1,1-Difluorethan

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1,1-Difluorethan ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Fluorkohlenwasserstoffe. Unter den Bezeichnungen R152a und HFC-152a wird der Stoff vorwiegend als Kältemittel eingesetzt.

Gewinnung und Darstellung

1,1-Difluorethan kann durch eine Quecksilber-katalysierte Addition von Fluorwasserstoff an Ethin gewonnen werden:<ref>Günter Siegemund, Werner Schwertfeger, Andrew Feiring, Bruce Smart, Fred Behr, Herward Vogel, Blaine McKusick: Fluorine Compounds, Organic. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2002. Vorlage:DOI</ref>

<math>\mathrm{HC{\equiv}CH + 2\,HF \rightarrow H_3C{-}CHF_2}</math>

Die Gasphasenhydrierung von 1,1-Dichlor-2,2-difluorethen<ref group="S">Vorlage:Substanzinfo</ref> oder 1-Chlor-2,2-difluorethen<ref group="S">Vorlage:Substanzinfo</ref> ergibt ebenfalls 1,1-Difluorethan.<ref name="Lacher">Lacher, J.R.; Kianpour, A.; Oetting, F.; Park, J.D.: Reaction calorimetry. The hydrogenation of organic fluorides and chlorides in Trans. Faraday Soc. 52 (1956) 1500–1508, doi:10.1039/TF9565201500.</ref>

<math>\mathrm{Cl_2C{=}CF_2 + 3\,H_2 \rightarrow H_3C{-}CHF_2 + 2\,HCl}</math>

<math>\mathrm{ClHC{=}CF_2 + 2\,H_2 \rightarrow H_3C{-}CHF_2 + HCl}</math>

Eine weitere Darstellungsmethode ist die Addition von Fluor an Ethen mittels Xenondifluorid, wobei allerdings ein Produktgemisch aus 45 % 1,2-Difluorethan, 35 % 1,1-Difluorethan und 20 % 1,1,2-Trifluorethan entsteht.<ref>e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 1999–2013, John Wiley and Sons, Inc., Eintrag für Xenon(II)-fluorid, abgerufen am 20. Januar 2018.</ref><ref name="Yang">Yang,N.-C.; Shieh, T.-C.; Feit, E.D.; Chernick, C.L.: Reactions of xenon fluorides with organic compounds in J. Org. Chem. 35 (1970) 4020–4024, doi:10.1021/jo00837a001.</ref>

Eigenschaften

1,1-Difluorethan ist ein farbloses Gas, das bei Normaldruck bei −25 °C siedet.<ref name="GESTIS" /> Die molare Verdampfungsenthalpie beträgt am Siedepunkt 22,7 kJ·mol⁻¹.<ref name="Kul">Kul, I.; DesMarteau, D.D.; Beyerlein, A.L.: Vapor--liquid equilibria for CF₃OCF₂H/fluorinated ethane and CF₃SF₅/fluorinated ethane mixtures as potential R22 alternatives in Fluid Phase Equilibria 185 (2001) 241–253, doi:10.1016/S0378-3812(01)00474-5.</ref> Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend

<math>\log_{10}\left(P(T)/\text{bar}\right) \;=\; A-\frac{B}{T+C} \qquad\text{mit}\qquad\begin{cases}A = 4{,}23406\\B = 896{,}171~\textrm{K}\\C = -34{,}714~\textrm{K}\end{cases}</math>

im Temperaturbereich von 160,7 K bis 246,7 K.<ref>Vorlage:Literatur, doi:10.1021/ie50448a022</ref> Festes 1,1-Difluorethan schmilzt bei −118,55 °C mit einer molaren Schmelzenthalpie von 1,57 kJ·mol⁻¹.<ref name="Magee">Magee, J.W.: Molar Heat Capacity at Constant Volume of 1,1-Difluoroethane (R152a) and 1,1,1-Trifluoroethane (R143a) from the Triple-Point Temperature to 345 K at Pressures to 35 MPa in International Journal of Thermophysics 19 (1998) 1397–1420, doi:10.1023/A:1021983502589.</ref> Der Tripelpunkt liegt bei −118,59 °C und 0,6 mbar.<ref name="Blanke1">Blanke, W.; Weiss, R.: Isochoric (p,v,T) measurements on 1,1-difluoroethane (R152a) in the liquid state from the triple point to 450 K and at pressures up to 30 MPa in Fluid Phase Equilib. 80 (1992) 179–190, doi:10.1016/0378-3812(92)87066-V.</ref><ref name="Blanke2">Blanke, W.; Weiss, R.: Thermodynamic properties of refrigerants. Part I: the triple points of the refrigerants R11, R12, R22, R142b, and 152a in PTB-Mitt. 101 (1991) 337–339.</ref> Als kritische Daten sind die kritische Temperatur mit T_c = 113,5 °C, der kritische Druck mit p_c = 44,9 bar und eine kritische Dichte mit σ_c = 0,365 g·cm⁻³ bekannt.<ref name="GESTIS" /><ref name="ChemSafe">Chemsafe Datenbank für sicherheitstechnische Kenngrößen im Explosionsschutz, PTB Braunschweig/BAM Berlin, abgerufen am 21. Mai 2019.</ref> Die Verbindung ist mit einem Dipolmoment von 2,27 D stark polar,<ref name="lide" /> was eine Wasserlöslichkeit von 3,2 g/l bei 25 °C verursacht.<ref name="Horvath" />

1,1-Difluorethan bildet entzündliche Gas-Luft-Gemische. Der Explosionsbereich liegt zwischen 4 Vol% (112 g/m³) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 18,5 Vol% (518 g/m³) als obere Explosionsgrenze (OEG).<ref name="GESTIS" /><ref name="ChemSafe" /><ref name="Brandes">E. Brandes, W. Möller: Sicherheitstechnische Kenndaten – Band 1: Brennbare Flüssigkeiten und Gase, Wirtschaftsverlag NW – Verlag für neue Wissenschaft GmbH, Bremerhaven 2003.</ref> Die Zündtemperatur beträgt 455 °C.<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes" /> Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T1.

Sicherheitshinweise

Im Tierversuch war das Gas bei Ratten und Mäusen erst bei extrem hohen Dosen giftig. Es wirkte bei Ratten narkotisierend, erzeugte Schläfrigkeit und allgemein gedämpftes Verhalten.<ref name="nateis" />

Einzelnachweise

Externe Links zu erwähnten Verbindungen