其次,來看看CFC-12加水以后的情況。圖2-2是1molCFC-12和2molH2O的混合物(以下稱“CFC-12 + H20體系”)在101325Pa、 300~2500K范圍內(nèi)的平衡組分組成變化情況。
與純CFC-12相比,本體系導(dǎo)人了H、0兩種元素,平衡產(chǎn)物也發(fā)生了極大變化。由計(jì)算結(jié)果可以看出:由于有了氫源和氧源,熱力學(xué)穩(wěn)定產(chǎn)物變成了HF、HCl和CO2,它們是這個(gè)平衡體系中的主要物種,在室溫到1500K的溫度范圍內(nèi),HCl, CO2的量幾乎不隨溫度變化,1500K以上,HCl和CO2都發(fā)生了離解,溫度越高,離解程度越大,隨著HCl和C02量的下降,體系中H2O、 CO、 Cl、Cl2、H2等的量增幅很多。HF的量在整個(gè)溫度考察區(qū)間上幾乎不變,但其分布卻有一個(gè)明顯特征,就是其多分子聚合體的存在,這在低溫區(qū)特別明顯,其締合的分子數(shù)在2~7個(gè)之間,其中以兩分子締合體最穩(wěn)定,量也最大,室溫時(shí),約有13%的HF是以多分子聚合體的形態(tài)存在的,而到了500K時(shí),這一比例還達(dá)不到0.1%,究其原因,可能是因?yàn)?/span>F元素電負(fù)性很大,易于形成氫鍵的緣故,但是氫鍵隨溫度升高會(huì)受到嚴(yán)重削弱,使大量多分子聚合體(HF)n解散。與純CFC-12體系相比,本體系平衡產(chǎn)物中已經(jīng)完全沒有了CFC-11 , CFC-13等CFCs類物質(zhì),說明CFC-12理論上已達(dá)到100%的分解率,CF4、CCl4、 CF2也已不在考察視野內(nèi)。
經(jīng)計(jì)算,1000K時(shí)HF、HCl、CO2三個(gè)物種占產(chǎn)物的99.973%,除此之外,只有H2O、CO、Cl2, Cl的物質(zhì)的量的比例在10??數(shù)量級(jí)以上,其中占比最大的H2O也僅為8.72 x 10??; 1800K時(shí),三個(gè)主要產(chǎn)物的比例下降到97.171%, CO、H2及Cl、OH、F、H、0等自由基濃度得到很大提升,其中,Cl自由基是次要產(chǎn)物中址最大的物種,其摩爾分?jǐn)?shù)達(dá)到1.2 x 10?2水平,遠(yuǎn)超過了1000K時(shí)H2O的濃度,OH自由基濃度與1000K時(shí)H20的濃度處于同一數(shù)量級(jí);2500K時(shí)HF、HCl、CO2三個(gè)物種占產(chǎn)物的比例下降到79.242%, CO、H2、Cl、OH等物種的童增加得更加明顯,Cl自由基摩爾分?jǐn)?shù)達(dá)到9.1 x10?2,占產(chǎn)物總員的近10%,CO、OH自由基的摩爾分?jǐn)?shù)分別為5.81x10?2,3.9x10?2。次要產(chǎn)物中還出現(xiàn)了一個(gè)新物種氟光氣(COF2 ),其最大值出現(xiàn)在700K,量為2. 82 x10??mol摩爾分?jǐn)?shù)5.64x10??。因此,高溫下Cl、OH等自由基成為體系的重要組分。從平衡產(chǎn)物來看,很高的溫度并不是分解CFC-12所必須的,換句話說,氟利昂的分解并非是溫度越高越好,相對的低溫可能更有利于HF、HCl和CO2的選擇性形成。