Carbontetrafluorid - Carbon tetrafluoride

Carbontetrafluorid
Carbon-tetrafluorid-2D-dimensions.png
Carbon-tetrafluorid-3D-bolde-B.png
Navne
IUPAC navne
Tetrafluormethan
Carbon tetrafluorid
Andre navne
Carbontetrafluorid, perfluormethan, tetrafluorcarbon, Freon 14, Halon 14, Arcton 0, CFC 14, PFC 14, R 14, UN 1982
Identifikatorer
3D -model ( JSmol )
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.000.815 Rediger dette på Wikidata
EF -nummer
RTECS nummer
UNII
  • InChI = 1S/CF4/c2-1 (3,4) 5 kontrollereY
    Nøgle: TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N kontrollereY
  • InChI = 1/CF4/c2-1 (3,4) 5
  • FC (F) (F) F
Ejendomme
CF 4
Molar masse 88,0043 g/mol
Udseende Farveløs gas
Lugt lugtfri
Massefylde 3,72 g/l, gas (15 ° C)
Smeltepunkt −183,6 ° C (−298,5 ° F; 89,5 K)
Kogepunkt −127,8 ° C (−198,0 ° F; 145,3 K)
0,005% V ved 20 ° C
0,0038% V ved 25 ° C
Opløselighed opløseligt i benzen , chloroform
Damptryk 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
Sikkerhedsdatablad ICSC 0575
NFPA 704 (brand diamant)
1
0
0
Flammepunkt Ikke-brændbar
Relaterede forbindelser
Andre anioner
Tetrachlormethan
Tetrabromomethan
Tetraiodomethan
Andre kationer
Siliciumtetrafluorid
Germanium tetrafluorid
Tintetrafluorid
Blytetrafluorid
Relaterede fluormethaner
 Fluormethan
Difluormethan
Fluoroform
Medmindre andet er angivet, angives data for materialer i deres standardtilstand (ved 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
kontrollereY kontrollere  ( hvad er   ?) kontrollereY☒N
Infobox -referencer

Tetrafluormethan , også kendt som carbontetrafluorid eller R-14, er det enkleste perfluorcarbon ( C F 4 ). Som sit IUPAC-navn indikerer, tetrafluormethan er de perfluorerede pendant til kulbrinte metan . Det kan også klassificeres som en haloalkan eller halomethan . Tetrafluormethan er et nyttigt kølemiddel, men også en potent drivhusgas . Det har en meget høj bindingsstyrke på grund af arten af kulstof -fluorbindingen .

Bonding

På grund af de multiple carbon-fluor-bindinger, samt højt elektronegativitet af fluor , carbon i tetrafluormethan har en signifikant positiv partiel ladning der styrker og forkorter de fire carbon-fluor-bindinger ved at tilvejebringe yderligere ionisk karakter. Carbon -fluorbindinger er de stærkeste enkeltbindinger inden for organisk kemi . Derudover styrkes de, efterhånden som der tilsættes flere carbon -fluor -bindinger til det samme carbon. I de ene carbonorganofluorforbindelser repræsenteret af molekyler af fluormethan , difluormethan , trifluormethan og tetrafluormethan er carbon -fluor -bindingerne stærkest i tetrafluormethan. Denne virkning skyldes den øgede coulomb tiltrækninger mellem de fluoratomer og carbon, fordi kul har en positiv partiel ladning på 0,76.

Forberedelse

Tetrafluormethan er produktet, når en hvilken som helst carbonforbindelse, herunder kulstof selv, brændes i en fluoratmosfære. Med kulbrinter er hydrogenfluorid et samprodukt. Det blev først rapporteret i 1926. Det kan også fremstilles ved fluorering af kuldioxid , kulilte eller phosgen med svovltetrafluorid . Kommercielt fremstilles det ved omsætning af hydrogenfluorid med dichlordifluormethan eller chlortrifluormethan ; det fremstilles også under elektrolysen af metalfluorider MF, MF 2 ved anvendelse af en carbonelektrode.

Selvom det kan fremstilles af et utal af forstadier og fluor, er elementært fluor dyrt og svært at håndtere. Følgelig har CF
4fremstilles i industriel skala ved hjælp af hydrogenfluorid :

CCl 2 F 2 + 2 HF → CF 4 + 2 HCl

Laboratoriesyntese

Tetrafluormethan kan fremstilles i laboratoriet ved reaktion mellem siliciumcarbid og fluor.

SiC + 4 F 2 → CF 4 + SiF 4

Reaktioner

Tetrafluormethan er ligesom andre fluorcarboner meget stabilt på grund af styrken af ​​dets carbon -fluorbindinger. Bindingerne i tetrafluormethan har en bindingsenergi på 515 kJ⋅mol -1 . Som et resultat er det inert over for syrer og hydroxider. Det reagerer imidlertid eksplosivt med alkalimetaller . Termisk nedbrydning eller forbrænding af CF 4 producerer giftige gasser ( carbonylfluorid og carbonmonoxid ) og vil i nærværelse af vand også give hydrogenfluorid .

Det er meget let opløseligt i vand (ca. 20 mg⋅L −1 ), men blandbart med organiske opløsningsmidler.

Anvendelser

Tetrafluormethan bruges undertiden som et lavtemperatur kølemiddel (R-14). Det anvendes i elektronik mikrofabrikation alene eller i kombination med oxygen som et plasma ætsemiddel for silicium , siliciumdioxid og siliciumnitrid . Det har også anvendelser i neutrondetektorer.

Miljøeffekter

Mauna Loa tetrafluormethan (CF 4 ) timeserier.
Atmosfærisk koncentration af CF 4 (PFC-14) kontra lignende menneskeskabte gasser (højre graf). Bemærk logskalaen.

Tetrafluormethan er en potent drivhusgas, der bidrager til drivhuseffekten . Det er meget stabilt, har en atmosfærisk levetid på 50.000 år og et stort drivhusopvarmningspotentiale 6.500 gange CO 2 .

Tetrafluormethan er det mest rigelige perfluorcarbon i atmosfæren, hvor det er betegnet som PFC-14. Dens atmosfæriske koncentration vokser. Fra og med 2019 bidrager de menneskeskabte gasser CFC-11 og CFC-12 fortsat med en stærkere strålingsforcerende kraft end PFC-14.

Selvom det strukturelt ligner chlorfluorcarboner (CFC'er), nedbryder tetrafluormethan ikke ozonlaget, fordi carbon -fluorbindingen er meget stærkere end den mellem carbon og chlor.

De vigtigste industrielle emissioner af tetrafluormethan udover hexafluorethan produceres under fremstilling af aluminium ved hjælp af Hall-Héroult-processen . CF 4 også produceres som produkt af nedbrydningen af mere komplekse forbindelser, såsom halogencarboner .

Sundhedsrisici

På grund af dens densitet kan tetrafluormethan fortrænge luft, hvilket skaber en kvælningsfare i utilstrækkeligt ventilerede områder.

Se også

Referencer

eksterne links