디플루오로메탄 (75-10-5) 물리적 및 화학적 특성
디플루오로메탄
산업용 및 상업용 냉각 애플리케이션용으로 공급되는 압축 가능 액화 가스 형태의 하이드로플루오로카본 냉매(HFC‑32)입니다.
| CAS 번호 | 75-10-5 |
| 계열 | 플루오로메탄류 (HFC 냉매) |
| 일반 형태 | 무색 가스 (액화압축가스로 저장) |
| 주요 등급 | BP, EP, USP |
디플루오로메탄은 플루오로메탄 구조 계열의 저분자량 하이드로플루오로카본으로, 분자식은 \(\ce{CH2F2}\)입니다. 구조적으로 메탄 골격에서 두 개의 수소 원자가 플루오린 원자로 치환되어 있으며, 이로 인해 중요한 C–F 결합 특성, 강한 C–F 결합 극성, 그리고 중간 정도의 영구적 쌍극자 모멘트를 부여하는 작고 대칭적인 치환체를 형성합니다. 수소 결합을 형성할 수 있는 극성 작용기가 없고 전기음성도가 높은 두 플루오린 원자가 결합되어 있어 극성 표면적이 낮고 수용성은 제한적이지만, 가스상 안정성과 정상 환경 조건에서의 가수분해 저항성을 유지합니다.
물리화학적 거동은 휘발성과 약한 분자간 상호작용이 지배적입니다: 디플루오로메탄은 상온에서 무색 가스이며, 적당한 압력 하에서 쉽게 액화됩니다. 지질친화성(\(\log K_{\mathrm{ow}}\) 및 계산된 XLogP 값)이 낮고, 생분해성은 제한적이며, 대기 내 잔존 시간은 주로 하이드록실 라디칼과의 반응에 의해 결정됩니다. 이 물질은 이온성도 아니며, 수소 결합 공여자가 없고 일반적으로 고체나 퇴적물로의 분배 경향이 낮습니다. 높은 휘발성과 낮은 오존층 파괴 잠재력이 요구되는 곳에서 냉매 및 분석용 추적 가스로 널리 사용됩니다.
이 물질에 대해 보고된 일반 상업 등급은 BP, EP, USP입니다.
기본 물리적 특성
밀도
액체 디플루오로메탄의 실험 밀도는 \(25\,^\circ\mathrm{C}\)에서 \(0.961\), \(0\,^\circ\mathrm{C}\)에서\(1.052\) (액체 상태), \(-52\,^\circ\mathrm{C}\)에서 \(1.2139\ \mathrm{g\,cm^{-3}}\)로 보고되어 있습니다. 임계(최대) 밀도는 보고된 문맥에서 무차원 값으로 \(0.430\)입니다. 이러한 값들은 저분자량 할로겐화 응축 가스의 강한 온도 의존성을 반영하며, 액화 가스 취급 및 냉각 시스템 충전 시 질량-부피 계산에 중요합니다.
융점
보고된 융점은 \( -136.8\,^\circ\mathrm{C} \)입니다.
비점
정상 압력(상압)에서의 비점은 \( -51.65\,^\circ\mathrm{C} \)로 보고되어 있습니다.
증기압
\(25\,^\circ\mathrm{C}\)에서의 증기압은 \(1.26\times10^{4}\ \mathrm{mm\ Hg}\)로 보고됩니다. 매우 높은 증기압은 이 화합물이 표준 상온 조건에서 주로 기체 상태임을 나타내며, 액체 저장소에서 쉽게 기화됨을 설명합니다.
인화점
현재 데이터 문맥에서는 이 특성에 대한 실험적 확립 값이 없습니다.
화학적 특성
용해도 및 상 거동
디플루오로메탄은 상온 조건에서 본질적으로 기체로 간주되며 물에 불용성이거나 희박하게 용해된다고 보고됩니다; 실험적 용해도는 \(25\,^\circ\mathrm{C}\)에서 물에 대해 \(0.44\%\) (w/w)로 보고됩니다. 에탄올에는 용해성이 있습니다. 매우 높은 증기압과 낮은 헨리 법칙 분배 저항으로 인해 수상 및 토양 표면에서 빠른 휘발을 일으키며, 휘발은 지배적인 환경 운명 과정입니다. 압력 하 액화는 실린더 내 저장 및 수송에 일반적으로 수행됩니다.
