fluorid uhličitý | |||
---|---|---|---|
| |||
Všeobecné | |||
Systematický název |
fluorid uhličitý (IV), tetrafluorid uhličitý | ||
Zkratky | R14 | ||
Tradiční jména | tetrafluormethan, tetrafluorkarbon, perfluormethan, metforan, tetrafluorid, tetrafluorid, freon 14, freon 14 | ||
Chem. vzorec | CF4 _ | ||
Fyzikální vlastnosti | |||
Stát | bezbarvý plyn bez zápachu | ||
Molární hmotnost | 88,0043 g/ mol | ||
Hustota |
plyn 3,72 g/l; kapalina 1,96 kg/l při -184 °C |
||
Tepelné vlastnosti | |||
Teplota | |||
• tání | -183,6 °C | ||
• vroucí | -127,8 °C | ||
Kritický bod |
teplota: -45,65 °C tlak: 3,745 MPa hustota: 0,625 g/cm³ |
||
Entalpie | |||
• vzdělávání | -933 kJ/mol | ||
Chemické vlastnosti | |||
Rozpustnost | |||
• ve vodě | 0,005 % při 20 °C | ||
• v jiných látkách | mísitelný s ethanolem , etherem , benzenem | ||
Optické vlastnosti | |||
Index lomu | 1,113 | ||
Struktura | |||
Dipólový moment | 0,461 D | ||
Klasifikace | |||
Reg. Číslo CAS | 75-73-0 | ||
PubChem | 6393 | ||
Reg. číslo EINECS | 200-896-5 | ||
ÚSMĚVY | C(F)(F)(F)F | ||
InChI | InChI=lS/CF4/c2-l(3,4)5TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N | ||
RTECS | FG4920000 | ||
CHEBI | 38825 | ||
ChemSpider | 6153 | ||
Bezpečnost | |||
Limitní koncentrace | 3000 mg/m³ | ||
Toxicita | Netoxický. Nemá karcinogenní a teratogenní vlastnosti. | ||
NFPA 704 |
![]() |
||
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak. | |||
Mediální soubory na Wikimedia Commons |
Tetrafluormethan ( tetrafluorid uhlíku, tetrafluorid uhlíku, CF4 ) je binární chemická sloučenina . Obchodní názvy sloučeniny při použití jako chladivo : freon-14, freon-14.
Tetrafluormethan je nejjednodušší z perfluorovaných uhlovodíků . Ve srovnání s jinými halogenidy uhlíku má vyšší chemickou odolnost. Vzhledem k velkému počtu vazeb uhlík - fluor a vysoké elektronegativitě fluoru má atom uhlíku v této sloučenině výrazný kladný náboj, který zesiluje a zkracuje vazbu uhlík-fluor.
Prakticky netoxický.
Tetrafluormethan je nejsilnější skleníkový plyn [1] .
Při pokojové teplotě je to chemicky inertní, bezbarvý plyn bez zápachu a chuti , asi 3x těžší než vzduch. Jeho bod tání je -184°C a bod varu -128°C.
Velmi špatně rozpustný ve vodě (20 mg/kg při 20 °C [2] ), v ethanolu (asi 80 mg/kg při 25 °C [3] ) a benzenu (asi 64 mg/kg při 25 °C [4] ).
Ze 4 fluorových derivátů methanu - fluormethanu , difluormethanu , trifluormethanu a tetrafluormethanu je vazba mezi atomy fluoru a uhlíku v tetrafluormethanu nejsilnější. To je způsobeno vysokou elektronegativitou atomů fluoru, které táhnou elektronový mrak od atomu uhlíku směrem k sobě, v důsledku čehož je atom uhlíku kladně nabitý: +0,76 elementárního náboje , což zvyšuje Coulombovy síly mezi atomy uhlíku. kladně nabitý atom uhlíku a záporně nabitý atom fluoru.
