgeber/Xiao Xitushuo