Фтороформ
Фтороформ
Имена
Название ИЮПАК
Трифторметан
Другие имена
Фтороформ, трехфтористый углерод, [ требуется ссылка ] метилтрифторид, Фторил, Фреон 23, Арктон 1
Идентификаторы
  • 75-46-7 проверятьИ
3D модель ( JSmol )
  • Интерактивное изображение
СокращенияHFC 23, R-23, FE-13 , ООН 1984
ЧЭБИ
  • ЧЕБИ:24073 ☒Н
ChemSpider
  • 21106179 проверятьИ
Информационная карта ECHA100.000.794
Номер ЕС
  • 200-872-4
CID PubChem
  • 6373
Номер RTECS
  • ПБ6900000
УНИИ
  • ZJ51L9A260 проверятьИ
  • DTXSID0026410
  • InChI=1S/CHF3/c2-1(3)4/h1H проверятьИ
    Ключ: XPDWGBQVDMORPB-UHFFFAOYSA-N проверятьИ
  • InChI=1/CHF3/c2-1(3)4/h1H
    Ключ: XPDWGBQVDMORPB-UHFFFAOYAM
  • ФК(Ф)Ф
Характеристики
С Н Ф 3
Молярная масса70,014  г·моль −1
ПоявлениеБесцветный газ.
Плотность2,946 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 растворителяхРастворимый
Давление пара4,38 МПа при 20 °С
0,013 моль·кг −1 ·бар −1
Кислотность ( pK a )25–28
Структура
Тетраэдрический
Опасности
Охрана труда и техника безопасности (OHS/OSH):
Основные опасности
Депрессия нервной системы
Маркировка СГС : [1]
GHS04: Сжатый газ
Предупреждение
H280
П403
NFPA 704 (огненный алмаз)
Четырехцветный бриллиант NFPA 704Health 2: Intense or continued but not chronic exposure could cause temporary incapacitation or possible residual injury. E.g. chloroformFlammability 0: Will not burn. E.g. waterInstability 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no code
2
0
0
точка возгоранияНегорючий
Родственные соединения
Родственные соединения
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
☒Н проверить  ( что такое   ?)проверятьИ☒Н
Химическое соединение

Фтороформ , или трифторметан , — это химическое соединение с формулой CHF3 . Это гидрофторуглерод , а также часть галоформ , класса соединений с формулой CHX3 (X = галоген ) с симметрией C3v . Фтороформ используется в различных приложениях в органическом синтезе . Он не разрушает озоновый слой , но является парниковым газом . [2]

Синтез

Около 20 миллионов кг в год производится промышленным способом как побочный продукт и предшественник для производства тефлона . [2] Он производится путем реакции хлороформа с HF : [3]

CHCl3 + 3HF → CHF3 + 3HCl

Он также образуется биологически в небольших количествах, по-видимому, путем декарбоксилирования трифторуксусной кислоты . [4]

Исторический

Фтороформ был впервые получен Морисом Меслансом в бурной реакции иодоформа 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 иодоформом и бромоформом , и обмен первых двух атомов галогена фтором является энергичным. Переходя к двухстадийному процессу, сначала образуя бромдифторметан в реакции трифторида сурьмы с бромоформом и завершая реакцию фторидом ртути, Хенне нашел первый эффективный метод синтеза. [6]

Промышленное применение

CHF 3 используется в полупроводниковой промышленности при плазменном травлении оксида кремния и нитрида кремния . Известный как R-23 или HFC-23, он также был полезным хладагентом , иногда как замена хлортрифторметану (CFC-13) и является побочным продуктом его производства.

При использовании в качестве огнетушащего вещества фтороформ носит торговое название DuPont , FE-13. CHF 3 рекомендуется для этого применения из-за его низкой токсичности, низкой реакционной способности и высокой плотности. HFC-23 использовался в прошлом в качестве замены галона 1301 (CFC-13B1) в системах пожаротушения в качестве газообразного огнетушащего вещества полного затопления .

Органическая химия

Фтороформ слабокислый с pK a = 25–28 и довольно инертный. Попытка депротонирования приводит к дефторированию с образованием F − и дифторкарбена ( CF 2 ). Некоторые органомедные и органокадмиевые соединения были разработаны в качестве реагентов трифторметилирования. [7]

Фтороформ является предшественником реагента Рупперта-Пракаша CF 3 Si(CH 3 ) 3 , который является источником нуклеофильного CF−3анион. [8] [9]

Парниковый газ

HFC-23 измеряется в ходе Advanced Global Atmospheric Gases Experiment (AGAGE) в нижних слоях атмосферы ( тропосфере ) на станциях по всему миру. Содержание дано в виде среднемесячных молярных долей без загрязнения в частях на триллион .
Концентрация HFC-23 в атмосфере по сравнению с аналогичными антропогенными газами (правый график), логарифмическая шкала.

