Фтороформ
| |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Название ИЮПАК
Трифторметан
| |||
| Другие имена
Фтороформ, трифторид углерода, [ нужна ссылка ] метилтрифторид, фторил, фреон 23, Арктон 1
| |||
| Идентификаторы | |||
3D model ( JSmol )
|
|||
| Сокращения | ГФУ 23, R-23, FE-13 , ООН 1984 г. | ||
| КЭБ | |||
| ХимическийПаук | |||
| Информационная карта ECHA | 100.000.794 | ||
| Номер ЕС |
| ||
ПабХим CID
|
|||
| номер РТЭКС |
| ||
| НЕКОТОРЫЙ | |||
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|||
| Характеристики | |||
| Ч Ч Ф 3 | |||
| Молярная масса | 70.014 g·mol −1 | ||
| Появление | Бесцветный газ | ||
| Плотность | 2,946 кг/м 3 (газ, 1 бар, 15 °C) | ||
| Температура плавления | -155,2 ° C (-247,4 ° F; 118,0 К) | ||
| Точка кипения | -82,1 ° C (-115,8 ° F; 191,1 К) | ||
| 1 г/л | |||
| Растворимость в органических растворителях | Растворимый | ||
| Давление пара | 4,38 МПа и 20 °С | ||
Закон Генри
постоянная ( k H ) |
0,013 моль кг −1 ·бар −1 | ||
| Кислотность ( pKa ) | 25–28 | ||
| Структура | |||
| Тетраэдрический | |||
| Опасности | |||
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |||
Основные опасности
|
Депрессия нервной системы | ||
| СГС Маркировка : [1] | |||
| |||
| Предупреждение | |||
| Н280 | |||
| P403 | |||
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |||
| точка возгорания | Невоспламеняющийся | ||
| Родственные соединения | |||
Родственные соединения
|
| ||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |||
Фтороформ , или трифторметан , представляет собой химическое соединение с формулой швейцарских франка 3 . Это гидрофторуглерод , а также часть галоформов , класса соединений с формулой CHX 3 (X = галоген ) с C 3v симметрией . Фтороформ используется в различных приложениях в органическом синтезе . Это не озоноразрушающий газ , а парниковый газ . [2]
Синтез
[ редактировать ]Около 20 миллионов кг в год производится в промышленности как побочный продукт и предшественник производства тефлона . [2] Его получают реакцией хлороформа с HF : [3]
- CHCl 3 + 3 HF → CHF 3 + 3 HCl
Он также образуется биологически в небольших количествах, по-видимому, путем декарбоксилирования трифторуксусной кислоты . [4]
Исторический
[ редактировать ]Фтороформ был впервые получен Морисом Месланом в результате бурной реакции йодоформа с сухим фторидом серебра в 1894 году. [5] Реакция была улучшена Отто Раффом путем замены фторида серебра смесью фторида ртути и фторида кальция . [6] Реакция обмена работает с йодоформом и бромоформом , а обмен первых двух атомов галогена на фтор идет энергично. Перейдя на двухстадийный процесс, сначала образуя бромдифторметан в реакции трифторида сурьмы с бромоформом и заканчивая реакцией фторидом ртути, Хенне нашел первый эффективный метод синтеза. [6]
Промышленное применение
[ редактировать ]CHF 3 используется в полупроводниковой промышленности при плазменном травлении оксида и нитрида кремния . Известный как R-23 или HFC-23, он также был полезным хладагентом , иногда в качестве замены хлортрифторметана (CFC-13), и является побочным продуктом его производства.
При использовании в качестве средства пожаротушения фтороформ носит торговое название DuPont FE-13. CHF 3 рекомендуется для этого применения из-за его низкой токсичности, низкой реакционной способности и высокой плотности. ГФУ-23 использовался в прошлом в качестве замены галона 1301 (CFC-13B1) в системах пожаротушения полного затопления в качестве газообразного средства тушения пожара .
