Difluorometano (75-10-5) Propiedades Físicas y Químicas
Difluorometano
Refrigerante hidrofluorocarbonado (HFC‑32) suministrado como gas comprimido y licuable para aplicaciones industriales y comerciales de refrigeración.
| Número CAS | 75-10-5 |
| Familia | Fluorometanos (refrigerantes HFC) |
| Forma típica | Gas incoloro (almacenado como gas licuado comprimido) |
| Grados comunes | BP, EP, USP |
El difluorometano es un hidrofluorocarbonado de bajo peso molecular de la clase estructural de los fluorometanos; su fórmula molecular es \(\ce{CH2F2}\). Estructuralmente, es el núcleo de metano con dos átomos de hidrógeno sustituidos por átomos de flúor, produciendo un conjunto de sustituyentes pequeño y simétrico que confiere un carácter significativo al enlace C–F, una fuerte polaridad en el enlace C–F y un dipolo permanente modesto. La ausencia de grupos funcionales polares capaces de formar enlaces de hidrógeno, junto con dos átomos altamente electronegativos de flúor, resulta en una baja área superficial polar y escasa solubilidad acuosa, a la vez que preserva la estabilidad en fase gaseosa y la resistencia a la hidrólisis bajo condiciones ambientales normales.
El comportamiento fisicoquímico está dominado por la volatilidad y las débiles interacciones intermoleculares: el difluorometano es un gas incoloro en condiciones ambiente y se licúa fácilmente bajo presión moderada. Exhibe baja lipofilia (\(\log K_{\mathrm{ow}}\) y valores calculados de XLogP son pequeños), degradabilidad limitada y persistencia atmosférica controlada principalmente por la reacción con radicales hidroxilo. La sustancia es no iónica, no tiene donadores de enlace de hidrógeno y típicamente muestra baja tendencia a repartirse en sólidos o sedimentos; se usa ampliamente cuando se requieren alta volatilidad y bajo potencial de agotamiento del ozono, siendo destacada su aplicación como refrigerante y como gas trazador en aplicaciones analíticas.
Los grados comerciales comunes reportados para esta sustancia incluyen: BP, EP, USP.
Propiedades físicas básicas
Densidad
Las densidades experimentales reportadas para difluorometano líquido incluyen \(0.961\) (valor reportado a \(25\,^\circ\mathrm{C}\)), \(1.052\) (reportado a \(0\,^\circ\mathrm{C}\), líquido) y \(1.2139\ \mathrm{g\,cm^{-3}}\) a \(-52\,^\circ\mathrm{C}\). La densidad crítica (máxima) se reporta como \(0.430\) (adimensional en el contexto reportado). Estos valores reflejan la fuerte dependencia de la temperatura típica de gases halogenados condensados de bajo peso molecular y son relevantes para cálculos de masa-volumen en manejo de gases licuados y carga de sistemas de refrigeración.
Punto de fusión
El punto de fusión reportado es \( -136.8\,^\circ\mathrm{C} \).
Punto de ebullición
El punto de ebullición normal reportado (a presión ambiente) es \( -51.65\,^\circ\mathrm{C} \).
Presión de vapor
La presión de vapor a \(25\,^\circ\mathrm{C}\) se reporta en \(1.26\times10^{4}\ \mathrm{mm\ Hg}\). Esta presión de vapor muy alta indica que el compuesto existe predominantemente como gas en condiciones ambientales estándar y explica su volatilización desde reservorios líquidos.
Punto de inflamación
No se dispone de un valor establecido experimentalmente para esta propiedad en el contexto actual de datos.
Propiedades químicas
Solubilidad y comportamiento en fase
El difluorometano se describe esencialmente como un gas en condiciones ambientales y se reporta insoluble o solo ligeramente soluble en agua; la solubilidad experimental reportada es de \(0.44\%\) (p/p) en agua a \(25\,^\circ\mathrm{C}\). Se reporta soluble en etanol. Su alta presión de vapor y baja resistencia a la partición según la ley de Henry impulsan su rápida volatilización desde superficies acuosas y suelos; la volatilización es un proceso dominante en su destino ambiental. La licuefacción bajo presión es rutina para almacenamiento y transporte en cilindros presurizados.
