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Chlorodifluorométhane

Le chlorodifluoromĂ©thane, CHClF2 ou R22 selon la liste de rĂ©frigĂ©rants, est un hydrochlorofluorocarbure (HCFC). Il est aussi connu sous les appellations HCFC-22, R22, ou frĂ©on 22, et est utilisĂ© gĂ©nĂ©ralement dans des applications de climatisation. Le chlorodifluoromĂ©thane a Ă©tĂ© employĂ© la premiĂšre fois comme alternative au R11 et R12. Son potentiel de dĂ©plĂ©tion ozonique est de 0,05, et figure parmi les plus bas pour les halogĂ©noalcanes contenant du chlore. Toutefois, ce gaz pose un problĂšme vis-Ă -vis du rĂ©chauffement climatique, puisqu'il a un potentiel de rĂ©chauffement global (ou PRG) 1 810 fois supĂ©rieur Ă  celui du CO2 (tandis que le R23, sous-produit du R22, a un PRG de 14 800).

Chlorodifluorométhane
Image illustrative de l’article ChlorodifluoromĂ©thane
Image illustrative de l’article ChlorodifluoromĂ©thane
représentation du Chlorodifluorométhane
Identification
Nom UICPA Chlorodifluorométhane
Synonymes

R 22

No CAS 75-45-6
No ECHA 100.000.793
No CE 200-871-9
Apparence gaz comprimé liquefié incolore[1].
Propriétés chimiques
Formule CHClF2 [IsomĂšres]
Masse molaire[2] 86,468 ± 0,003 g/mol
C 13,89 %, H 1,17 %, Cl 41 %, F 43,94 %,
Propriétés physiques
T° fusion −146 °C[1]
T° Ă©bullition −41 °C[1]
Solubilité dans l'eau à 25 °C : 3 g·l-1[1]
Masse volumique 1,21 g·cm-3[1]
T° d'auto-inflammation 632 °C[1]
Pression de vapeur saturante à 20 °C : 908 kPa[1]
Point critique 49,7 bar, 96,15 °C [3]
Précautions
SIMDUT[4]
A : Gaz comprimé
A,
Transport
-
Classification du CIRC
Groupe 3 : Inclassable quant à sa cancérogénicité pour l'Homme[5]
Écotoxicologie
LogP 1,08[1]

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

DĂ©signation du R22 CHClF2

  • La lettre R signifie « rĂ©frigĂ©rant Â»
  • Le chiffre des milliers indique le nombre de liaisons insaturĂ©es (doubles liaisons)
  • Le chiffre des centaines reprĂ©sente le nombre d'atomes de carbone -1
  • Le chiffre des dizaines reprĂ©sente le nombre d'atomes d'hydrogĂšne +1
  • Le chiffre des unitĂ©s reprĂ©sente le nombre d'atomes de fluor dans la molĂ©cule
  • DĂ©monstration :
    • pas de liaisons insaturĂ©es (pas de doubles liaisons) = 0
    • nombre d'atomes de carbone moins un 1-1⇒ 0
    • nombre d'atomes d'hydrogĂšne plus un 1+1⇒ 2
    • nombre d'atomes de fluor 2⇒2
    • rĂ©sultat : R0022 ; les zĂ©ros sont souvent omis : on Ă©crit donc R22.
  • CaractĂ©ristiques
    • Incolore
    • Ininflammable
    • Odeur lĂ©gĂšrement Ă©thĂ©rĂ©e

RĂ©glementation

Le R22 est rĂ©glementĂ© par le protocole de MontrĂ©al, qui prĂ©voit l'arrĂȘt de toute consommation de HCFC dans les pays dĂ©veloppĂ©s en 2020, et dans les pays en dĂ©veloppement en 2040. Il est envisagĂ© d'accĂ©lĂ©rer ces Ă©chĂ©ances, Ă©tant donnĂ© le trĂšs fort dĂ©veloppement des HCFC, et leur trĂšs haute contribution au rĂ©chauffement climatique. En l'absence de nouvelle mesure contraignante, il est ainsi prĂ©vu que, d'ici 2015, les Ă©missions de HCFC et de HFC reprĂ©sentent le double des gains engendrĂ©s en 2012 par l'application du protocole de Kyoto. De plus, l'augmentation de la demande mondiale en climatiseurs justifie la construction de nouvelles usines de production du R22, notamment en Chine, et ces nouvelles usines consomment des quantitĂ©s importantes de crĂ©dits apportĂ©s par le mĂ©canisme de dĂ©veloppement propre prĂ©vu par le protocole de Kyoto : en effet, dĂ©truire le R23 au sein mĂȘme de l'usine de production de R22 ne coĂ»te que 0,20 US $ par tonne, pour 14 800 tonnes d'Ă©quivalent CO2 [6].