반응성 및 안정성
디플루오로메탄은 일반 취급 조건에서 열적 안정성이 있으나, 공기와 폭발성 혼합물을 형성할 수 있는 가연성 가스입니다. 강한 산화제 및 환원제와는 부합하지 않으며, 특정 금속(특히 알루미늄 관련 보고된 우려) 및 반응성 유기물과 반응할 수 있습니다. 열분해 또는 고온 연소 시 독성 플루오린 함유 분해 생성물을 방출할 수 있습니다. 가수분해 가능한 작용기를 포함하지 않으며, 환경 pH 조건 하에서 가수분해가 발생하는 것으로 예상되지 않습니다.
열역학 데이터
표준 엔탈피 및 열용량
현재 데이터 문맥에서는 이 특성에 대한 실험적으로 확립된 값이 없습니다.
분자 매개변수
분자량 및 분자식
분자량(보고된 값): \(52.023\). 분자식은 \(\ce{CH2F2}\)입니다.
- 정확한/모노이소토픽 질량(보고된 값): \(52.01245639\).
LogP 및 극성
보고된 분배 계수 지표: 계산된 XLogP3-AA 값은 \(1\), 보고된 실험 log Kow 값은 \(0.20\) (log Kow = 0.20으로 표시)입니다. 토폴로지 극성 표면적(TPSA)은 \(0\)으로 보고됩니다. 이 화합물은 수소 결합 공여자가 없고, 수소 결합 수용체가 \(2\)개 (두 개의 플루오린 원자)로 보고되어 있습니다. 이 값들은 전반적으로 낮은 극성 및 고전적 수소 결합 상호작용 가능성 제한을 나타내며, 지질친화 상(리포필릭 페이즈)으로의 분배 가능성이 적절함을 의미합니다.
구조적 특성
주요 구조 기술자: 중원자 수(heavy atom count) \(3\); 회전 가능한 결합수 \(0\); 분자 복잡도 \(2.8\) (계산된 값). 쌍극자 모멘트는 \(1.98\ \mathrm{D}\)로 보고되며, 이는 완전히 상쇄되지 않는 C–F 결합 쌍극자에 기인한 중간 정도의 분자 극성에 부합합니다. 작은 크기와 낮은 입체유연성은 단순한 가스상 회전-진동 스펙트럼을 생성하며 신속한 확산과 휘발을 촉진합니다.
추가 보고된 임계 상수 및 부피 데이터: 임계 온도 \(351.28\ \mathrm{K}\), 임계 압력 \(5.79\ \mathrm{MPa}\), 임계 부피 \(121\ \mathrm{cm^{3}\,mol^{-1}}\).
식별자 및 동의어
등록번호 및 코드
- CAS 번호: 75-10-5
- EC 번호: 200-839-4
- UN 번호 (운송 문맥): UN 3252 (디플루오로메탄 / 냉매 가스 R‑32)로 보고됨
- UNII: 77JW9K722X
- ChEBI ID: CHEBI:47855
- ChEMBL ID: CHEMBL115186
구조 식별자 (인라인 코드):
- SMILES: C(F)F
- InChI: InChI=1S/CH2F2/c2-1-3/h1H2
- InChIKey: RWRIWBAIICGTTQ-UHFFFAOYSA-N
동의어 및 구조 명칭
일반 동의어 및 상업적 식별자로 보고된 것은 다음과 같습니다: 디플루오로메탄; 메틸렌 디플루오라이드; 메틸렌 플루오라이드; \(\ce{CH2F2}\); R‑32; HFC‑32; 프레온‑32; 제네트론 32; 클라도른 32; FC 32. 이 동의어들은 기술적, 규제 및 상업적 문맥에서 사용되며, 냉매 지정자 R‑32와 HFC‑32는 냉각 및 HVAC 기술 명세에서 일반적으로 사용됩니다.
산업 및 상업적 응용
대표적 용도 및 산업 분야
디플루오로메테인은 냉매(HFC‑32 / R‑32)로 널리 사용되며, 이는 기존 염화플루오로카본에 비해 높은 증발성 및 오존층 파괴 가능성이 없기 때문입니다. 보고된 산업 분야에는 냉장 및 공기조화 시스템, 기능성 폐쇄 시스템 유체, 냉매가 필요한 기계/가전 제조업이 포함됩니다. 또한 기상 측정 분야에서 트레이서 가스로 사용되며, 선택적 화학 합성에서 출발 원료 또는 중간체로도 사용됩니다.
보고된 생산량은 냉매 생산 및 관련 분야에서 대규모 상업적 제조 및 사용을 나타냅니다.
