Tetrafluorura de carbon
Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 2 decembrie 2019; verificările necesită 12 modificări .| tetrafluorura de carbon | |||
|---|---|---|---|
| | |||
| General | |||
Nume sistematic |
fluorura de carbon(IV), tetrafluorura de carbon | ||
| Abrevieri | R14 | ||
| Nume tradiționale | tetrafluormetan, tetrafluorocarbon, perfluormetan, metforan, tetrafluorura de carbon, tetrafluorura de carbon, freon 14, freon 14 | ||
| Chim. formulă | CF4 _ | ||
| Proprietăți fizice | |||
| Stat | gaz incolor, inodor | ||
| Masă molară | 88,0043 g/ mol | ||
| Densitate |
gaz 3,72 g/l; lichid 1,96 kg/l la -184 °C |
||
| Proprietati termice | |||
| Temperatura | |||
| • topirea | -183,6°C | ||
| • fierbere | -127,8°C | ||
| Punct critic |
temperatura: -45,65 °C presiune: 3.745 MPa densitate: 0,625 g/cm³ |
||
| Entalpie | |||
| • educaţie | −933 kJ/mol | ||
| Proprietăți chimice | |||
| Solubilitate | |||
| • in apa | 0,005% la 20°C | ||
| • în alte substanţe | miscibil cu etanol , eter , benzen | ||
| Proprietati optice | |||
| Indicele de refracție | 1.113 | ||
| Structura | |||
| Moment dipol | 0,461 D | ||
| Clasificare | |||
| Reg. numar CAS | 75-73-0 | ||
| PubChem | 6393 | ||
| Reg. numărul EINECS | 200-896-5 | ||
| ZÂMBETE | C(F)(F)(F)F | ||
| InChI | InChl=1S/CF4/c2-1(3,4)5TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N | ||
| RTECS | FG4920000 | ||
| CHEBI | 38825 | ||
| ChemSpider | 6153 | ||
| Siguranță | |||
| Limitați concentrația | 3000 mg/m³ | ||
| Toxicitate | Non-toxic. Nu are proprietăți cancerigene și teratogene. | ||
| NFPA 704 |
0
unu
0 |
||
| Datele se bazează pe condiții standard (25 °C, 100 kPa), dacă nu este menționat altfel. | |||
| Fișiere media la Wikimedia Commons | |||
Tetrafluormetanul ( tetrafluorura de carbon, tetrafluorura de carbon, C F 4 ) este un compus chimic binar . Denumiri comerciale ale compusului atunci când este utilizat ca agent frigorific : freon-14, freon-14.
Tetrafluormetanul este cel mai simplu dintre perfluorocarburi . În comparație cu alte tetrahalogenuri de carbon, are o rezistență chimică mai mare. Datorită numărului mare de legături carbon - fluor și electronegativității ridicate a fluorului , atomul de carbon din acest compus are o sarcină pozitivă semnificativă, care întărește și scurtează legătura carbon-fluor.
Practic non-toxic.
Tetrafluormetanul este cel mai puternic gaz cu efect de seră [1] .
Proprietăți fizice
La temperatura camerei, este un gaz inert chimic, incolor, inodor și fără gust , de aproximativ 3 ori mai greu decât aerul. Punctul său de topire este -184°C și punctul său de fierbere este -128°C.
Foarte slab solubil în apă (20 mg/kg la 20°C [2] ), în etanol (aproximativ 80 mg/kg la 25°C [3] ) și benzen (aproximativ 64 mg/kg la 25°C [4] ).
Dintre cei 4 derivați de fluor ai metanului - fluormetan , difluormetan , trifluormetan și tetrafluormetan, legătura dintre atomii de fluor și carbon din tetrafluormetan este cea mai puternică. Acest lucru se datorează electronegativității ridicate a atomilor de fluor, care trag norul de electroni de la atomul de carbon spre ei înșiși, drept urmare atomul de carbon este încărcat pozitiv: +0,76 din sarcina elementară și acest lucru sporește forțele Coulomb între atom de carbon încărcat pozitiv și atomi de fluor încărcat negativ.
Proprietăți chimice
Tetrafluormetanul, ca și alte perfluorcarburi, este foarte stabil datorită rezistenței legăturii fluor-carbon și este unul dintre cei mai stabili compuși dintre toate substanțele organice . Energia de legare în acest compus este de 515 kJ/mol. Prin urmare, este inert față de acizi și baze .
La temperaturi ridicate, în prezența oxigenului sau în aer, se descompune formând fluorură de carbonil și monoxid de carbon (II) .
Reacţionează cu unele metale active şi cu metale alcaline :
Contactul tetrafluormetanului cu o flacără în exces de oxigen produce gaze toxice ( fluorura de carbonil și monoxid de carbon ); în prezența apei, se formează fluorură de hidrogen .
Obținerea
Tetrafluormetanul pur a fost sintetizat pentru prima dată în 1926 [5] .
