氟利昂的功与过

作者：秦浩正周玉枝

中学科技 2000年03期

　　现在，我们经常可以看到、听到关于“绿色冰箱”和“无氟冰箱”的介绍。这些冰箱都是新一代的环保产品，它们宣布了氟利昂时代的终结。氟利昂可不是毒性极强的、化学性质很活泼的单质氟，它们是甲烷（CH[,4]）、乙烷（C[,2]H[,6]）中氢原子被氟、氯等卤原子取代后的一类化合物。国际上用CFC[,s]代表这类物质。

　　氟利昂的出现可算是一件大事。1930年，美国的商业杂志《冰箱和制冷》首先报道了氟利昂。之后，它就以极快的速度发展了起来，产量几乎每5年就要翻上一番。要了解其中的奥秘， 就让我们先来学习制冷的基本原理吧。

　　我们知道，物质从液态变为气态要吸收能量，而从气态变为液态则会放出能量。压缩器制冷就是利用了这个原理。

　　在密闭的制冷系统内，制冷剂被压缩器压缩成液态储存起来。这时，压缩器内的压强比较大，温度比较高，要用冷凝器来降温。当高压的制冷剂进入压强较低的蒸发器后，立即从液态变为气态，并从周围吸收能量，使环境的温度下降，达到制冷的目的。

　　但是，并不是所有物质都可以扮演制冷剂的角色。合格的制冷剂既要容易压缩液化，又要容易气化。同时，它还应该安全无毒，性质稳定，容易制造。氟利昂就是因为同时兼有这些优点，所以才会被广泛用作制冷剂的。实际上，氟利昂不仅可以用作制冷剂，它还可用作发泡喷射剂等。日常生活中俗称“摩丝”的喷发胶里就含有氟利昂。

　　如此优秀的制冷剂氟利昂又为何会遭淘汰呢？这就跟臭氧层有关了。位于大气平流层中的臭氧，能吸收太阳辐射的高能紫外线。而高能紫外线对人和动物的健康影响很大。过量照射紫外线会引发皮肤癌、白内障等疾病。所以，臭氧层就像一件保护衣，保护着地球上的芸芸众生。但是，从20世纪80年代以来，我们的“保护衣”逐渐变薄了，甚至出现了“破损”。这就是今天人们面临的全球性环境问题——臭氧层空洞。科学家对臭氧层空洞产生的原因进行调查研究后发现，罪魁祸首就是氟利昂。

　　氟利昂分子很稳定，在对流层中几乎不发生化学反应。但是，当它们上升到平流层后，在强烈的太阳光辐射作用下，会离解出氯原子。氯原子与臭氧分子（O[,3]）反应后，生成氧气分子（O[,2]）和一氧化氯基（ClO）。一氧化氯基不稳定，很快变回氯原子， 氯原子又与臭氧反应生成氧气和一氧化氯基……

　　CI＋O[,3]→O[,2]＋CIO

　　CIO＋O→O[,2]＋CI

　　如此周而复始，结果一个氟利昂分子就能破坏多达10万个臭氧分子。总的结果，可以用化学方程式表示为：

　　2O[,3]→3O[,2]

　　作为制冷剂的氟利昂虽然大大改善了人类的生活，但是它所带来的负面效应已经而且长久地破坏了人类的生存环境，问题的严重性使得我们必须立即行动起来，从现在起就减少使用和生产氟利昂。

　　在联合国主持下，世界上许多国家签署了《保护臭氧层维也纳公约》和《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，共同承诺制止使用和生产消耗臭氧层的物质（除氟利昂外，还有许多物质可消耗臭氧层，它们简称为ODS），保护大家共同的利益。1999年12月2日，来自200 多个国家和国际组织的近千名代表云集我国首都北京，一起商议如何保护臭氧层。会上江泽民主席庄严地向世界宣布，中国将“为促进全球环境和发展事业作出应有的贡献”。据报道，我国有关部门已经作出规划，到2010年将彻底禁止生产和使用消耗臭氧层的物质——氟利昂。

　　氟利昂即将退出历史舞台，但它留给人们许多美好的回忆和深刻的教训。从中我们看到，科学技术能带给人们巨大的物质利益，但同时也可能隐藏着致命的危机。所以，我们一方面应积极发展科学技术，另一方面又要尽力去防止科学技术产生的负面效应。科学家们正把这样的思想融入研制和开发绿色冰箱、无氟冰箱中。我们期待着臭氧层空洞消失的那一天。