Karbon tetrafluorid - Carbon tetrafluoride

Karbon tetrafluorid
Karbon-tetrafluorid-2D-dimensjoner.png
Carbon-tetrafluoride-3D-balls-B.png
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 Rediger dette på Wikidata
EC -nummer
RTECS -nummer
UNII
  • InChI = 1S/CF4/c2-1 (3,4) 5 kryss avY
    Nøkkel: TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N kryss avY
  • InChI = 1/CF4/c2-1 (3,4) 5
  • FC (F) (F) F
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
5,15 atm-cu m/mol
1.0004823
Viskositet 17,32 μPa · s
Struktur
Tetragonal
Tetrahedral
0 D
Farer
Sikkerhetsdatablad ICSC 0575
NFPA 704 (branndiamant)
1
0
0
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).
kryss avY bekreft  ( hva er   ?) kryss avY☒N
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
4
fremstilles 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

Mauna Loa tetrafluormetan (CF 4 ) tidsrekke.
Atmosfærisk konsentrasjon av CF 4 (PFC-14) kontra lignende menneskeskapte gasser (høyre graf). Legg merke til loggskalaen.

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