Тетрафторид углерода

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Тетрафторид углерода
Тетрафторид углерода
Тетрафторид углерода
Общие
Систематическое
наименование
фторид углерода(IV), тетрафторид углерода
Сокращения R14
Традиционные названия тетрафторметан, перфторметан, метфоран, углерод четырехфтористый, углерода тетрафторид, фреон 14, хладон 14
Хим. формула CF4
Физические свойства
Состояние бесцветный газ без запаха
Молярная масса 88,0043 г/моль
Плотность газ 3,72 г/л; ж. 1,96-184 г/см³
Термические свойства
Т. плав. −183,6 °C
Т. кип. −127,8 °C
Т. всп. негорюч °C
Т. свспл. 1100 °C
Кр. точка температура: −45,65 °C

давление: 3,745 МПа


плотность: 0,625 г/см³

Энтальпия образования −933 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость в воде Очень мало растворим в воде

(20 °C) 0.005 %

Растворимость в остальных веществах смешивается с этанолом, эфиром, бензолом
Оптические свойства
Показатель преломления 1.113
Структура
Дипольный момент 0.461 Д
Классификация
Рег. номер CAS [http://www.chemnet.com/cas/supplier.cgi?exact=dict&terms=75-73-0 75-73-0 75-73-0 75-73-0]
PubChem 6393
SMILES
Рег. номер EC 200-896-5
RTECS FG4920000
ChemSpider 6153
Безопасность
Токсичность
NFPA 704.svg
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Тетрафторметан — бинарное химическое соединение. Химическая формула — CF4. Синонимы: четырёхфтористый углерод, тетрафторид углерода, фреон 14, хладон 14.

Тетрафторметан является самым простым из фторуглеродов. По сравнению с другими тетрагалогенидами обладает более высокой химической стойкостью. Из-за большого количества связей углерод-фтор и высокой электроотрицательности фтора атом углерода в этом соединении имеет значительный положительный заряд, что укрепляет и укорачивает связь углерод-фтор. Тетрафторметан является парниковым газом[источник не указан 1559 дней].

Свойства[править | править вики-текст]

Физические[править | править вики-текст]

При комнатной температуре представляет собой химически инертный, бесцветный газ без запаха.

Свойства соединения[править | править вики-текст]

Тетрафторметан является одним из самых стабильных соединений в органической химии. Лишь при высоких температурах в присутствии кислорода или на воздухе он разлагается и затем окисляется (фтор не может быть окислен кислородом напрямую из-за меньшей электроотрицательности последнего) до карбонилфторида и угарного газа.

Из фторпроизводных метана, представленных фторметаном, дифторметаном, трифторметаном и тетрафторметаном, связь фтора и углерода в тетрафторметане является самой прочной.

Получение[править | править вики-текст]

Чистый тетрафторметан был впервые синтезирован в 1926 году[1]. Тетрафторметан может быть получен в лабораторных условиях при реакции карбида кремния с фтором:

\mathsf{SiC + 2F_2 \rightarrow CF_4 + Si}

Он также может быть получен фторированием двуокиси углерода, окиси углерода или фосгена с помощью тетрафторида серы. Коммерчески он производится реакцией фтора с дихлордифторметаном или хлортрифторметаном; также — в ходе электролиза фторидов металла MF, MF2 с помощью угольного электрода.

Тетрафторметан, как и другие фторуглероды, весьма устойчив благодаря связи фтор—углерод. Энергия связи в этом соединении равна 515 кДж/моль. В результате этого он инертен по отношению к кислотам и гидроксидам. Тем не менее, он реагирует со взрывом с щелочными металлами. При контакте тетрафторметана с пламенем получаются токсичные газы (например карбонилфторид или окись углерода); в присутствии воды получается фтороводород.

Синтез[править | править вики-текст]

Также можно получить данное вещество из углекислого газа, угарного газа или фосгена фторированием тетрафторидом серы:

\mathsf{CO_2 + SF_4 \rightarrow CF_4 + SO_2}

При температуре в 350—375 °C углерод в форме графита реагирует с трифторидом азота:

~\mathsf{4NF_3+C \xrightarrow{350-375^oC} 2N_2F_4+CF_4}

Самым простым способом получения является реакция при температуре выше 900 °C углерода с фтором:

~\mathsf{C+2F_2 \xrightarrow{>900^oC} CF_4}

Использование[править | править вики-текст]

Воздействие на окружающую среду[править | править вики-текст]

Тетрафторметан является сильным парниковым газом, который способствует парниковому эффекту. Это очень стабильное соединение, время его полураспада составляет примерно 50 000 лет, в то время как самая высокая отметка ПГП составляет 6500 лет (главным парниковым газом является CO2).

Тетрафторметан схож по строению с хлорфторуглеродом (ХФУ), но в отличие от него тетрафторметан не разрушает озоновый слой. Это происходит потому, что с озоном взаимодействуют атомы хлора в ХФУ, которые образуются под действием ультрафиолетового излучения.

Опасность использования[править | править вики-текст]

При контакте кожи с жидкостью возможно обморожение. Вдыхание тетрафторметана может привести, в зависимости от концентрации, к головной боли, помутнению сознания, тошноте, головокружению и повредить сердечно-сосудистую систему. Длительное воздействие может вызвать серьёзные повреждения сердца.

Благодаря своей плотности тетрафторметан может вытеснить воздух, что может привести к удушению в недостаточно проветриваемых помещениях.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan. (1997), Chemistry of the Elements (2nd ed.), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0080379419