Le R22 est interdit au sein de l'Union européenne en ce qui concerne son utilisation dans les appareils neufs depuis le . Il est encore toléré, en maintenance, sur les appareils anciens jusqu'au . On le remplace par des réfrigérants plus respectueux de l'environnement tels que R410A (un mélange zéotropique de difluorométhane et de pentafluoroéthane), R134a (1,1,1,2-tétrafluroéthane) ou R407C.

Applications industrielles

Principales applications du chlorodifluorométhane avant l'interdiction d'emploi (janvier 2015) :

  • Agent rĂ©frigĂ©rant pour les installations frigorifiques
  • Agent rĂ©frigĂ©rant dans les systĂšmes de conditionnement d'air
  • Agent de soufflage pour le polystyrĂšne extrudĂ© (XPS)
  • Composant de mĂ©langes stĂ©rilisant
  • Le R22 sera bientĂŽt remplacĂ©[7]. En France, la fabrication de matĂ©riel l'utilisant est interdite depuis le 1er janvier 2004 et les appareils ne reçoivent plus le label Promotelec depuis le 1er janvier 2005.
  • Depuis le 1er janvier 2010, le R22 neuf est interdit Ă  la vente en France. Cependant, il est possible de se fournir en R22 « rĂ©gĂ©nĂ©rĂ© Â» ou d'utiliser du R22 « recyclĂ© Â» sous certaines conditions liĂ©es Ă  l'application du rĂšglement europĂ©en 1005-2009
  • Pour son remplacement, il a Ă©tĂ© mis au point le R407C (HFC). Ce dernier prĂ©sente une relation « pression-tempĂ©rature Â» semblable au R22 (et pour cause, il est courant de rencontrer des dĂ©tendeurs R22/R407C) mais avec une enthalpie moins intĂ©ressante que ce dernier. Donc avec un rendement Ă©nergĂ©tique global moindre. Le R407C aura donc Ă©tĂ© le fluide de substitution du R22.

Afin de proposer un rĂ©frigĂ©rant capable de remplacer le R22 tout en conservant le mĂȘme rendement, il a Ă©tĂ© ensuite mis au point des systĂšmes fonctionnant au R410A. C'est ce dernier qui sera retenu majoritairement lĂ  ou jadis le R22 aurait Ă©tĂ© utilisĂ©.

Propriétés

  • Masse molaire
    • Poids molĂ©culaire : 86,48 g·mol-1
  • Phase liquide
    • Masse volumique de la phase liquide (1,013 bar au point d'Ă©bullition) : 1 413 kg·m-3
    • Équivalent gaz/liquide (1,013 bar et 15 °C) : 385 vol/vol
    • Point d'Ă©bullition (1,013 bar) : −40,8 °C
    • Chaleur latente de vaporisation (1,013 bar au point d'Ă©bullition) : 233,95 kJ/kg
  • Point critique
    • TempĂ©rature critique : 96 °C
    • Pression critique : 49,36 bar
  • Phase gazeuse
    • Masse volumique du gaz (1,013 bar au point d'Ă©bullition) : 4,706 kg·m-3
    • Masse volumique de la phase gazeuse (1,013 bar et 15 °C) : 3,66 kg·m-3
    • Facteur de compressibilitĂ© (Z) (1,013 bar et 15 °C) : 0,9831
    • Masse volumique (air = 1) (1,013 bar et 21 °C) : 3,08
    • Volume spĂ©cifique (1,013 bar et 21 °C) : 0,275 m3·kg-1
    • Chaleur spĂ©cifique Ă  pression constante (Cp) (1,013 bar et 30 °C) : 0,057 kJ/(mole.K)
    • Chaleur spĂ©cifique Ă  volume constant (Cv) (1,013 bar et 30 °C) : 0,048 kJ/(mole.K)
    • Rapport des chaleurs spĂ©cifiques (Gamma : Cp/Cv) (1,013 bar et 30 °C) : 1,178253
    • ViscositĂ© (1,013 bar et 0 °C) : 0,0001256 poise
  • Autres donnĂ©es
    • SolubilitĂ© dans l'eau (1 bar et 25 °C) : 0,7799 vol/vol
    • ODP (ozone depleting potention) : 0,05
    • GWP (global warming potential) : 1 810

Notes et références

  1. CHLORODIFLUOROMETHANE, Fiches internationales de sécurité chimique
  2. Masse molaire calculĂ©e d’aprĂšs « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. « Properties of Various Gases », sur flexwareinc.com (consulté le )
  4. « Monochlorodifluorométhane » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
  5. IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, « Évaluations Globales de la CancĂ©rogĂ©nicitĂ© pour l'Homme, Groupe 3 : Inclassables quant Ă  leur cancĂ©rogĂ©nicitĂ© pour l'Homme », sur http://monographs.iarc.fr, CIRC, (consultĂ© le )
  6. (http://www.eia-international.org/files/reports127-1.pdf)
  7. En accord avec le protocole de Montréal, l'accord international pour la protection de la couche d'ozone stratosphérique.
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