四氟化碳
四氟化碳 | |||
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IUPAC名 Tetrafluoromethane 四氟甲烷 | |||
別名 | 全氟化碳、四氟甲烷、CFC 14、海龍14 | ||
識別 | |||
CAS號 | 75-73-0 | ||
PubChem | 6393 | ||
ChemSpider | 6153 | ||
SMILES |
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InChI |
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EINECS | 200-896-5 | ||
ChEBI | 38825 | ||
RTECS | FG4920000 | ||
性質 | |||
化學式 | CF4 | ||
莫耳質量 | 88.00 g·mol⁻¹ | ||
外觀 | 無色無味氣體 | ||
密度 | 3.72 g/l, 氣體 (15 °C) | ||
熔點 | -183.6 °C (89.6 K) | ||
沸點 | -127.8 °C (145.4 K) | ||
溶解性(水) | 0.005 %V, 20 °C 0.0038 %V, 25 °C | ||
蒸氣壓 | 3.65 MPa, 15 °C 106.5 kPa, -127 °C | ||
結構 | |||
分子構型 | 四面體 | ||
危險性 | |||
警示術語 | R:無 | ||
安全術語 | S:無 | ||
主要危害 | 頭痛、噁心、頭昏眼花及破壞心血管系統 | ||
NFPA 704 | |||
閃點 | 不可燃 | ||
自燃溫度 | > 1100 °C | ||
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
四氟化碳,又稱為四氟甲烷、Freon-14及R 14,是一種鹵代烴(化學式:CF4)。它既可以被視為一種鹵代烴、鹵代甲烷、全氟化碳,也可以被視為一種無機化合物。
零下198 °C時,四氟化碳具有單斜的結構,晶格常數為a = 8.597, b = 4.433, c = 8.381 (.10-1 nm), β = 118.73° [1]。
附加物理性質
[編輯]性質 | 數值 |
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密度 (ρ),-196 °C (固態) | 1.943 g.cm-3 |
密度 (ρ),-183 °C | 1.89 g.cm-3 |
密度 (ρ),-127.8 °C (液態) | 1.603 g.cm-3 |
密度 (ρ),-80 °C (氣態) | 1.317 kg.m-3 |
密度 (ρ),15 °C (氣態) | 3.72 kg.m-3 |
密度 (ρ),21 °C (氣態) | 3.858 kg.m-3 |
三相點溫度 (Tt) | -183.7 °C (89.4 K) |
臨界溫度 (Tc) | -45.5 °C (227.6 K) |
臨界壓力 (pc) | 3.793 MPa (37.43 bar) |
臨界體積 (Vc) | 0.142 dm3.mol-1 |
臨界壓縮性 (Zc) | 2.77 |
熔化潛熱 (lf),三相點 | 8.09 kJ.kg-1 |
蒸發潛熱 (lv),-127.8 °C | 135.7 kJ.kg-1 |
比熱容 (cp),固定壓強,30 °C | 58 J.mol-1.K-1 |
比熱容 (cp),固定壓強,-145 °C | 80.08 J.mol-1.K-1 |
比熱容 (cv),固定體積,30 °C | 49 J.mol-1.K-1 |
熱容量比 (κ),30 °C | 1.178571 |
壓縮性因子 (Z),15 °C | 0.9981 |
離散因子 (ω) | 0.177 |
偶極矩 | 0 D |
黏度 (η),0 °C | 16.1 μPa.s (0.0161 cP) |
黏度 (η),-60.3 °C | 17.0 μPa.s (0.0170 cP) |
表面張力 (σ),-80 °C | 6.4 mN.m-1 |
熱導率 (λ),0 °C | 15.03 mW.m-1.K-1 |
歷史
[編輯]1926年,首次製得純淨的四氟化碳。[2]
生產
[編輯]在實驗室內,四氟化碳可由以下的反應獲取:
也可以由二氧化碳、一氧化碳或光氣與四氟化硫的氟化作用來獲取。商業上可由氟與二氯二氟甲烷或氯三氟甲烷的反應製備。另一個方法是用碳電極電解氟化物MF、MF2。
四氟化碳,像其他氟代烴一樣,是十分穩定的,這是因為C-F鍵很強,鍵能為515 kJ.mol-1(參見環境影響)。因此不與酸及氫氧化物反應,但是會跟鹼金屬發生爆炸性反應。熱分解會產生劇毒的氣體(碳醯氟、一氧化碳,如果有水存在,還會產生腐蝕性的氟化氫)。
四氟化碳微溶於水(約20 mg.l-1),但可與乙醇、乙醚及石油醚混溶。
用途
[編輯]四氟化碳有時會用作低溫冷卻劑。它可用於電路板的製造,以及製造絕緣物質和半導體。它是用作氣體蝕刻劑及電漿體蝕刻版。
環境影響
[編輯]四氟化碳是一種造成溫室效應的氣體。它非常穩定,可以長時間停留在大氣層中,是一種非常強大的溫室氣體。它在大氣中的壽命約為50,000年,全球增溫(全球暖化)係數是6,500(二氧化碳的係數是1)。雖然結構與氟氯烴相似,但四氟化碳不會破壞臭氧層。這是因為導致臭氧層破壞的是氟氯烴中的氯原子,它被紫外線輻射擊中時會分離。碳-氟鍵比較強,因此分離的可能性比較低。
安全
[編輯]吸入四氟化碳的後果與濃度有關,包括頭痛、噁心、頭昏眼花及心血管系統的破壞(主要是心臟)。長時間接觸會導致嚴重的心臟破壞。
四氟化碳的密度比較高,可以塡滿地面空間範圍,在不通風的地方會導致窒息。
參考資料及注釋
[編輯]- ^ F. Brezina, J. Mollin, R. Pastorek, Z. Sindelar. Chemicke tabulky anorganickych sloucenin (Chemical tables of inorganic compounds). SNTL, 1986.
- ^ N. N. Greenwood, A. Earnshaw. Chemie prvku (Chemistry of the Elements). Informatorium, Prague, 1993.