Тетрафторид кремния
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| ИЮПАК имена Тетрафторсилан Тетрафторид кремния | |
| Другие имена Фторид кремния Фтористокислый воздух | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| Информационная карта ECHA | 100.029.104 |
ПабХим CID | |
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
| Число | 1859 |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| СиФ 4 | |
| Молярная масса | 104.0791 g/mol |
| Появление | бесцветный газ, дымит во влажном воздухе |
| Плотность | 1,66 г/см 3 , твердый (-95 ° C) 4,69 г/л (газ) |
| Температура плавления | -95,0 ° C (-139,0 ° F; 178,2 К) [2] [3] |
| Точка кипения | -90,3 ° C (-130,5 ° F; 182,8 К) [2] |
| Критическая точка ( T , P ) | -14,15 ° C (6,5 ° F; 259,0 К), 36,71 стандартных атмосфер (3719,6 кПа; 539,5 фунтов на квадратный дюйм) [1] |
| разлагается | |
| Структура | |
| четырехгранный | |
| 0 Д | |
| Опасности | |
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |
Основные опасности | токсичный, коррозионный |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| Летальная доза или концентрация (LD, LC): | |
LC Lo ( самый низкий из опубликованных ) | 69,220 мг/м 3 (крыса, 4 часа) [4] |
| Паспорт безопасности (SDS) | КМГС 0576 |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Тетрахлорид кремния Тетрабромид кремния Тетрайодид кремния |
Другие катионы | Тетрафторид углерода Тетрафторид германия Тетрафторид олова Тетрафторид свинца |
Родственные соединения | Гексафторкремниевая кислота |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Тетрафторид кремния или тетрафторсилан представляет собой химическое соединение формулы Si F 4 . Этот бесцветный газ отличается узким диапазоном жидкого состояния: его температура кипения всего на 4 °C выше точки плавления. Впервые он был получен в 1771 году Карлом Вильгельмом Шееле путем растворения кремнезема в плавиковой кислоте ., [5] позже синтезирован Джоном Дэви в 1812 году. [6] Это тетраэдрическая молекула, вызывающая коррозию. [7]
возникновение
[ редактировать ]Вулканические шлейфы содержат значительные количества тетрафторида кремния. Производство может достигать нескольких тонн в сутки. [8] Некоторое количество также выбрасывается в результате спонтанных пожаров угля. [9] Тетрафторид кремния частично гидролизуется с образованием гексафторкремниевой кислоты .
Подготовка
[ редактировать ]СиФ
4 является побочным продуктом производства фосфатных удобрений мокрым способом , образующимся в результате воздействия HF (полученного в результате фторапатита протонолиза ) на силикаты , которые присутствуют в виде примесей в фосфатных породах . [10] Плавиковая кислота и диоксид кремния (SiO 2 ) реагируют с образованием гексафторкремниевой кислоты : [10]
- 6 HF + SiO 2 → H 2 SiF 6 + 2 H 2 O
В лаборатории соединение получают путем нагревания гексафторосиликата бария (Ba[SiF 6 ]) выше 300 °C (572 °F), после чего твердое вещество выделяет летучий SiF.
4 , оставляя остаток BaF
2 .
- Ba[SiF 6 ] + 400°C → BaF 2 + SiF 4
Альтернативно, гексафторосиликат натрия ( Na 2 [SiF 6 ] ) также может подвергаться термическому разложению при 400 °C (752 °F)–600 °C (1112 °F) (необязательно в атмосфере инертного азота). [11] : 8
- Na 2 [SiF 6 ] + 400°C → 2 NaF + SiF 4
Использование
[ редактировать ]Это летучее соединение находит ограниченное применение в микроэлектронике и органическом синтезе . [12]
Он также используется в производстве кремнефтористоводородной кислоты (см. выше). [7]
Оставаясь в 1980-х годах в рамках проекта «Недорогая солнечная батарея», разработанного Лабораторией реактивного движения , [13] его исследовали как потенциально дешевое сырье для поликристаллического кремния производства в реакторах с псевдоожиженным слоем . [14] Было запатентовано несколько методов использования его в указанном производственном процессе. [11] [15]
Процесс Этил Корпорейшн
[ редактировать ]В 80-х годах корпорация Ethyl разработала процесс, в котором ) используется гексафторкремниевая кислота и алюмогидрид натрия (NaAlH 4 ) (или гидрид другого щелочного металла для производства силана (SiH 4 ) . [16]
Безопасность
[ редактировать ]внесли его в список В 2001 году власти штата Нью-Джерси опасных веществ, вызывающих коррозию и способных сильно раздражать или даже обжигать кожу и глаза. [7] Это смертельно при вдыхании. [3]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Лиде, Дэвид Р.; Кехиян, Генри В. (1994). Справочник CRC по теплофизическим и темохимическим данным (PDF) . ЦРК Пресс. п. 28.
