Difluormetano (75-10-5) Propriedades Físicas e Químicas
Difluormetano
Refrigerante hidrofluorocarboneto (HFC‑32) fornecido como gás comprimido e liquefazível para aplicações industriais e comerciais em refrigeração.
| Número CAS | 75-10-5 |
| Família | Fluorometanos (refrigerantes HFC) |
| Forma Típica | Gás incolor (armazenado como gás liquefeito comprimido) |
| Padrões Comerciais | BP, EP, USP |
O difluormetano é um hidrofluorocarboneto de baixo peso molecular da classe estrutural dos fluorometanos; sua fórmula molecular é \(\ce{CH2F2}\). Estruturalmente, é o metano com dois átomos de hidrogênio substituídos por átomos de flúor, produzindo um conjunto substituinte pequeno e simétrico que confere caráter significativo à ligação C–F, forte polaridade da ligação C–F e um dipolo permanente moderado. A ausência de grupos funcionais polares capazes de formar ligações de hidrogênio, combinada com dois átomos altamente eletronegativos de flúor, resulta em baixa área polar superficial e solubilidade aquosa limitada, preservando a estabilidade na fase gasosa e resistência à hidrólise sob condições ambientais normais.
O comportamento físico-químico é dominado pela volatilidade e fracas interações intermoleculares: o difluormetano é um gás incolor em condições ambiente e se liquefaz facilmente sob pressão moderada. Apresenta baixa lipofilicidade (\(\log K_{\mathrm{ow}}\) e valores computados de XLogP são pequenos), biodegradabilidade limitada e persistência atmosférica controlada principalmente pela reação com radicais hidroxila. A substância é não iônica, não possui doadores de ligação de hidrogênio e normalmente exibe baixa propensão a se particionar em sólidos ou sedimentos; é amplamente utilizada onde se requer alta volatilidade e baixo potencial de redução do ozônio, especialmente como refrigerante e como gás traçador em aplicações analíticas.
Os graus comerciais comuns relatados para esta substância incluem: BP, EP, USP.
Propriedades Físicas Básicas
Densidade
Densidades experimentais reportadas para o difluormetano líquido incluem \(0,961\) (valor reportado a \(25\,^\circ\mathrm{C}\)), \(1,052\) (reportado a \(0\,^\circ\mathrm{C}\), líquido) e \(1,2139\ \mathrm{g\,cm^{-3}}\) a \(-52\,^\circ\mathrm{C}\). A densidade crítica (máxima) é reportada como \(0,430\) (adimensional no contexto reportado). Esses valores refletem a forte dependência da temperatura típica de gases halogenados condensados de baixo peso molecular e são relevantes para cálculos de massa–volume no manuseio de gases liquefeitos e no carregamento de sistemas de refrigeração.
Ponto de Fusão
O ponto de fusão reportado é \( -136,8\,^\circ\mathrm{C} \).
Ponto de Ebulição
O ponto de ebulição normal reportado (à pressão ambiente) é \( -51,65\,^\circ\mathrm{C} \).
Pressão de Vapor
A pressão de vapor a \(25\,^\circ\mathrm{C}\) é reportada como \(1,26\times10^{4}\ \mathrm{mm\ Hg}\). Esta pressão de vapor muito alta indica que o composto existe predominantemente como gás sob condições ambiente padrão e explica sua fácil vaporização a partir de reservatórios líquidos.
Ponto de Inflamação
Não há valor experimentalmente estabelecido para esta propriedade disponível no contexto atual.
Propriedades Químicas
Solubilidade e Comportamento de Fase
O difluormetano é descrito essencialmente como gás em condições ambiente e é reportado como insolúvel ou apenas ligeiramente solúvel em água; a solubilidade experimental é reportada como \(0,44\%\) (p/p) em água a \(25\,^\circ\mathrm{C}\). É relatado solúvel em etanol. A pressão de vapor muito alta e a baixa resistência à partição pela lei de Henry resultam em rápida volatilização de superfícies aquosas e do solo; a volatilização é o processo dominante do destino ambiental. A liquefação sob pressão é rotineira para armazenamento e transporte em cilindros pressurizados.