Tetrafluormetanul poate fi obținut în condiții de laborator prin reacția carburei de siliciu cu fluor :
De asemenea, poate fi produs prin fluorurarea dioxidului de carbon , a monoxidului de carbon sau a fosgenului cu tetrafluorura de sulf :
La o temperatură de 350-375 ° C , carbonul sub formă de grafit reacţionează cu trifluorura de azot :
O modalitate de a obține este reacția la o temperatură de peste 900 ° C a carbonului cu fluor :
În industrie, din cauza dificultății de obținere a fluorului elementar și a costului său ridicat, tetrafluormetanul se obține din difluordiclormetan sau clorotrifluormetan prin acțiunea fluorurii de hidrogen :
Ca produs secundar, tetrafluormetanul se formează în industrie în timpul fluorizării oricăror compuși organici și în timpul producției de aluminiu printr-o metodă electrolitică, în timpul electrolizei fluorurilor metalice care alcătuiesc criolitul folosind un electrod de carbon .
Utilizare
- Tetrafluormetanul este uneori folosit ca agent frigorific la temperatură joasă (denumiri comerciale Freon -14, Freon - 14).
- În microelectronică, singur sau în combinație cu oxigen în procesele de gravare cu plasmă de siliciu , dioxid de siliciu sau nitrură de siliciu .
- Componentă a amestecurilor de respirație pentru scufundări la adâncime.
- În sistemele automate de stingere a incendiilor .
- Stabilizator de descompunere a ozonului .
- Diluant pentru amestecuri de gaze în timpul reacțiilor chimice .
- Reactiv pentru obținerea compușilor organofluorinați.
Impactul asupra mediului
Tetrafluormetanul este un gaz cu efect de seră puternic . Potențialul de încălzire globală (GWP) al tetrafluormetanului pe un interval de timp de 100 de ani este de 7390 de unități, pentru comparație, GWP-ul principalului gaz cu efect de seră - dioxid de carbon (CO 2 ) este luat egal cu 1. Dar acest gaz încă nu produce o contribuție semnificativă la efectul de seră, deoarece concentrația sa foarte scăzută în atmosferă. Tetrafluormetanul este un compus foarte stabil, timpul său de înjumătățire în atmosferă este de aproximativ 50.000 de ani și, prin urmare, are loc acumularea lui tehnologică treptată în atmosferă.
Tetrafluormetanul este similar ca structură cu clorofluormetanii , dar spre deosebire de aceștia, tetrafluormetanul nu epuizează stratul de ozon . Acest lucru se datorează faptului că ozonul distruge atomii de clor formați în timpul fotodisocierii clorofluorocarburilor sub influența radiațiilor ultraviolete de la Soare.
Pericol de utilizare
Tetrafluormetanul este netoxic, dar inhalarea pe termen lung a aerului cu concentrații scăzute poate provoca un efect narcotic [6] .
La inhalarea aerului cu concentrații mai mari, este posibilă înfometarea de oxigen și dezvoltarea unor simptome similare cu răul de altitudine - însoțite de dureri de cap , tulburări de conștiență, greață , amețeli .
Tetrafluormetanul lichefiat poate provoca degeraturi la contactul cu pielea.
Tetrafluormetanul este de trei ori mai greu decât aerul, prin urmare se poate acumula în partea inferioară a încăperilor insuficient ventilate, puțurilor tehnice, subsoluri, reducând concentrația de oxigen din aer. Dacă o persoană intră într-o astfel de atmosferă, moartea sa rapidă prin sufocare este posibilă.
Vezi și
Note
- ↑ P. Forster, P., V. Ramaswamy et al.: Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forceing . În: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribuția Grupului de lucru I la cel de-al patrulea raport de evaluare al Grupului interguvernamental de expertiză privind schimbările climatice . Cambridge University Press, Cambridge und New York 2007, S. 212 ( PDF arhivat 15 decembrie 2007 la Wayback Machine ).
- ↑ BA Cosgrove, J. Walkley: Solubilities of gas in H 2 O and 2 H 2 O. in: J. Chromatogr. A 216, 1981, S. 161-167; doi:10.1016/S0021-9673(00)82344-4 .
- ^ Shiqing Bo, Rubin Battino, Emmerich Wilhelm: Solubilitatea gazelor în lichide. 19. Solubilitatea He, Ne, Ar, Kr, Xe, CH4 , CF4 , SF6 în 1 - alcanoli normali nCI H 2I+1 OH (1 ≤ I ≤ 11) la 298,15 K. În: J. Chim. ing. Banda de date 38, Nr. 4, 1993, S. 611-616; doi:10.1021/je00012a035 .
- ↑ Graham Archer, Joel H. Hildebrand: Solubilitatea și entropia soluției de tetrafluorura de carbon și hexafluorura de sulf în solvenți nepolari. În: The Journal of Physical Chemistry Band 67, Nr. 9, 1963, S. 1830-1833; doi:10.1021/j100803a021 .
- ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan. (1997), Chimia elementelor (ed. a doua), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-08-037941-9
- ↑ Datenblatt Tetrafluoromethane bei Air Liquide.
| Freoni (freoni) | |
|---|---|
| Fluorocarburi |
|
| Fluorocarburi |
|
| Fluoroclorohidrocarburi |
|
| Clorofluorocarburi |
|
| Fluorobromocarburi, fluorobromohidrocarburi |
|
| Fluorocarburi |
|