- ^ Jump up to: а б Соединения кремния, галогениды кремния. Коллинз, В.: Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера; Джон Вили и сыновья, Inc, 2001.
- ^ Jump up to: а б «ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ: Тетрафторид кремния» (PDF) . Аэрогаз . 9 апреля 2018 г.
- ^ «Фториды (как F)» . Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ Гринвуд и Эрншоу 1997 , с. 328.
- ^ Джон Дэви (1812 г.). «Отчет о некоторых экспериментах с различными сочетаниями плавиковой кислоты» . Философские труды Лондонского королевского общества . 102 : 352–369. дои : 10.1098/rstl.1812.0020 . ISSN 0261-0523 . JSTOR 107324 .
- ^ Jump up to: а б с «Информационный бюллетень об опасных веществах» (PDF) . Департамент здравоохранения и услуг для пожилых людей штата Нью-Джерси. Ноябрь 2001 года.
- ^ Т. Мори; М. Сато; Ю. Симойке; К. Ноцу (2002). «Высокое соотношение SiF4/HF обнаружено в шлейфе вулкана Сацума-Иводзима с помощью дистанционного ИК-наблюдения» (PDF) . Земля Планеты Космос . 54 (3): 249–256. Бибкод : 2002EP&S...54..249M . дои : 10.1186/BF03353024 . S2CID 55173591 .
- ^ Крушевский Л., Фабианска М.Ю., Цизельчук Ю., Сегит Т., Орловский Р., Мотылинский Р., Мошуманская И., Кусы Д. 2018 - Первая разведка газовых месторождений с помощью нескольких инструментов Система конденсат-пиролизат из окружающей среды горящих отвалов угольных шахт: FTIR in situ и лабораторное исследование GC и PXRD на основе материалов Верхней Силезии. Наука об окружающей среде, 640–641, 1044–1071; DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.05.319
- ^ Jump up to: а б Хоффман, CJ; Гутовский, HS (1953). «Фторид германия (IV)». Неорганические синтезы . Том. 4. С. 147–8. дои : 10.1002/9780470132357.ch48 . ISBN 978-0-470-13163-3 .
- ^ Jump up to: а б Нам предоставлен A345458 , Кейт, К. Хансен и Л. Явс, Карл, «Патент на получение тетрафторида кремния», опубликовано 3 января 1982 г., выдано в 1982 г.
- ^ Симидзу, М. Энциклопедия реагентов для органического синтеза "Фторид кремния (IV)", 2001 John Wiley & Sons. дои : 10.1002/047084289X.rs011
- ^ Каллаган, Уильям Т. (1981). «Прогресс и планы проекта по созданию недорогих солнечных батарей» . Ин Палц, В. (ред.). Конференция по фотоэлектрической солнечной энергетике . Дордрехт: Springer Нидерланды. стр. 279–286. дои : 10.1007/978-94-009-8423-3_40 . ISBN 978-94-009-8423-3 .
- ^ Ачарья, Х.Н.; Датта, СК; Банерджи, HD; Басу, С. (1 сентября 1982 г.). «Низкотемпературное получение поликристаллического кремния из тетрахлорида кремния» . Материалы писем . 1 (2): 64–66. дои : 10.1016/0167-577X(82)90008-8 . ISSN 0167-577X .
- ^ CA 2741023A1 , Анатолий В. Пушко и Тоццоли Сильвио, «Способ производства поликристаллического кремния», выпущен в 2008 г.
- ^ «Процесс Ethyl Corporation: силан и реактор с псевдоожиженным слоем» . 11 августа 2015 г.
- Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|