Reatividade e Estabilidade
O difluormetano é termicamente estável sob condições normais de manuseio, mas é um gás inflamável que forma misturas explosivas com o ar. É incompatível com agentes oxidantes e redutores fortes e pode reagir com certos metais (notadamente preocupações relatadas com alumínio) e orgânicos reativos. Sob decomposição térmica ou combustão em alta temperatura, pode liberar espécies fluoradas tóxicas (produtos de decomposição contendo fluoretos). Não contém grupos funcionais hidrolisáveis e não se espera que sofra hidrólise em condições de pH ambiental.
Dados Termodinâmicos
Entalpias Padrão e Capacidade Calorífica
Não há valor experimentalmente estabelecido para esta propriedade disponível no contexto atual.
Parâmetros Moleculares
Massa Molecular e Fórmula
Massa molecular (reportada): \(52,023\). A fórmula molecular é \(\ce{CH2F2}\).
- Massa exata/monoisotópica (reportada): \(52,01245639\).
LogP e Polaridade
Métricas de partição reportadas: XLogP3-AA computado é \(1\) e log Kow experimental reportado é \(0,20\) (apresentado como log Kow = 0.20). A área polar superficial topológica (TPSA) é reportada como \(0\). O composto não possui doadores de ligação de hidrogênio e apresenta um número reportado de aceitadores de ligação de hidrogênio igual a \(2\) (dois átomos de flúor). Esses valores indicam baixa polaridade geral com potencial limitado para interações clássicas de ligação de hidrogênio; a partição em fases lipofílicas é modestamente baixa.
Características Estruturais
Descritores estruturais chave: número de átomos pesados \(3\); número de ligações rotativas \(0\); complexidade molecular \(2,8\) (computada). O momento dipolar é reportado como \(1,98\ \mathrm{D}\), consistente com polaridade molecular moderada decorrente dos dipolos das ligações C–F que não se cancelam completamente. O pequeno tamanho e a ausência de flexibilidade conformacional produzem espectros simples rotacionais-vibracionais em fase gasosa e facilitam difusão e volatilização rápidas.
Constantes críticas adicionais e dados volumétricos reportados: temperatura crítica \(351,28\ \mathrm{K}\), pressão crítica \(5,79\ \mathrm{MPa}\) e volume crítico \(121\ \mathrm{cm^{3}\,mol^{-1}}\).
Identificadores e Sinônimos
Números de Registro e Códigos
- Número CAS: 75-10-5
- Número CE: 200-839-4
- Número ONU (contexto de transporte): reportado como UN 3252 (difluormetano / gás refrigerante R‑32)
- UNII: 77JW9K722X
- ID ChEBI: CHEBI:47855
- ID ChEMBL: CHEMBL115186
Identificadores estruturais (código inline):
- SMILES: C(F)F
- InChI: InChI=1S/CH2F2/c2-1-3/h1H2
- InChIKey: RWRIWBAIICGTTQ-UHFFFAOYSA-N
Sinônimos e Nomes Estruturais
Sinônimos comuns e identificadores comerciais relatados incluem: difluormetano; difluoreto de metileno; fluorometano; \(\ce{CH2F2}\); R‑32; HFC‑32; Freon‑32; Genetron 32; Khladon 32; FC 32. Esses sinônimos são usados em contextos técnicos, regulatórios e comerciais; os designadores de refrigerante R‑32 e HFC‑32 são comumente usados em especificações técnicas de refrigeração e HVAC.
Aplicações Industriais e Comerciais
Usos Representativos e Setores Industriais
O difluorometano é amplamente utilizado como fluido refrigerante (identificado como HFC‑32 / R‑32) devido à sua alta volatilidade e potencial nulo de destruição da camada de ozônio em comparação aos clorofluorcarbonos tradicionais. Os setores industriais relatados incluem sistemas de refrigeração e ar condicionado, fluidos funcionais para sistemas fechados e fabricação de máquinas/aparelhos onde são necessários fluidos refrigerantes. Também é utilizado como gás traçador em aplicações de medição em fase gasosa e como matéria-prima ou intermediário em certas sínteses químicas.
Os volumes de produção relatados indicam fabricação comercial em larga escala e uso na produção de refrigerantes e setores relacionados.