합성 또는 제형에서의 역할
제형에서는 주로 작업 유체(냉매) 및 분석 화학에서 휘발성 트레이서로서의 역할을 합니다. 이 물질은 폐쇄형 냉각 사이클에서 사용되며, 오존 파괴 가능성이 높은 냉매를 대체합니다. 또한 휘발성이고 불활성인 불소화 매질이 필요한 선택적 유기 반응에서 시약 또는 용매로 사용될 수 있습니다.
안전 및 취급 개요
급성 및 직업적 독성
급성 흡입 노출 시 주로 높은 농도에서 질식 및 중추신경계 억제 위험(어지러움, 마취)을 나타냅니다; 증기는 예고 없이 어지러움 또는 의식 상실을 유발할 수 있음이 보고되었습니다. 동물 흡입 연구에 따르면 폐포에서 전신 흡수율이 낮으며(흡입량 중 소량만 전신으로 흡수됨), 흡수된 분획은 신속하게 배출됩니다; 대사된 소량 분획의 주요 대사 생성물은 이산화탄소입니다. 급성 LC50(쥐)는 4시간 노출 기준 \(1{,}890{,}000\ \mathrm{mg\,m^{-3}}\)로 매우 높은 흡입 농도가 치사량에 필요함을 나타내지만, 마취 영향과 질식 위험 때문에 직업적 노출 한도와 보수적인 통제 조치가 적합합니다.
분해 또는 연소 시 독성 및 부식성 불소화 물질(플루오라이드 함유 생성물)이 생성될 수 있으며, 이들 연소 생성물의 흡입 또는 노출은 위험합니다.
즉각적인 응급 처치는 신선한 공기로 이동시키고, 호흡이 어려울 경우 산소를 투여하며, 액화물질과의 접촉으로 인한 동상이나 냉상처는 표준 임상 지침에 따라 치료하십시오. 중대한 노출 시 긴급 의료진의 진료를 받으십시오.
저장 및 취급 고려사항
- 액화 압축 가스용으로 설계된 적절한 고압 가스 실린더 또는 냉동 시스템 회로에 저장하며, 용기는 직립 상태로 고정하고 과열을 방지해야 합니다.
- 저장 및 취급 구역에서 점화원을 제거하고, 정전기 방지용 접지 및 본딩을 권장합니다.
- 밀폐 공간 또는 기계실에서는 적절한 환기 및 연속 가스 감지 시스템을 설치하여 가연성 대기 축적을 방지하십시오; 증기는 공기보다 무거워 저지대에 모일 수 있습니다.
- 응급 상황의 대량 누출 또는 화재 시에는 열보호 복장과 양압형 독립형 호흡기(SCBA)를 착용하고, 동상 위험이 있는 극저온 액체 접촉 시 적절한 눈/안면 보호구 및 단열 장갑을 사용하십시오.
- 액화 가스가 피부나 눈에 닿지 않도록 주의하며(동상 위험), 강력 산화제나 반응성 금속계(특히 알루미늄과의 상극 사례 보고됨)와의 접촉을 피하십시오.
- 화재 발생 시 누출원이 안전하게 차단될 수 없는 한 누출된 가스 화재를 진압하지 마십시오; 소규모 화재에는 건조 화학약품 또는 CO2를 사용하고, 대규모 화재 시에는 멀리서 물안개 소화를 하면서 노출된 용기를 냉각하십시오. 화재에 노출된 실린더는 배기, 파열 또는 로켓 현상이 발생할 수 있으므로 표준 비상 절차에 따라 격리 및 대피하십시오.
상세한 유해성, 운송 및 규제 관련 정보는 제품별 안전보건자료(SDS) 및 현지 법규를 참조하십시오.
안전 및 규제 참고 사항 (간략)
- 본 물질은 가연성 가스로 분류되며, 많은 관할구역에서 UN 3252로 운송됩니다; 상업적으로는 압축 액화 가스로 취급됩니다.
- 100년 시간척도 지구온난화잠재력(GWP)은 실험적 맥락에서 \(675\)로 보고되었으며, 대기 중 수산기라디칼과의 반응에 의해 대기 수명이 결정됩니다(보고된 속도상수는 \(1.10\times10^{-14}\ \mathrm{cm^{3}\,molecule^{-1}\,s^{-1}}\) 수준). 이에 따라 다년간 대기 수명을 가지며 기후 강제력에 비제로 기여를 합니다.
상세한 유해성, 운송 및 규제 관련 정보는 제품별 안전보건자료(SDS) 및 현지 법규를 참조하십시오.
