Tetrafluoruro de carbono
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|---|---|---|---|
| | |||
| General | |||
Nombre sistemático |
fluoruro de carbono (IV), tetrafluoruro de carbono | ||
| abreviaturas | R14 | ||
| nombres tradicionales | tetrafluorometano, tetrafluorocarbono, perfluorometano, metforano, tetrafluoruro de carbono, tetrafluoruro de carbono, freón 14, freón 14 | ||
| química fórmula | CF4 _ | ||
| Propiedades físicas | |||
| Estado | gas incoloro e inodoro | ||
| Masa molar | 88,0043 g/ mol | ||
| Densidad |
gas 3,72 g/l; líquido 1,96 kg/l a -184 °C |
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| Propiedades termales | |||
| La temperatura | |||
| • fusión | -183,6°C | ||
| • hirviendo | -127,8°C | ||
| Punto crítico |
temperatura: -45,65 °C presión: 3.745 MPa densidad: 0,625 g/cm³ |
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| entalpía | |||
| • educación | −933 kJ/mol | ||
| Propiedades químicas | |||
| Solubilidad | |||
| • en agua | 0,005 % a 20 °C | ||
| • en otras sustancias | miscible con etanol , éter , benceno | ||
| Propiedades ópticas | |||
| Índice de refracción | 1.113 | ||
| Estructura | |||
| Momento bipolar | 0.461D _ | ||
| Clasificación | |||
| registro número CAS | 75-73-0 | ||
| PubChem | 6393 | ||
| registro Número EINECS | 200-896-5 | ||
| SONRISAS | C(F)(F)(F)F | ||
| InChI | InChI=1S/CF4/c2-1(3,4)5TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N | ||
| RTECS | FG4920000 | ||
| CHEBI | 38825 | ||
| ChemSpider | 6153 | ||
| La seguridad | |||
| Concentración límite | 3000mg/m³ | ||
| Toxicidad | No tóxico. No posee propiedades cancerígenas y teratogénicas. | ||
| NFPA 704 |
0
una
0 |
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| Los datos se basan en condiciones estándar (25 °C, 100 kPa) a menos que se indique lo contrario. | |||
| Archivos multimedia en Wikimedia Commons | |||
El tetrafluorometano ( tetrafluoruro de carbono, tetrafluoruro de carbono, C F 4 ) es un compuesto químico binario . Nombres comerciales del compuesto cuando se usa como refrigerante : freón-14, freón-14.
El tetrafluorometano es el más simple de los perfluorocarbonos . En comparación con otros tetrahaluros de carbono, tiene una mayor resistencia química. Debido a la gran cantidad de enlaces carbono - flúor y la alta electronegatividad del flúor , el átomo de carbono en este compuesto tiene una carga positiva significativa, lo que fortalece y acorta el enlace carbono-flúor.
Prácticamente no tóxico.
El tetrafluorometano es el gas de efecto invernadero más fuerte [1] .
Propiedades físicas
A temperatura ambiente, es un gas químicamente inerte, incoloro, inodoro e insípido , unas 3 veces más pesado que el aire. Su punto de fusión es de -184°C y su punto de ebullición es de -128°C.
Muy poco soluble en agua (20 mg/kg a 20 °C [2] ), en etanol (alrededor de 80 mg/kg a 25 °C [3] ) y benceno (alrededor de 64 mg/kg a 25 °C [4] ).
De los 4 derivados del flúor del metano: fluorometano , difluorometano , trifluorometano y tetrafluorometano, el enlace entre los átomos de flúor y carbono en el tetrafluorometano es el más fuerte. Esto se debe a la alta electronegatividad de los átomos de flúor, que atraen la nube de electrones del átomo de carbono hacia sí mismos, como resultado de lo cual el átomo de carbono queda cargado positivamente: +0,76 de la carga elemental , y esto aumenta las fuerzas de Coulomb entre los átomo de carbono con carga positiva y átomos de flúor con carga negativa.
Propiedades químicas
El tetrafluorometano, como otros perfluorocarbonos, es muy estable debido a la fuerza del enlace flúor-carbono y es uno de los compuestos más estables entre todas las sustancias orgánicas . La energía de enlace en este compuesto es de 515 kJ/mol. Por lo tanto, es inerte frente a ácidos y bases .
A altas temperaturas, en presencia de oxígeno o en el aire, se descompone para formar fluoruro de carbonilo y monóxido de carbono (II) .
Reacciona con algunos metales activos y con metales alcalinos :
El contacto del tetrafluorometano con una llama con exceso de oxígeno produce gases tóxicos ( fluoruro de carbonilo y monóxido de carbono ); en presencia de agua se forma fluoruro de hidrógeno .
Conseguir
El tetrafluorometano puro se sintetizó por primera vez en 1926 [5] .