Органическая химия
[ редактировать ]Фтороформ слабокислотный с рК а = 25–28 и достаточно инертен. Попытка депротонирования приводит к дефторированию с образованием Ф − и дифторкарбен ( КФ 2 ). Некоторые медьорганические и кадмийорганические соединения были разработаны в качестве реагентов трифторметилирования. [7]
Фтороформ является предшественником реактива Руперта-Пракаша. CF 3 Si(CH 3 ) 3 , являющийся источником нуклеофильной CF - 3 анион. [8] [9]
Парниковый газ
[ редактировать ]
CHF 3 является мощным парниковым газом . Тонна ГФУ-23 в атмосфере оказывает тот же эффект, что и 11 700 тонн углекислого газа. Этот эквивалент, также называемый 100-летним потенциалом глобального потепления , для ГФУ-23 немного больше и составляет 14 800. [10] Время жизни в атмосфере составляет 270 лет. [10]
ГФУ-23 был самым распространенным ГФУ в глобальной атмосфере примерно до 2001 года, когда средняя глобальная концентрация ГФУ-134а (1,1,1,2-тетрафторэтана), химического вещества, которое сейчас широко используется в автомобильных кондиционерах, превзошла концентрации ГФУ-23. ГФУ-23. В прошлом глобальные выбросы ГХФУ-23 были обусловлены непреднамеренным производством и выбросами во время производства хладагента ГХФУ-22 (хлордифторметана).
О существенном сокращении выбросов ГФУ-23 в развитых странах сообщалось в период с 1990-х по 2000-е годы: с 6-8 Гг/год в 1990-е годы до 2,8 Гг/год в 2007 году. [11]
Механизм РКИК ООН чистого развития обеспечил финансирование и способствовал уничтожению ГФУ-23 .
Согласно данным, собранным Секретариатом по озону Всемирной метеорологической организации, в последние годы развивающиеся страны стали крупнейшими производителями ГХФУ-23. [12] [13] [14] Выбросы всех ГФУ включены в Киотский протокол РКИК ООН. Чтобы смягчить его воздействие, CHF 3 можно уничтожить с помощью электроплазменно-дуговой технологии или высокотемпературного сжигания. [15]
Дополнительные физические свойства
[ редактировать ]| Свойство | Ценить |
|---|---|
| Плотность (ρ) при -100 °C (жидкость) | 1,52 г/см 3 |
| Плотность (ρ) при -82,1 °C (жидкость) | 1,431 г/см 3 |
| Плотность (ρ) при -82,1 °C (газ) | 4,57 кг/м 3 |
| Плотность (ρ) при 0 °C (газ) | 2,86 кг/м 3 |
| Плотность (ρ) при 15 °C (газ) | 2,99 кг/м 3 |
| Дипольный момент | 1,649 Д |
| Критическое давление (p c ) | 4816 МПа (48,16 бар) |
| Критическая температура (T c ) | 25,7 °С (299 К) |
| Критическая плотность (ρ c ) | 7,52 моль/л |
| Коэффициент сжимаемости (Z) | 0.9913 |
| Ацентрический фактор (ω) | 0.26414 |
| Вязкость (η) при 25 °C | 14,4 мкПа·с (0,0144 сП) |
| Молярная удельная теплоемкость при постоянном объеме (C V ) | 51,577 Джмоль −1 .К −1 |
| Скрытая теплота испарения (l b ) | 257.91 kJ.kg −1 |
Ссылки
[ редактировать ]- ^ СГС: ГЕСТИС 038260.
- ^ Jump up to: а б ШиваКумар Кьяса (2015). «Фтороформ (CHF3)» . Синлетт . 26 (13): 1911–1912. дои : 10.1055/s-0034-1380924 .
- ^ Г. Зигемунд; В. Швертфегер; А. Фейринг; Б.Смарт; Ф. Бер; Х. Фогель; Б. МакКьюсик (2005). «Соединения фтора органические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a11_349 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ Киршнер, Э., Новости химии и техники, 1994, 8.
