| |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Имена ИЮПАК Тетрафторметан Тетрафторид углерода | |||
| Другие имена Тетрафторид углерода, перфторметан, тетрафторуглерод, фреон 14, галон 14, арктон 0, CFC 14, PFC 14, R 14, ООН 1982 | |||
| Идентификаторы | |||
3D модель ( JSmol ) | |||
| ЧЭБИ | |||
| ChemSpider | |||
| ECHA InfoCard | 100.000.815  | ||
| Номер ЕС |
| ||
PubChem CID | |||
| Номер RTECS |
| ||
| UNII | |||
CompTox Dashboard ( EPA ) | |||
| |||
| |||
| Характеристики | |||
| CF 4 | |||
| Молярная масса | 88,0043 г / моль | ||
| Внешность | Бесцветный газ | ||
| Запах | без запаха | ||
| Плотность | 3,72 г / л, газ (15 ° C) | ||
| Температура плавления | -183,6 ° С (-298,5 ° F, 89,5 К) | ||
| Точка кипения | -127,8 ° С (-198,0 ° F, 145,3 К) | ||
| 0,005% В при 20 ° C 0,0038% В при 25 ° C | |||
| Растворимость | растворим в бензоле , хлороформе | ||
| Давление газа | 3,65 МПа при 15 ° C 106,5 кПа при −127 ° C | ||
Константа закона Генри ( k H ) | 5,15 атм-м3 / моль | ||
Показатель преломления ( n D ) | 1.0004823 [1] | ||
| Вязкость | 17,32 мкПа · с [2] | ||
| Структура | |||
| Тетрагональный | |||
| Тетраэдр | |||
| 0 Д | |||
| Опасности | |||
| Паспорт безопасности | ICSC 0575 | ||
| NFPA 704 (огненный алмаз) |  0 1 0 SA | ||
| точка возгорания | Негорючий | ||
| Родственные соединения | |||
Другие катионы | Тетрафторид кремния Тетрафторид германия Тетрафторид олова Тетрафторид свинца | ||
Родственные фторметаны | Фторметан Дифторметан Фтороформ | ||
Родственные соединения | Тетрахлорметан Тетрабромметан Тетраиодметан | ||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |||
 проверить ( что есть ?)  | |||
| Ссылки на инфобоксы | |||
Тетрафторметан , также известный как тетрафторид углерода или R-14, представляет собой простейший перфторуглерод ( C F 4 ). Как видно из названия IUPAC, тетрафторметан является перфторированным аналогом углеводородного метана . Его также можно классифицировать как галогеналкан или галометан . Тетрафторметан - полезный хладагент, но также мощный парниковый газ . [3] Он имеет очень высокую прочность связи из-за природы связи углерод-фтор .
Связь [ править ]
Из - за множества углеродных связей, фтора и высокой электроотрицательности из фтора , углерод в тетрафторметана имеет значительный положительный частичный заряд , который усиливает и сокращает четыре углерод-фтор облигаций путем предоставления дополнительной ионной характер. Связи углерод – фтор - самые сильные одинарные связи в органической химии . [4] Кроме того, они укрепляются по мере того, как к одному и тому же углероду добавляется больше углерод-фторных связей. В одноуглеродных фторорганических соединениях представлены молекулы фторметана , дифторметана , трифторметана., и тетрафторметан, связи углерод – фтор наиболее прочны в тетрафторметане. [5] Этот эффект происходит из-за повышенного кулоновского притяжения между атомами фтора и углеродом, поскольку углерод имеет положительный частичный заряд 0,76. [5]
Подготовка [ править ]
Тетрафторметан является продуктом, когда любое соединение углерода, включая сам углерод, сжигается в атмосфере фтора. С углеводородами фтороводород является побочным продуктом. Впервые он был зарегистрирован в 1926 г. [6] Это может также быть получены путем фторирования из двуокиси углерода , окиси углерода или фосгеном с тетрафторида серы . В промышленных масштабах он производится реакцией фтороводорода с дихлордифторметаном или хлортрифторметаном ; также производится при электролизе фторидов металлов MF, MF2 с использованием угольного электрода.
Хотя элементарный фтор может быть получен из множества прекурсоров и фтора, элементарный фтор дорог и сложен в обращении. Следовательно, CF
4готовится в промышленных масштабах с использованием фтороводорода : [3]
- CCl 2 F 2 + 2 HF → CF 4 + 2 HCl
Лабораторный синтез [ править ]
Тетрафторметан можно получить в лаборатории реакцией карбида кремния с фтором.
- SiC + 4 F 2 → CF 4 + SiF 4
Реакции [ править ]
Тетрафторметан, как и другие фторуглероды, очень стабилен благодаря прочности углеродно-фторных связей. Связи в тетрафторметане имеют энергию связи 515 кДж⋅моль -1 . В результате он инертен к кислотам и гидроксидам. Однако он взрывоопасен со щелочными металлами . При термическом разложении или сгорании CF 4 образуются токсичные газы ( фторид карбонила и монооксид углерода ), а в присутствии воды также образуется фтористый водород .