Função na Síntese ou Formulações
Nas formulações, o papel principal é como fluido de trabalho (refrigerante) e como traçador volátil em química analítica. A substância atua em ciclos de refrigeração em sistemas fechados e como substituto de refrigerantes com maior potencial de destruição do ozônio; também pode ser utilizada como reagente ou solvente em transformações orgânicas específicas que requerem um meio volátil, inerte e fluorinado.
Visão Geral de Segurança e Manuseio
Toxicidade Aguda e Ocupacional
A exposição aguda por inalação representa principalmente riscos de asfixia e depressão do sistema nervoso central em concentrações elevadas (tontura, narcoses); foi relatado que os vapores podem causar tontura ou perda de consciência sem aviso prévio. Estudos de inalação em animais indicam baixa absorção sistêmica pelos alvéolos (uma pequena porcentagem da dose inalada é absorvida sistemicamente), com rápida exalação da fração absorvida; o dióxido de carbono é o principal produto metabólico para a fração metabolizada. O valor LC50 agudo (rato) relatado é de \(1{,}890{,}000\ \mathrm{mg\,m^{-3}}\) para uma exposição de 4 horas, indicando que são necessárias concentrações muito altas para letalidade neste modelo; entretanto, limites de exposição ocupacional e controles conservadores são apropriados devido aos efeitos narcóticos e risco de asfixia.
A decomposição ou combustão pode produzir espécies fluoradas tóxicas e corrosivas (produtos contendo fluoreto); a inalação ou exposição a estes produtos de combustão é perigosa.
Para resposta médica imediata: remover para ambiente arejado, administrar oxigênio se houver dificuldade respiratória e tratar queimaduras por frio ou congelamento causados pelo contato com o material liquefeito conforme protocolos clínicos padrão. Buscar atendimento médico de emergência para exposições significativas.
Considerações para Armazenamento e Manuseio
- Armazenar em cilindros de gás apropriados para alta pressão ou em circuitos de sistemas de refrigeração projetados para gases liquefeitos pressurizados; os recipientes devem ficar na posição vertical, fixos e protegidos contra calor excessivo.
- Eliminar fontes de ignição nas áreas de armazenamento e manuseio; é recomendada a aterramento e equipotencialização dos equipamentos para prevenir descargas estáticas.
- Fornecer ventilação adequada e detecção contínua de gases em espaços confinados ou salas técnicas para evitar acumulação de atmosferas inflamáveis; os vapores podem ser mais pesados que o ar e se acumulam em áreas baixas.
- Utilizar equipamentos de proteção individual adequados para gases criogênicos/liquefeitos pressurizados: vestimenta térmica de proteção e aparelho respiratório autônomo com pressão positiva (SCBA) para respostas emergenciais a grandes vazamentos ou incêndios; proteção adequada para olhos/face e luvas isolantes ao manusear risco de contato com líquido criogênico.
- Evitar o contato do gás liquefeito com pele ou olhos (risco de congelamento) e evitar materiais incompatíveis como oxidantes fortes e sistemas metálicos reativos (incompatibilidade relatada com alumínio em algumas circunstâncias).
- Em incêndios: não apagar fogo de gás vazando a menos que a fonte do vazamento possa ser interrompida com segurança; utilizar extintores de pó químico seco ou CO2 para incêndios pequenos e neblina de água em inundação para incêndios maiores, mantendo distância para resfriar os recipientes expostos. Cilindros expostos ao fogo podem ventilar, romper ou projetar-se; isolar e evacuar conforme procedimentos de emergência normais.
Para informações detalhadas sobre perigos, transporte e regulamentações, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (FDS) específica do produto e a legislação local.
Notas de Segurança e Regulamentação (resumo)
- A substância é classificada como gás inflamável e é transportada sob a ONU 3252 em muitas jurisdições; é manuseada como gás liquefeito pressurizado no comércio.
- O potencial de aquecimento global (horizonte temporal de 100 anos) é reportado como \(675\) em um contexto experimental; a vida atmosférica é controlada pela reação com radicais hidroxila (constante de rapidez reportada na ordem de \(1.10\times10^{-14}\ \mathrm{cm^{3}\,molecule^{-1}\,s^{-1}}\)), conferindo vida útil atmosférica de vários anos e contribuição não nula para o forçamento climático.
Para informações detalhadas sobre perigos, transporte e regulamentações, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (FDS) específica do produto e a legislação local.