- ^ Месланс М.М. (1894). «Исследование некоторых органических фторидов жирного ряда» . Анналы химии и физики . 7 (1): 346–423.
- ^ Jump up to: а б Хенне А.Л. (1937). «Фтороформ». Журнал Американского химического общества . 59 (7): 1200–1202. дои : 10.1021/ja01286a012 .
- ^ Занарди, Алессандро; Новиков Максим А.; Мартин, Эдди; Бенет-Бухгольц, Хорди; Грушин, Владимир В. (28 декабря 2011 г.). «Прямое куприрование фтороформа». Журнал Американского химического общества . 133 (51): 20901–20913. дои : 10.1021/ja2081026 . ISSN 0002-7863 . ПМИД 22136628 .
- ^ Розен, С.; Хагули, А. «Фтороформ» в Энциклопедии реагентов для органического синтеза (под ред.: Л. Пакетт), 2004 г., J. Wiley & Sons, Нью-Йорк. дои : 10.1002/047084289X.rn00522
- ^ Пракаш, Г.К. Сурья; Джог, Параг В.; Батамак, Патрис Т.Д.; Ола, Джордж А. (07 декабря 2012 г.). «Укрощение фтороформа: прямое нуклеофильное трифторметилирование центров Si, B, S и C». Наука . 338 (6112): 1324–1327. Бибкод : 2012Sci...338.1324P . дои : 10.1126/science.1227859 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 23224551 . S2CID 206544170 .
- ^ Jump up to: а б Форстер, П.; В. Рамасвами; П. Артаксо; Т. Бернтсен; Р. Беттс; Д. У. Фэйи; Дж. Хейвуд; Дж. Лин; округ Колумбия Лоу; Г. Мире; Дж. Нганга; Р. Принн; Г. Рага; М. Шульц и Р. Ван Дорланд (2007). «Изменения в составе атмосферы и радиационном воздействии». (PDF) . Изменение климата 2007: Основы физической науки. Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата .
- ^ Монцка, ЮАР; Куиджперс, Л.; Батл, Миссури; Айдын, М.; Ферхюльст, КР; Зальцман, Э.С.; Фэйи, Д.В. (2010). «Недавнее увеличение глобальных выбросов ГФУ-23» . Письма о геофизических исследованиях . 37 (2): н/д. Бибкод : 2010GeoRL..37.2808M . дои : 10.1029/2009GL041195 . S2CID 13583576 .
- ^ «Центр доступа к данным» . Архивировано из оригинала 21 июля 2011 г. Проверено 3 апреля 2010 г.
- ↑ Прибыль от углеродных кредитов стимулирует выпуск вредного газа , 8 августа 2012 г., New York Times.
- ^ Субсидии на газ, вызывающий глобальное потепление
- ^ Хан, Вэньфэн; Ли, Ин; Тан, Хаодун; Лю, Хуачжан (2012). «Очистка сильнодействующего парникового газа, 3 швейцарских франка . Обзор». Журнал химии фтора . 140 : 7–16. дои : 10.1016/j.jfluchem.2012.04.012 .
Литература
[ редактировать ]- Макби ET (1947). «Химия фтора». Промышленная и инженерная химия . 39 (3): 236–237. дои : 10.1021/ie50447a002 .
- Орам Д.Э.; Стерджес WT; Пенкетт С.А.; Маккалок А.; Фрейзер П.Дж. (1998). «Рост фтороформа (CHF 3 , HFC-23) в фоновой атмосфере» . Письма о геофизических исследованиях . 25 (1): 236–237. Бибкод : 1998GeoRL..25...35O . дои : 10.1029/97GL03483 .
- Маккалок А. (2003). «Фторуглероды в глобальной окружающей среде: обзор важных взаимодействий с химией и физикой атмосферы». Журнал химии фтора . 123 (1): 21–29. дои : 10.1016/S0022-1139(03)00105-2 .