Reactividad y estabilidad
El difluorometano es térmicamente estable bajo condiciones normales de manejo, pero es un gas inflamable que forma mezclas explosivas con aire. Es incompatible con agentes oxidantes y reductores fuertes y puede reaccionar con ciertos metales (destacándose preocupaciones reportadas con aluminio) y compuestos orgánicos reactivos. Al descomponerse térmicamente o durante la combustión a alta temperatura puede liberar especies fluoradas tóxicas (productos de descomposición que contienen flúor). No contiene grupos funcionales hidrolizables y no se espera que hidrolice bajo condiciones ambientales de pH.
Datos termodinámicos
Entalpías estándar y capacidad calorífica
No se dispone de un valor establecido experimentalmente para esta propiedad en el contexto actual de datos.
Parámetros moleculares
Peso molecular y fórmula
Peso molecular (reportado): \(52.023\). La fórmula molecular es \(\ce{CH2F2}\).
- Masa exacta/monoisotópica (reportada): \(52.01245639\).
LogP y polaridad
Métricas de partición reportadas: XLogP3-AA calculado es \(1\) y el log Kow experimental reportado es \(0.20\) (presentado como log Kow = 0.20). El área superficial polar topológica (TPSA) se reporta como \(0\). El compuesto no tiene donadores de enlace de hidrógeno y el número reportado de aceptores de enlace de hidrógeno es \(2\) (dos átomos de flúor). Estos valores indican baja polaridad general con potencial limitado para interacciones clásicas por enlace de hidrógeno; la partición en fases lipofílicas es modesta.
Características estructurales
Descriptores estructurales clave: número de átomos pesados \(3\); número de enlaces rotatorios \(0\); complejidad molecular \(2.8\) (calculada). El momento dipolar se reporta como \(1.98\ \mathrm{D}\), consistente con una polaridad molecular moderada originada en los dipolos de enlace C–F que no se cancelan completamente. El pequeño tamaño y la falta de flexibilidad conformacional producen espectros rotacionales-vibracionales simples en fase gaseosa y facilitan una rápida difusión y volatilización.
Constantes críticas adicionales y datos volumétricos reportados: temperatura crítica \(351.28\ \mathrm{K}\), presión crítica \(5.79\ \mathrm{MPa}\), y volumen crítico \(121\ \mathrm{cm^{3}\,mol^{-1}}\).
Identificadores y sinónimos
Números de registro y códigos
- Número CAS: 75-10-5
- Número CE: 200-839-4
- Número ONU (contexto transporte): reportado como UN 3252 (difluorometano / gas refrigerante R‑32)
- UNII: 77JW9K722X
- ID ChEBI: CHEBI:47855
- ID ChEMBL: CHEMBL115186
Identificadores estructurales (código en línea):
- SMILES: C(F)F
- InChI: InChI=1S/CH2F2/c2-1-3/h1H2
- InChIKey: RWRIWBAIICGTTQ-UHFFFAOYSA-N
Sinónimos y nombres estructurales
Sinónimos comunes e identificadores comerciales reportados incluyen: difluorometano; difluoruro de metileno; fluoruro de metileno; \(\ce{CH2F2}\); R‑32; HFC‑32; Freon‑32; Genetron 32; Khladon 32; FC 32. Estos sinónimos se usan en contextos técnicos, regulatorios y comerciales; los designadores refrigerante R‑32 y HFC‑32 son comúnmente utilizados en especificaciones técnicas de refrigeración y HVAC.
Aplicaciones Industriales y Comerciales
Usos Representativos y Sectores Industriales
El difluorometano se utiliza ampliamente como refrigerante (denotado como HFC‑32 / R‑32) debido a que ofrece alta volatilidad y potencial cero de agotamiento del ozono en comparación con los clorofluorocarbonos tradicionales. Los sectores industriales reportados incluyen sistemas de refrigeración y aire acondicionado, fluidos funcionales para sistemas cerrados y fabricación de maquinaria/aparatos donde se requieren refrigerantes. También se utiliza como gas trazador en aplicaciones de medición en fase gaseosa y como materia prima o intermedio en ciertas síntesis químicas.
Los volúmenes de producción reportados indican una fabricación y uso comercial a gran escala en la producción de refrigerantes y sectores relacionados.