El tetrafluorometano se puede obtener en condiciones de laboratorio haciendo reaccionar carburo de silicio con flúor :
También se puede hacer por fluoración de dióxido de carbono , monóxido de carbono o fosgeno con tetrafluoruro de azufre :
A una temperatura de 350-375 °C , el carbono en forma de grafito reacciona con el trifluoruro de nitrógeno :
Una forma de obtener es la reacción a una temperatura superior a 900 ° C de carbono con flúor :
En la industria, debido a la dificultad de obtener flúor elemental y su elevado coste, el tetrafluorometano se obtiene a partir del difluorodiclorometano o clorotrifluorometano por acción del fluoruro de hidrógeno :
Como subproducto, el tetrafluorometano se forma en la industria durante la fluoración de cualquier compuesto orgánico y durante la producción de aluminio por un método electrolítico, durante la electrólisis de los fluoruros metálicos que forman la criolita utilizando un electrodo de carbono .
Uso
- El tetrafluorometano a veces se usa como refrigerante de baja temperatura (nombres comerciales Freon -14, Freon - 14).
- En microelectrónica, solo o en combinación con oxígeno en procesos de grabado con plasma de silicio , dióxido de silicio o nitruro de silicio .
- Componente de mezclas respirables para buceo en aguas profundas.
- En sistemas automáticos de extinción de incendios .
- Estabilizador de la descomposición del ozono .
- Diluyente para mezclas de gases durante reacciones químicas .
- Reactivo para la obtención de compuestos organofluorados.
Impacto ambiental
El tetrafluorometano es un gas con un fuerte efecto invernadero . El potencial de calentamiento global (GWP) del tetrafluorometano durante un intervalo de tiempo de 100 años es de 7390 unidades; en comparación, el GWP del principal gas de efecto invernadero, el dióxido de carbono (CO 2 ), se toma igual a 1. Pero este gas aún no produce una contribución significativa al efecto invernadero, ya que su concentración en la atmósfera es muy baja. El tetrafluorometano es un compuesto muy estable, su vida media en la atmósfera es de aproximadamente 50.000 años, por lo que se produce su acumulación tecnogénica paulatina en la atmósfera.
El tetrafluorometano tiene una estructura similar a los clorofluorometanos , pero a diferencia de ellos, el tetrafluorometano no agota la capa de ozono . Esto se debe a que el ozono destruye los átomos de cloro formados durante la fotodisociación de los clorofluorocarbonos bajo la influencia de la radiación ultravioleta del sol.
Peligro de usar
El tetrafluorometano no es tóxico, pero la inhalación prolongada de aire en bajas concentraciones puede causar un efecto narcótico [6] .
Al inhalar aire con concentraciones más altas, es posible la falta de oxígeno y el desarrollo de síntomas similares al mal de altura , acompañados de dolor de cabeza , nubosidad de la conciencia, náuseas , mareos .
El tetrafluorometano licuado puede causar congelación al contacto con la piel.
El tetrafluorometano es tres veces más pesado que el aire, por lo que puede acumularse en la parte inferior de las habitaciones con ventilación insuficiente, pozos técnicos, sótanos, reduciendo la concentración de oxígeno en el aire. Si una persona entra en esa atmósfera, es posible que muera rápidamente por asfixia.
Véase también
Notas
- ↑ P. Forster, P., V. Ramaswamy et al.: Cambios en los componentes atmosféricos y en el forzamiento radiativo . En: Cambio Climático 2007: La Base de la Ciencia Física. Contribución del Grupo de Trabajo I al Cuarto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático . Cambridge University Press, Cambridge und New York 2007, S. 212 ( PDF archivado el 15 de diciembre de 2007 en Wayback Machine ).
- ↑ BA Cosgrove, J. Walkley: Solubilidades de gases en H 2 O y 2 H 2 O. en: J. Chromatogr. A 216, 1981, S. 161-167; doi:10.1016/S0021-9673(00)82344-4 .
- ↑ Shiqing Bo, Rubin Battino, Emmerich Wilhelm: La solubilidad de los gases en líquidos. 19. La solubilidad de He, Ne, Ar, Kr, Xe, CH 4 , CF 4 , SF 6 en 1-alcanoles normales nC I H 2I+1 OH (1 ≤ I ≤ 11) a 298,15 K. En: J. química Ing. Banda de datos 38, Nr. 4, 1993, S. 611-616; doi:10.1021/je00012a035 .
- ↑ Graham Archer, Joel H. Hildebrand: La solubilidad y la entropía de la solución de tetrafluoruro de carbono y hexafluoruro de azufre en solventes no polares. En: The Journal of Physical Chemistry Band 67, Nr. 9, 1963, S. 1830-1833; doi:10.1021/j100803a021 .
- ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan. (1997), Química de los elementos (2.ª ed.), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-08-037941-9
- ↑ Datenblatt Tetrafluoromethane bei Air Liquide.
| Freones (freones) | |
|---|---|
| fluorocarbonos |
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| fluorocarbonos |
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| Fluoroclorohidrocarburos |
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| clorofluorocarbonos |
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| Fluorobromocarbonos, fluorobromohidrocarburos |
|
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