Koltetrafluorid
Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 2 december 2019; kontroller kräver 12 redigeringar .| koltetrafluorid | |||
|---|---|---|---|
| | |||
| Allmän | |||
| Systematiskt namn |
kolfluorid(IV), koltetrafluorid | ||
| Förkortningar | R14 | ||
| Traditionella namn | tetrafluormetan, tetrafluorkol, perfluormetan, metforan, koltetrafluorid, koltetrafluorid, freon 14, freon 14 | ||
| Chem. formel | CF4 _ | ||
| Fysikaliska egenskaper | |||
| stat | färglös, luktfri gas | ||
| Molar massa | 88,0043 g/ mol | ||
| Densitet |
gas 3,72 g/l; vätska 1,96 kg/l vid -184 °C |
||
| Termiska egenskaper | |||
| Temperatur | |||
| • smältning | -183,6°C | ||
| • kokande | -127,8°C | ||
| Kritisk punkt |
temperatur: -45,65 °C tryck: 3,745 MPa densitet: 0,625 g/cm³ |
||
| Entalpi | |||
| • utbildning | −933 kJ/mol | ||
| Kemiska egenskaper | |||
| Löslighet | |||
| • i vatten | 0,005 % vid 20°C | ||
| • i andra ämnen | blandbar med etanol , eter , bensen | ||
| Optiska egenskaper | |||
| Brytningsindex | 1,113 | ||
| Strukturera | |||
| Dipolmoment | 0,461 D | ||
| Klassificering | |||
| Reg. CAS-nummer | 75-73-0 | ||
| PubChem | 6393 | ||
| Reg. EINECS-nummer | 200-896-5 | ||
| LEDER | C(F)(F)(F)F | ||
| InChI | InChI=1S/CF4/c2-1(3,4)5TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N | ||
| RTECS | FG4920000 | ||
| CHEBI | 38825 | ||
| ChemSpider | 6153 | ||
| Säkerhet | |||
| Begränsa koncentrationen | 3000 mg/m³ | ||
| Giftighet | Giftfri. Har inte cancerframkallande och teratogena egenskaper. | ||
| NFPA 704 |
0
ett
0 |
||
| Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges. | |||
| Mediafiler på Wikimedia Commons | |||
Tetrafluormetan ( koltetrafluorid, koltetrafluorid, CF 4 ) är en binär kemisk förening . Kommersiella namn på föreningen när den används som köldmedium : freon-14, freon-14.
Tetrafluormetan är den enklaste av perfluorkolvätena . Jämfört med andra koltetrahalider har den högre kemisk resistens. På grund av det stora antalet kol - fluorbindningar och den höga elektronegativiteten hos fluor har kolatomen i denna förening en betydande positiv laddning, vilket stärker och förkortar kol-fluorbindningen.
Praktiskt taget giftfritt.
Tetrafluormetan är den starkaste växthusgasen [ 1] .
Fysiska egenskaper
Vid rumstemperatur är det en kemiskt inert, färglös, luktfri och smaklös gas , cirka 3 gånger tyngre än luft. Dess smältpunkt är -184°C och dess kokpunkt är -128°C.
Mycket dåligt lösligt i vatten (20 mg/kg vid 20°C [2] ), i etanol (ca 80 mg/kg vid 25°C [3] ) och bensen (ca 64 mg/kg vid 25°C [4] ).
Av de fyra fluorderivaten av metan -fluormetan , difluormetan , trifluormetan och tetrafluormetan är bindningen mellan fluor- och kolatomerna i tetrafluormetan den starkaste. Detta beror på den höga elektronegativiteten hos fluoratomer, som drar elektronmolnet från kolatomen mot sig själva, vilket resulterar i att kolatomen är positivt laddad: +0,76 av den elementära laddningen , och detta förstärker Coulomb-krafterna mellan positivt laddade kolatomer och negativt laddade fluoratomer.
Kemiska egenskaper
Tetrafluormetan, liksom andra perfluorkolväten, är mycket stabil på grund av styrkan hos fluor-kolbindningen och är en av de mest stabila föreningarna bland alla organiska ämnen . Bindningsenergin i denna förening är 515 kJ/mol. Därför är det inert mot syror och baser .
Vid höga temperaturer, i närvaro av syre eller i luft, sönderdelas det och bildar karbonylfluorid och kolmonoxid (II) .
Reagerar med vissa aktiva metaller och med alkalimetaller :
Kontakt av tetrafluormetan med en låga som överstiger syre producerar giftiga gaser ( karbonylfluorid och kolmonoxid ); i närvaro av vatten bildas vätefluorid .
Får
Ren tetrafluormetan syntetiserades första gången 1926 [5] .
