Szén-tetrafluorid

szén-tetrafluorid
Tábornok
Szisztematikus név	szén-fluorid(IV), szén-tetrafluorid
Rövidítések	R14
Hagyományos nevek	tetrafluor-metán, tetrafluor-karbon, perfluor-metán, metforán, szén-tetrafluorid, szén-tetrafluorid, freon 14, freon 14
Chem. képlet	CF4_ _
Fizikai tulajdonságok
Állapot	színtelen, szagtalan gáz
Moláris tömeg	88,0043 g/ mol
Sűrűség	gáz 3,72 g/l; folyadék 1,96 kg/l -184 °C-on
Termikus tulajdonságok
Hőfok
•  olvadás	-183,6 °C
•  forralás	-127,8 °C
Kritikus pont	hőmérséklet: -45,65 °C nyomás: 3,745 MPa Sűrűség: 0,625 g/cm³
Entalpia
•  oktatás	−933 kJ/mol
Kémiai tulajdonságok
Oldhatóság
• vízben	0,005% 20 °C-on
• más anyagokban	etanollal , éterrel , benzollal elegyíthető
Optikai tulajdonságok
Törésmutató	1.113
Szerkezet
Dipólmomentum	0,461  D
Osztályozás
Reg. CAS szám	75-73-0
PubChem	6393
Reg. EINECS szám	200-896-5
MOSOLYOK	C(F)(F)(F)F
InChI	InChI=1S/CF4/c2-1(3,4)5TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N
RTECS	FG4920000
CHEBI	38825
ChemSpider	6153
Biztonság
Korlátozza a koncentrációt	3000 mg/m³
Toxicitás	Nem mérgező. Nem rendelkezik rákkeltő és teratogén tulajdonságokkal.
NFPA 704	0 egy 0
Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve.
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

A tetrafluor -metán  ( szén-tetrafluorid, szén-tetrafluorid, CF 4 ) egy bináris kémiai vegyület . A vegyület kereskedelmi elnevezései hűtőközegként történő felhasználás esetén : freon-14, freon-14.

A tetrafluor-metán a perfluor -szénhidrogének közül a legegyszerűbb . Más szén-tetrahalogenidekhez képest nagyobb a vegyszerállósága. A szén - fluor kötések nagy száma és a fluor nagy elektronegativitása miatt ebben a vegyületben a szénatom jelentős pozitív töltéssel rendelkezik, ami erősíti és lerövidíti a szén-fluor kötést.

Gyakorlatilag nem mérgező.

A tetrafluor-metán a legerősebb üvegházhatású gáz [1] .

Fizikai tulajdonságok

Szobahőmérsékleten kémiailag inert, színtelen, szagtalan és íztelen gáz , körülbelül háromszor nehezebb a levegőnél. Olvadáspontja –184°C, forráspontja –128°C.

Nagyon rosszul oldódik vízben (20 mg/kg 20 °C-on [2] ), etanolban (körülbelül 80 mg/kg 25 °C-on [3] ) és benzolban (körülbelül 64 mg/kg 25 °C-on [4]) ).

A 4 metán- fluor -metán , difluor -metán , trifluor -metán és tetrafluor-metán fluor származéka közül a tetrafluor-metánban a fluor- és szénatomok közötti kötés a legerősebb. Ennek oka a fluoratomok nagy elektronegativitása, amelyek a szénatomról maguk felé húzzák az elektronfelhőt, aminek következtében a szénatom pozitív töltésű: +0,76 elemi töltés , és ez növeli a Coulomb-erőket pozitív töltésű szénatom és negatív töltésű fluoratom.

Kémiai tulajdonságok

A tetrafluor-metán a többi perfluor-szénhidrogénhez hasonlóan nagyon stabil a fluor-szén kötés erőssége miatt, és az egyik legstabilabb vegyület az összes szerves anyag között . A kötési energia ebben a vegyületben 515 kJ/mol. Ezért közömbös a savakkal és bázisokkal szemben .

Magas hőmérsékleten oxigén jelenlétében vagy levegőben karbonil-fluoridot és szén-monoxidot (II) képezve bomlik .

Reagál néhány aktív fémmel és alkálifémekkel :

A tetrafluor-metán lánggal érintkezve oxigénfeleslegben mérgező gázok keletkeznek ( karbonil-fluorid és szén-monoxid ); víz jelenlétében hidrogén-fluorid képződik .

Getting

A tiszta tetrafluor-metánt először 1926-ban szintetizálták [5] .