Tetrafluormethan, stejně jako ostatní perfluorované uhlovodíky, je velmi stabilní díky síle vazby fluor-uhlík a je jednou z nejstabilnějších sloučenin mezi všemi organickými látkami . Vazebná energie v této sloučenině je 515 kJ/mol. Proto je inertní vůči kyselinám a zásadám .
Při vysokých teplotách, v přítomnosti kyslíku nebo na vzduchu, se rozkládá za vzniku karbonylfluoridu a oxidu uhelnatého (II) .
Reaguje s některými aktivními kovy a s alkalickými kovy :
Při kontaktu tetrafluormethanu s plamenem v přebytku kyslíku vznikají toxické plyny ( karbonylfluorid a oxid uhelnatý ); v přítomnosti vody vzniká fluorovodík .
Čistý tetrafluormethan byl poprvé syntetizován v roce 1926 [5] .
Tetrafluormethan lze získat v laboratorních podmínkách reakcí karbidu křemíku s fluorem :
Může být také vyroben fluorací oxidu uhličitého , oxidu uhelnatého nebo fosgenu fluoridem sírovým :
Při teplotě 350-375 °C reaguje uhlík ve formě grafitu s fluoridem dusitým :
Jedním ze způsobů, jak získat, je reakce uhlíku při teplotě nad 900 ° C s fluorem :
V průmyslu se kvůli obtížnosti získávání elementárního fluoru a jeho vysoké ceně získává tetrafluormethan z difluordichlormethanu nebo chlortrifluormethanu působením fluorovodíku :
Tetrafluormethan jako vedlejší produkt vzniká v průmyslu při fluoraci jakýchkoli organických sloučenin a při výrobě hliníku elektrolytickou metodou, při elektrolýze fluoridů kovů tvořících kryolit pomocí uhlíkové elektrody .
Tetrafluormethan je plyn se silným skleníkovým efektem . Potenciál globálního oteplování (GWP) tetrafluormethanu za časový interval 100 let je 7390 jednotek, pro srovnání GWP hlavního skleníkového plynu - oxidu uhličitého (CO 2 ) se rovná 1. Tento plyn ale ještě nevytváří významný příspěvek ke skleníkovému efektu, protože jeho koncentrace v atmosféře je velmi nízká. Tetrafluormethan je velmi stabilní sloučenina, jeho poločas rozpadu v atmosféře je přibližně 50 000 let, a proto dochází k jeho postupné technogenní akumulaci v atmosféře.
Tetrafluormethan má podobnou strukturu jako chlorfluormethany , ale na rozdíl od nich tetrafluormethan nepoškozuje ozonovou vrstvu . Ozon totiž ničí atomy chloru vzniklé při fotodisociaci chlorfluoruhlovodíků vlivem ultrafialového záření ze Slunce.
Tetrafluormethan je netoxický, ale dlouhodobé vdechování vzduchu v nízkých koncentracích může způsobit narkotický účinek [6] .
Při vdechování vzduchu s vyšší koncentrací je možný hladovění kyslíkem a rozvoj příznaků podobných výškové nemoci - provázené bolestmi hlavy , zastřeným vědomím, nevolností , závratěmi .
Zkapalněný tetrafluormetan může způsobit omrzliny při kontaktu s pokožkou.
Tetrafluormethan je třikrát těžší než vzduch, proto se může hromadit ve spodní části nedostatečně větraných místností, technických studní, sklepů, čímž se snižuje koncentrace kyslíku ve vzduchu. Pokud se člověk dostane do takové atmosféry, je možná jeho rychlá smrt udušením.
Freony (freony) | |
---|---|
Fluorované uhlovodíky |
|
Fluorované uhlovodíky |
|
Fluorochlorované uhlovodíky |
|
Chlorfluoruhlovodíky |
|
Fluorobromuhlovodíky, fluorbromkarbony |
|
Fluorované uhlovodíky |
|