Rol en Síntesis o Formulaciones
En formulaciones, el papel principal es como fluido de trabajo (refrigerante) y como trazador volátil en química analítica. La sustancia se emplea en ciclos de refrigeración de sistema cerrado y como reemplazo de refrigerantes con mayor potencial de agotamiento del ozono; también puede usarse como reactivo o disolvente en ciertas transformaciones orgánicas donde se requiere un medio fluorado volátil e inerte.
Resumen de Seguridad y Manipulación
Toxicidad Aguda y Ocupacional
La exposición aguda por inhalación plantea principalmente riesgos de asfixia y depresión del sistema nervioso central a concentraciones altas (mareo, narcosis); se ha reportado que los vapores pueden causar mareo o pérdida de conciencia sin previo aviso. Estudios de inhalación en animales muestran baja absorción sistémica desde los alvéolos (un pequeño porcentaje de la dosis inhalada se absorbe sistémicamente), con rápida exhalación de la fracción absorbida; el dióxido de carbono es un producto metabólico principal para la fracción menor metabolizada. La LC50 aguda reportada (rata) es de \(1{,}890{,}000\ \mathrm{mg\,m^{-3}}\) para una exposición de 4 horas, indicando que se requieren concentraciones de inhalación muy altas para la letalidad en ese diseño experimental; no obstante, los límites de exposición ocupacional y controles conservadores son apropiados debido a los efectos narcóticos y riesgos de asfixia.
La descomposición o combustión puede producir especies fluoradas tóxicas y corrosivas (productos que contienen fluoruro); la inhalación o exposición a estos productos de combustión es peligrosa.
Para respuesta médica inmediata: retirar a aire fresco, administrar oxígeno si la respiración es difícil y tratar quemaduras por congelación o por contacto con material licuado según protocolos clínicos estándar. Buscar atención médica de emergencia en casos de exposiciones significativas.
Consideraciones de Almacenamiento y Manipulación
- Almacenar en cilindros de gas de alta presión apropiados o en circuitos de sistemas de refrigeración diseñados para gases licuados presurizados; los contenedores deben almacenarse en posición vertical, asegurados y protegidos del calor excesivo.
- Eliminar fuentes de ignición en áreas de almacenamiento y manipulación; se recomienda conexión a tierra y equipotencialidad del equipo para prevenir descargas electrostáticas.
- Proveer ventilación adecuada y detección continua de gases en espacios confinados o salas de máquinas para prevenir acumulación de atmósferas inflamables; los vapores pueden ser más pesados que el aire y acumularse en áreas bajas.
- Usar equipo de protección personal adecuado para gases criogénicos/licuados presurizados: indumentaria térmica protectora y aparato respiratorio autónomo con presión positiva (SCBA) para respuesta a emergencias ante liberaciones grandes o incendios; protección ocular/facial adecuada y guantes aislantes cuando exista riesgo de contacto con líquido criogénico.
- Evitar el contacto del gas licuado con la piel o los ojos (riesgo de quemaduras por congelación) y evitar materiales incompatibles como oxidantes fuertes y sistemas metálicos reactivos (incompatibilidad reportada con aluminio en algunas circunstancias).
- En incidentes de incendio: no extinguir un fuego de gas con fuga a menos que se pueda detener la fuente de fuga de forma segura; usar agentes químicos secos o CO2 para fuegos pequeños y niebla de agua a distancia para fuegos grandes mientras se enfrían los recipientes expuestos. Los cilindros expuestos al fuego pueden ventear, romperse o proyectarse; aislar y evacuar según procedimientos estándar de emergencia.
Para información detallada sobre peligros, transporte y regulación, los usuarios deben consultar la Hoja de Datos de Seguridad (SDS) específica del producto y la legislación local.
Notas de Seguridad y Regulación (resumen)
- La sustancia está clasificada como gas inflamable y se transporta bajo el código ONU 3252 en muchas jurisdicciones; se maneja como gas licuado presurizado en el comercio.
- El potencial de calentamiento global (horizonte temporal de 100 años) se reporta como \(675\) en un contexto experimental; la vida atmosférica está controlada por la reacción con radicales hidroxilo (constante de velocidad reportada del orden de \(1.10\times10^{-14}\ \mathrm{cm^{3}\,molécula^{-1}\,s^{-1}}\)), resultando en una vida atmosférica pluri-anual y una contribución no nula al forzamiento climático.
Para información detallada sobre peligros, transporte y regulación, los usuarios deben consultar la Hoja de Datos de Seguridad (SDS) específica del producto y la legislación local.
