Karbon tetrafluorid - Carbon tetrafluoride
|
|||
Navn | |||
---|---|---|---|
IUPAC navn
Tetrafluormetan
Karbon tetrafluorid |
|||
Andre navn
Karbontetrafluorid, perfluormetan, tetrafluorkarbon, Freon 14, Halon 14, Arcton 0, CFC 14, PFC 14, R 14, UN 1982
|
|||
Identifikatorer | |||
3D -modell ( JSmol )
|
|||
ChEBI | |||
ChemSpider | |||
ECHA InfoCard | 100.000.815 | ||
EC -nummer | |||
PubChem CID
|
|||
RTECS -nummer | |||
UNII | |||
CompTox Dashboard ( EPA )
|
|||
|
|||
|
|||
Egenskaper | |||
CF 4 | |||
Molar masse | 88,0043 g/mol | ||
Utseende | Fargeløs gass | ||
Lukt | luktfri | ||
Tetthet | 3,72 g/l, gass (15 ° C) | ||
Smeltepunkt | −183,6 ° C (−298,5 ° F; 89,5 K) | ||
Kokepunkt | −127,8 ° C (−198,0 ° F; 145,3 K) | ||
0,005% V ved 20 ° C 0,0038% V ved 25 ° C |
|||
Løselighet | løselig i benzen , kloroform | ||
Damptrykk | 3,65 MPa ved 15 ° C 106,5 kPa ved −127 ° C |
||
Henrys
lovkonstant ( k H ) |
5,15 atm-cu m/mol | ||
Brytningsindeks ( n D )
|
1.0004823 | ||
Viskositet | 17,32 μPa · s | ||
Struktur | |||
Tetragonal | |||
Tetrahedral | |||
0 D | |||
Farer | |||
Sikkerhetsdatablad | ICSC 0575 | ||
NFPA 704 (branndiamant) | |||
Flammepunkt | Ikke brennbar | ||
Relaterte forbindelser | |||
Andre anioner
|
Tetrachloromethane Tetrabromomethane Tetraiodomethane |
||
Andre kationer
|
Silisiumtetrafluorid Germanium tetrafluorid Tinntetrafluorid Blytetrafluorid |
||
Relaterte fluormetaner
|
Fluormetan Difluormetan Fluoroform |
||
Med mindre annet er angitt, gis data for materialer i standardtilstand (ved 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
|||
bekreft ( hva er ?) | |||
Infobox -referanser | |||
Tetrafluormetan , også kjent som karbontetrafluorid eller R-14, er det enkleste perfluorkarbon ( C F 4 ). Som IUPAC navn angir, er tetrafluor den perfluorerte motstykke til hydrokarbon metan . Det kan også klassifiseres som en haloalkan eller halometan . Tetrafluormetan er et nyttig kjølemiddel, men også en kraftig drivhusgass . Den har en veldig høy bindingsstyrke på grunn av karbon -fluor -bindingens natur .
Bonding
På grunn av de mange karbon -fluor -bindingene og den høye elektronegativiteten til fluor , har karbonet i tetrafluormetan en betydelig positiv delvis ladning som styrker og forkorter de fire karbon -fluor -bindingene ved å gi ytterligere ionisk karakter. Karbon -fluorbindinger er de sterkeste enkeltbindinger innen organisk kjemi . I tillegg styrkes de etter hvert som flere karbon -fluorbindinger tilsettes det samme karbonet. I de ene karbonorganofluorforbindelsene representert av molekyler av fluormetan , difluormetan , trifluormetan og tetrafluormetan er karbon -fluor -bindingene sterkest i tetrafluormetan. Denne effekt skyldes den økte coulombisk attraksjoner mellom fluoratomene og karbonet fordi karbonet har en positiv delvis belastning på 0,76.
Forberedelse
Tetrafluormetan er produktet når en karbonforbindelse, inkludert karbon i seg selv, brennes i en fluoratmosfære. Med hydrokarboner er hydrogenfluorid et koprodukt. Det ble først rapportert i 1926. Det kan også fremstilles ved fluorering av karbondioksid , karbonmonoksid eller fosgen med svoveltetrafluorid . Kommersielt produseres det ved omsetning av hydrogenfluorid med diklordifluormetan eller klortrifluormetan ; det er også produsert under elektrolysen av metall fluorider MF MF 2 ved hjelp av en karbonelektrode.
Selv om det kan lages av et mylder av forløpere og fluor, er elementær fluor dyrt og vanskelig å håndtere. Følgelig har CF
4fremstilles i industriell skala ved bruk av hydrogenfluorid :
- CCl 2 F 2 + 2 HF → CF 4 + 2 HCl
Laboratoriesyntese
Tetrafluormetan kan fremstilles i laboratoriet ved reaksjon av silisiumkarbid med fluor.
- SiC + 4 F 2 → CF 4 + SiF 4
Reaksjoner
Tetrafluormetan er, i likhet med andre fluorkarboner, veldig stabilt på grunn av styrken på karbon -fluor -bindingene. Bindingene i tetrafluormetan har en bindingsenergi på 515 kJ⋅mol -1 . Som et resultat er det inert overfor syrer og hydroksider. Imidlertid reagerer den eksplosivt med alkalimetaller . Termisk spaltning eller forbrenning av CF 4 produserer giftige gasser ( karbonylfluorid og karbonmonoksid ) og vil i nærvær av vann også gi hydrogenfluorid .
Det er svært lite løselig i vann (ca. 20 mg⋅L −1 ), men blandbart med organiske løsningsmidler.
Bruker
Tetrafluormetan brukes noen ganger som et lavtemperatur kjølemiddel (R-14). Den brukes i elektronikk microfabrication alene eller i kombinasjon med oksygen som et plasmaetsemiddel for silisium , silisiumdioksid , og silisiumnitrid . Den har også bruk i nøytrondetektorer.
Miljøeffekter
Tetrafluormetan er en kraftig drivhusgass som bidrar til drivhuseffekten . Den er veldig stabil, har en atmosfærisk levetid på 50 000 år og et høyt drivhusoppvarmingspotensial 6500 ganger CO 2 .
Tetrafluormetan er det vanligste perfluorkarbonet i atmosfæren, der det er betegnet som PFC-14. Den atmosfæriske konsentrasjonen vokser. Fra og med 2019 fortsetter de menneskeskapte gassene CFC-11 og CFC-12 å bidra til en sterkere strålingskraft enn PFC-14.
Selv om det strukturelt ligner klorfluorkarboner (KFK), tømmer ikke tetrafluormetan ozonlaget fordi karbon -fluorbindingen er mye sterkere enn den mellom karbon og klor.
De viktigste industrielle utslippene av tetrafluormetan i tillegg til heksafluoretan produseres under produksjon av aluminium ved bruk av Hall-Héroult-prosess . CF 4 produseres også som produkt av nedbrytning av mer komplekse forbindelser som halokarboner .
Helserisiko
På grunn av dens tetthet kan tetrafluormetan fortrenge luft og skape en kvelningsfare i utilstrekkelig ventilerte områder.
Se også
Referanser
Eksterne linker
- Internasjonalt kjemisk sikkerhetskort 0575
- Nasjonalt forurensningsinventar - Faktablad om fluor og forbindelser
- Data fra Air Liquide
- Damptrykkgraf hos Air Liquide
- MSDS ved Oxford University
- Protokoll for måling av tetrafluormetan og heksafluoretan fra primær aluminiumsproduksjon
- Tabell for kjemiske og fysiske egenskaper
- Nettbokside for CF4