A tetrafluor-metánt laboratóriumi körülmények között szilícium-karbid és fluor reakciójával lehet előállítani :

Előállítható szén- dioxid , szén-monoxid vagy foszgén kén-tetrafluoriddal történő fluorozásával is :

350-375 °C hőmérsékleten a szén grafit formájában reagál nitrogén-trifluoriddal :

Ennek egyik módja a szén 900 °C feletti hőmérsékleten történő reakciója fluorral :

Az iparban az elemi fluor kinyerésének nehézsége és magas költsége miatt a tetrafluor-metánt difluor -diklór-metánból vagy klór -trifluor-metánból nyerik hidrogén-fluorid hatására :

Melléktermékként tetrafluor-metán keletkezik az iparban bármilyen szerves vegyület fluorozása során, valamint alumínium elektrolitikus eljárással történő előállítása során, a kriolitot alkotó fém-fluoridok szénelektródával történő elektrolízise során .

Használat

• A tetrafluor-metánt néha alacsony hőmérsékletű hűtőközegként használják (kereskedelmi nevek Freon -14, Freon - 14).
• A mikroelektronikában önmagában vagy oxigénnel kombinálva szilícium , szilícium-dioxid vagy szilícium-nitrid plazmamaratása során .
• Légzőkeverékek alkotóeleme mélytengeri búvárkodáshoz.
• Automatikus tűzoltó rendszerekben .
• Ózon lebomlást stabilizáló .
• Hígítószer gázkeverékekhez kémiai reakciók során .
• Reagens szerves fluorvegyületek előállítására.

Környezeti hatás

A tetrafluor-metán erős üvegházhatású gáz . A tetrafluor-metán globális felmelegedési potenciálja (GWP) 100 éves időintervallumban 7390 egység, összehasonlításképpen a fő üvegházhatású gáz - szén-dioxid (CO 2 ) GWP-jét 1-nek vettük. Ez a gáz azonban még nem jelentősen hozzájárul az üvegházhatáshoz, mivel koncentrációja nagyon alacsony a légkörben. A tetrafluor-metán nagyon stabil vegyület, felezési ideje a légkörben megközelítőleg 50 000 év, ezért fokozatosan technogén felhalmozódása következik be a légkörben.

A tetrafluor-metán szerkezetében hasonló a klór-fluor-metánokhoz , de velük ellentétben a tetrafluor-metán nem károsítja az ózonréteget . Az ózon ugyanis a Nap ultraibolya sugárzása hatására tönkreteszi a klórfluor-szénhidrogének fotodisszociációja során keletkező klóratomokat .

A

A tetrafluor-metán nem mérgező, de a levegő hosszú távú belélegzése alacsony koncentrációban kábító hatást válthat ki [6] .

Nagyobb koncentrációjú levegő belélegzése esetén oxigénéhezés és a magassági betegséghez hasonló tünetek kialakulása lehetséges - fejfájással , tudatzavarral, hányingerrel , szédüléssel  kísérve .

A cseppfolyósított tetrafluor-metán a bőrrel érintkezve fagyási sérülést okozhat.

A tetrafluor-metán háromszor nehezebb a levegőnél, ezért felhalmozódhat a nem megfelelően szellőző helyiségek, műszaki kutak, pincék alsó részében, csökkentve a levegő oxigénkoncentrációját. Ha egy személy belép egy ilyen légkörbe, lehetséges a fulladás miatti gyors halála.

Lásd még

• Perfluor-szénhidrogének
• Freonok

Jegyzetek

1. ↑ P. Forster, P., V. Ramaswamy et al.: Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing . In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Az I. munkacsoport hozzájárulása az éghajlatváltozással foglalkozó kormányközi testület negyedik értékelő jelentéséhez . Cambridge University Press, Cambridge und New York 2007, S. 212 ( PDF archiválva : 2007. december 15., a Wayback Machine -nél ).
2. ↑ BA Cosgrove, J. Walkley: Soubilities of gases 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 .
3. ↑ Shiqing Bo, Rubin Battino, Emmerich Wilhelm: A gázok oldhatósága folyadékokban. 19. He, Ne, Ar, Kr, Xe, CH 4 , CF 4 , SF 6 oldhatósága normál 1-alkanolokban nC I H 2I+1 OH (1 ≤ I ≤ 11) 298,15 K -nál. In: J. Chem. Eng. Adatsáv 38, Nr. 4, S. 611-616 (1993); doi:10.1021/je00012a035 .
4. ↑ Graham Archer, Joel H. Hildebrand: A szén-tetrafluorid és kén-hexafluorid oldhatósága és entrópiája nempoláris oldószerekben. In: The Journal of Physical Chemistry Band 67, Nr. 9, 1963, S. 1830-1833; doi:10.1021/j100803a021 .
5. ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan. (1997), Chemistry of the Elements (2. kiadás), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-08-037941-9
6. ↑ Datenblatt Tetrafluormethane bei Air Liquide.