Tetrafluormetan kan erhållas under laboratorieförhållanden genom att reagera kiselkarbid med fluor :
Det kan också göras genom fluorering av koldioxid , kolmonoxid eller fosgen med svaveltetrafluorid :
Vid en temperatur på 350-375 ° C reagerar kol i form av grafit med kvävetrifluorid :
Ett sätt att erhålla är reaktionen vid en temperatur över 900 ° C av kol med fluor :
Inom industrin, på grund av svårigheten att erhålla elementärt fluor och dess höga kostnad, erhålls tetrafluormetan från difluordiklormetan eller klortrifluormetan genom inverkan av vätefluorid :
Som en biprodukt bildas tetrafluormetan i industrin under fluorering av eventuella organiska föreningar och under produktion av aluminium genom en elektrolytisk metod, under elektrolys av metallfluorider som utgör kryolit med hjälp av en kolelektrod .
Användning
- Tetrafluormetan används ibland som lågtemperaturköldmedium ( kommersiella namn Freon -14, Freon - 14).
- Inom mikroelektronik, ensamt eller i kombination med syre i plasmaetsningsprocesser av kisel , kiseldioxid eller kiselnitrid .
- Komponent i andningsblandningar för djuphavsdykning.
- I automatiska brandsläckningssystem .
- Ozonnedbrytningsstabilisator . _ _
- Spädningsmedel för gasblandningar vid kemiska reaktioner .
- Reagens för att erhålla organofluorföreningar.
Miljöpåverkan
Tetrafluormetan är en gas med stark växthuseffekt . Den globala uppvärmningspotentialen (GWP) för tetrafluormetan över ett tidsintervall på 100 år är 7390 enheter, som jämförelse är GWP för den huvudsakliga växthusgasen - koldioxid (CO 2 ) lika med 1. Men denna gas gör ännu inte ett betydande bidrag till växthuseffekten, eftersom dess koncentration är mycket låg i atmosfären. Tetrafluormetan är en mycket stabil förening, dess halveringstid i atmosfären är cirka 50 000 år, och därför sker dess gradvisa teknogeniska ackumulering i atmosfären.
Tetrafluormetan liknar sin struktur till klorfluormetaner , men till skillnad från dem bryter inte tetrafluormetan ut ozonskiktet . Detta beror på att ozon förstör de kloratomer som bildas under fotodissociationen av klorfluorkolväten under påverkan av ultraviolett strålning från solen.
Risk för att använda
Tetrafluormetan är ogiftigt, men långvarig inandning av luft med låga koncentrationer kan ge en narkotisk effekt [6] .
Vid inandning av luft med högre koncentrationer är syresvält och utveckling av symtom som liknar höjdsjuka möjlig - åtföljd av huvudvärk , grumling av medvetandet, illamående , yrsel .
Flytande tetrafluormetan kan orsaka köldskador vid kontakt med huden.
Tetrafluormetan är tre gånger tyngre än luft, därför kan det ackumuleras i den nedre delen av otillräckligt ventilerade rum, tekniska brunnar, källare, vilket minskar syrekoncentrationen i luften. Om en person går in i en sådan atmosfär är hans snabba död från kvävning möjlig.
Se även
Anteckningar
- ↑ P. Forster, P., V. Ramaswamy et al.: Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing . I: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Bidrag från arbetsgrupp I till den fjärde utvärderingsrapporten från den mellanstatliga panelen för klimatförändringar . Cambridge University Press, Cambridge och New York 2007, S. 212 ( PDF Arkiverad 15 december 2007 på Wayback Machine ).
- ↑ BA Cosgrove, J. Walkley: Lösligheter av gaser i H 2 O och 2 H 2 O. i: J. Chromatogr. A 216, 1981, S. 161-167; doi:10.1016/S0021-9673(00)82344-4 .
- ↑ Shiqing Bo, Rubin Battino, Emmerich Wilhelm: Gasernas löslighet i vätskor. 19. Lösligheten av He, Ne, Ar, Kr, Xe, CH4 , CF4 , SF6 i normala 1- alkanoler nC I H 2I+1 OH (1 ≤ I ≤ 11) vid 298,15 K. I: J. Chem. Eng. Databand 38, Nr. 4, 1993, S. 611-616; doi:10.1021/je00012a035 .
- ↑ Graham Archer, Joel H. Hildebrand: Lösligheten och entropin av lösning av koltetrafluorid och svavelhexafluorid i ickepolära lösningsmedel. I: The Journal of Physical Chemistry Band 67, Nr. 9, 1963, S. 1830-1833; doi:10.1021/j100803a021 .
- ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan. (1997), Chemistry of the Elements (2:a upplagan), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-08-037941-9
- ↑ Databladt Tetrafluoromethane bei Air Liquide.
| Freoner (freoner) | |
|---|---|
| Fluorkolväten |
|
| Fluorkolväten |
|
| Fluorklorkolväten |
|
| Klorfluorkolväten |
|
| Fluorbromkolväten, fluorbromkolväten |
|
| Fluorkolväten |
|