Он очень слабо растворим в воде (около 20 мг⋅л -1 ), но смешивается с органическими растворителями.
Использует [ редактировать ]
Тетрафторметан иногда используется в качестве низкотемпературного хладагента (R-14). Он используется в электронике микротехнологиях отдельно или в сочетании с кислородом в качестве плазменного травителя для кремния , диоксида кремния и нитрида кремния . [7] Он также используется в детекторах нейтронов. [8]
Воздействие на окружающую среду [ править ]
Тетрафторметан - мощный парниковый газ, который способствует парниковому эффекту . Он очень стабилен, имеет срок службы в атмосфере 50 000 лет и высокий потенциал потепления парниковых газов, равный 6500 (что дано для первых 100 лет его существования , CO 2 имеет коэффициент 1).
Тетрафторметан является перфторуглеродом, наиболее распространенным в атмосфере, и обозначается как PFC-14. Его концентрация в атмосфере растет. [9] По состоянию на 2019 год искусственные газы CFC-11 и CFC-12 продолжают вносить более сильное радиационное воздействие, чем PFC-14. [10]
Хотя тетрафторметан по своей структуре подобен хлорфторуглеродам (CFC), он не разрушает озоновый слой . Это связано с тем, что истощение вызвано атомами хлора в CFC, которые диссоциируют под воздействием УФ-излучения. Связи углерод-фтор прочнее и менее подвержены диссоциации. Согласно Книге рекордов Гиннеса, тетрафторметан - самый стойкий парниковый газ.
Основные промышленные выбросы тетрафторметана, помимо гексафторэтана , возникают при производстве алюминия с использованием процесса Холла-Эру . CF 4 также образуется в результате распада более сложных соединений, таких как галоидоуглероды . [11]
Риски для здоровья [ править ]
Благодаря своей плотности тетрафторметан может вытеснять воздух, создавая опасность удушья в недостаточно вентилируемых помещениях.
См. Также [ править ]
- Гексафторэтан
- Октафторпропан
- Тетрафторид кремния
Ссылки [ править ]
- ^ Abjean, R .; А. Бидо-Меху; Я. Герн (15 июля 1990 г.). «Показатель преломления тетрафторида углерода (CF4) в диапазоне длин волн 300-140 нм». Ядерные инструменты и методы в физических исследованиях Секция A: ускорители, спектрометры, детекторы и связанное с ними оборудование . 292 (3): 593–594. DOI : 10.1016 / 0168-9002 (90) 90178-9 .
- ^ Кестин, J .; Ro, ST; Уэйкхэм, Вашингтон (1971). «Контрольные значения вязкости двенадцати газов при 25 ° C». Труды общества Фарадея . 67 . DOI : 10.1039 / TF9716702308 .
- ^ a b Зигемунд, Гюнтер; Швертфегер, Вернер; Фейринг, Эндрю; Умный, Брюс; Бер, Фред; Фогель, Гервард; МакКьюсик, Блейн (2002). «Соединения фтора, органические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a11_349 .
- ^ О'Хаган D (февраль 2008). «Понимание химии фторорганических соединений и катионов. Введение в связь C – F». Обзоры химического общества . 37 (2): 308–19. DOI : 10.1039 / b711844a . PMID 18197347 .
- ^ а б Лемаль, DM (2004). «Перспективы химии фторуглеродов». J. Org. Chem. 69 (1): 1–11. DOI : 10.1021 / jo0302556 . PMID 14703372 .
- ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ К. Уильямс, К. Гупта, М. Василик. Скорости травления для обработки микрообработки - Часть II J. Microelectromech. Syst., Т. 12. С. 761–777, декабрь 2003 г.
- ^ "Низкоэффективный двухмерный позиционно-чувствительный нейтронный детектор для измерения профиля пучка". DOI : 10.1016 / j.nima.2004.09.020 .
- ^ «Индикаторы изменения климата - Концентрация парниковых газов в атмосфере - Рисунок 4» . Агентство по охране окружающей среды США . Проверено 26 сентября 2020 .
- ^ Батлер Дж. И Монцка С. (2020). «Годовой индекс парниковых газов NOAA (AGGI)» . Лаборатория глобального мониторинга NOAA / Исследовательские лаборатории системы Земля.
- ^ Джубб, Аарон М .; McGillen, Max R .; Портманн, Роберт В .; Дэниел, Джон С .; Буркхолдер, Джеймс Б. (2015). «Атмосферный фотохимический источник стойкого парникового газа CF4» . Письма о геофизических исследованиях . 42 (21): 9505–9511. DOI : 10.1002 / 2015GL066193 . ISSN 0094-8276 .
Внешние ссылки [ править ]
- Международная карта химической безопасности 0575
- Национальный реестр загрязнителей - информационный бюллетень по фторидам и соединениям
- Данные Air Liquide
- График давления пара в Air Liquide
- MSDS в Оксфордском университете
- Протокол измерения тетрафторметана и гексафторэтана при производстве первичного алюминия
- Таблица химических и физических свойств
- Страница веб-книги для CF4
