Koltetrafluorid - Carbon tetrafluoride

Koltetrafluorid
Kol-tetrafluorid-2D-dimensioner.png
Kol-tetrafluorid-3D-bollar-B.png
Namn
IUPAC -namn
Tetrafluormetan
Koltetrafluorid
Andra namn
Koltetrafluorid, perfluormetan, tetrafluorkol, Freon 14, Halon 14, Arcton 0, CFC 14, PFC 14, R 14, UN 1982
Identifierare
3D -modell ( JSmol )
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.000.815 Redigera detta på Wikidata
EG -nummer
RTECS -nummer
UNII
  • InChI = 1S/CF4/c2-1 (3,4) 5 kontrolleraY
    Nyckel: TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N kontrolleraY
  • InChI = 1/CF4/c2-1 (3,4) 5
  • FC (F) (F) F
Egenskaper
CF 4
Molmassa 88,0043 g/mol
Utseende Färglös gas
Odör luktfri
Densitet 3,72 g/l, gas (15 ° C)
Smältpunkt −183,6 ° C (−298,5 ° F; 89,5 K)
Kokpunkt −127,8 ° C (−198,0 ° F; 145,3 K)
0,005% V vid 20 ° C
0,0038% V vid 25 ° C
Löslighet löslig i bensen , kloroform
Ångtryck 3,65 MPa vid 15 ° C
106,5 kPa vid −127 ° C
5,15 atm-cu m/mol
1.0004823
Viskositet 17,32 μPa · s
Strukturera
Tetragonal
Tetrahedral
0 D
Faror
Säkerhetsdatablad ICSC 0575
NFPA 704 (eldiamant)
1
0
0
Flampunkt Ej brandfarligt
Relaterade föreningar
Andra anjoner
Tetraklormetan
Tetrabromometan
Tetraiodometan
Andra katjoner
Kiseltetrafluorid
Germanium tetrafluorid
Tenn -tetrafluorid
Bly -tetrafluorid
Relaterade fluormetaner
 Fluormetan
Difluormetan
Fluoroform
Om inte annat anges, ges data för material i deras standardtillstånd (vid 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
kontrolleraY verifiera  ( vad är   ?) kontrolleraY☒N
Infobox -referenser

Tetrafluormetan , även känd som koltetrafluorid eller R-14, är det enklaste perfluorkolvätet ( C F 4 ). Som IUPAC namnet antyder, är tetrafluormetan den perfluorerade motsvarigheten till kolvätet metan . Det kan också klassificeras som en haloalkan eller halometan . Tetrafluormetan är ett användbart köldmedium men också en potent växthusgas . Den har en mycket hög bindningsstyrka på grund av karbon -fluorbindningens natur .

Bindning

På grund av de flera kol -fluorbindningarna och den höga elektronegativiteten hos fluor har kolet i tetrafluormetan en signifikant positiv partiell laddning som stärker och förkortar de fyra kol -fluorbindningarna genom att ge ytterligare jonisk karaktär. Kol -fluorbindningar är de starkaste enkelbindningarna inom organisk kemi . Dessutom förstärks de när fler kol -fluorbindningar läggs till samma kol. I de ena kolorganofluorföreningarna som representeras av molekyler av fluormetan , difluormetan , trifluormetan och tetrafluormetan är kol -fluorbindningarna starkast i tetrafluormetan. Denna effekt beror på de ökade coulombiska attraktionerna mellan fluoratomerna och kolet eftersom kolet har en positiv delladdning på 0,76.

Förberedelse

Tetrafluormetan är produkten när någon kolförening, inklusive kol i sig, bränns i en atmosfär av fluor. Med kolväten är vätefluorid en samprodukt. Det rapporterades första gången 1926. Det kan också framställas genom fluorering av koldioxid , kolmonoxid eller fosgen med svaveltetrafluorid . Kommersiellt tillverkas den genom reaktion av vätefluorid med diklordifluormetan eller klortrifluormetan ; det är också produceras under elektrolys av metall fluorider MF, MF 2 med användning av en kolelektrod.

Även om det kan tillverkas av en myriad av prekursorer och fluor, är elementärt fluor dyrt och svårt att hantera. Följaktligen har CF
4framställs i industriell skala med vätefluorid :

CCl 2 F 2 + 2 HF → CF 4 + 2 HCl

Laboratoriesyntes

Tetrafluormetan kan framställas i laboratoriet genom reaktion mellan kiselkarbid och fluor.

SiC + 4 F 2 → CF 4 + SiF 4

Reaktioner

Tetrafluormetan, liksom andra fluorkolväten, är mycket stabil på grund av dess kol -fluorbindningar. Bindningarna i tetrafluormetan har en bindningsenergi på 515 kJ⋅mol −1 . Som ett resultat är det inert mot syror och hydroxider. Det reagerar dock explosivt med alkalimetaller . Termisk sönderdelning eller förbränning av CF 4 producerar giftiga gaser ( karbonylfluorid och kolmonoxid ) och ger i närvaro av vatten också vätefluorid .

Det är mycket lättlösligt i vatten (cirka 20 mg⋅L −1 ), men blandbart med organiska lösningsmedel.

Användningsområden

Tetrafluormetan används ibland som en låg temperatur köldmedium (R-14). Det används i elektronikmikrofabrikation enbart eller i kombination med syre som en plasmaetsningsmedel för kisel , kiseldioxid och kiselnitrid . Det har också användningsområden i neutrondetektorer.

Miljöpåverkan

Mauna Loa tetrafluormetan (CF 4 ) tidsserier.
Atmosfärisk koncentration av CF 4 (PFC-14) jämfört med liknande konstgjorda gaser (höger graf). Notera logskalan.

Tetrafluormetan är en potent växthusgas som bidrar till växthuseffekten . Den är mycket stabil, har en atmosfärisk livslängd på 50 000 år och en hög uppvärmningspotential för växthuset 6500 gånger CO 2 .

Tetrafluormetan är det mest förekommande perfluorkolvätet i atmosfären, där det betecknas som PFC-14. Dess atmosfäriska koncentration växer. Från och med 2019 fortsätter de konstgjorda gaserna CFC-11 och CFC-12 att bidra till en starkare strålningsstyrka än PFC-14.

Även om det strukturellt liknar klorfluorkolväten (CFC), bryter tetrafluormetan inte ned ozonskiktet eftersom kol -fluorbindningen är mycket starkare än kol och klor.

De viktigaste industriella utsläppen av tetrafluormetan förutom hexafluoretan produceras vid tillverkning av aluminium med Hall-Héroult-process . CF 4 också produceras som produkt av nedbrytningen av mera komplexa föreningar, såsom halogenerade kolväten .

Hälsorisker

På grund av dess densitet kan tetrafluormetan förtränga luft, vilket skapar en kvävningsrisk i otillräckligt ventilerade områden.

Se även

Referenser

externa länkar