CHF 3 является мощным парниковым газом . Тонна HFC-23 в атмосфере имеет тот же эффект, что и 11 700 тонн углекислого газа. Эта эквивалентность, также называемая 100-летним потенциалом глобального потепления , немного больше и составляет 14 800 для HFC-23. [10] Время жизни в атмосфере составляет 270 лет. [10]

HFC-23 был самым распространенным HFC в глобальной атмосфере примерно до 2001 года, когда глобальная средняя концентрация HFC-134a (1,1,1,2-тетрафторэтан), химического вещества, которое в настоящее время широко используется в автомобильных кондиционерах, превзошла концентрацию HFC-23. Глобальные выбросы HFC-23 в прошлом в основном были обусловлены непреднамеренным производством и выбросами при производстве хладагента HCFC-22 (хлордифторметан).

Значительное снижение выбросов ГФУ-23 в развитых странах было отмечено в период с 1990-х по 2000-е годы: с 6-8 Гг/год в 1990-х годах до 2,8 Гг/год в 2007 году. [11]

Однако исследования 2024 года убедительно показывают, что сокращение выбросов ГФУ-23 намного меньше, чем сообщалось, и не соответствует согласованной на международном уровне Кигалийской поправке 2020 года. [12] [13]

Механизм чистого развития РКИК ООН предоставил финансирование и способствовал уничтожению ГФУ-23 .

Развивающиеся страны стали крупнейшими производителями ГХФУ-23 в последние годы, согласно данным, собранным Секретариатом по озону Всемирной метеорологической организации. [14] [15] [16] Выбросы всех ГФУ включены в Киотский протокол РКИК ООН. Для смягчения его воздействия CHF 3 можно уничтожить с помощью технологий электродуговой плазмы или высокотемпературного сжигания. [17]

Дополнительные физические свойства

СвойствоЦенить
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 момент1.649 Д
Критическое давление (p c )4,816 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 °C14,4 мкПа.с (0,0144 сП)
Молярная удельная теплоемкость при постоянном объеме (C V )51,577 Дж.моль −1 .К −1
Скрытая теплота парообразования (l b )257,91 кДж.кг −1

Ссылки

  1. ^ СГС: GESTIS 038260
  2. ^ аб ШиваКумар Кьяса (2015). «Фтороформ (CHF3)». Синлетт . 26 (13): 1911–1912 . doi : 10.1055/s-0034-1380924 .
  3. ^ 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 978-3-527-30673-2.
  4. ^ Киршнер, Э., Новости химии и машиностроения 1994, 8.
  5. ^ Месланс М.М. (1894). «Исследования органических флюоров серии трав». Анналы химии и телосложения . 7 (1): 346–423 .
  6. ^ ab Henne AL (1937). «Фтороформ». Журнал Американского химического общества . 59 (7): 1200– 1202. doi :10.1021/ja01286a012.
  7. ^ Дзанарди, Алессандро; Новиков, Максим А.; Мартин, Эдди; Бенет-Бухгольц, Хорди; Грушин, Владимир В. (2011-12-28). "Прямое куприрование фтороформа". Журнал Американского химического общества . 133 (51): 20901– 20913. doi :10.1021/ja2081026. ISSN  0002-7863. PMID  22136628.
  8. ^ Розен, С.; Хагули, А. «Фтороформ» в Энциклопедии реагентов для органического синтеза (ред. Л. Пакетт) 2004, J. Wiley & Sons, Нью-Йорк. doi : 10.1002/047084289X.rn00522
  9. ^ Prakash, GK Surya; Jog, Parag V.; Batamack, Patrice TD; Olah, George A. (2012-12-07). «Укрощение фтороформа: прямое нуклеофильное трифторметилирование центров Si, B, S и C». Science . 338 (6112): 1324– 1327. Bibcode :2012Sci...338.1324P. doi :10.1126/science.1227859. ISSN  0036-8075. PMID  23224551. S2CID  206544170.
  10. ^ ab Forster, P.; V. Ramaswamy; P. Artaxo; T. Berntsen; R. Betts; DW Fahey; J. Haywood; J. Lean; DC Lowe; G. Myhre; J. Nganga; R. Prinn; G. Raga; M. Schulz & R. Van Dorland (2007). "Изменения в атмосферных составляющих и радиационном воздействии". (PDF) . Изменение климата 2007: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата .
  11. ^ Монцка, SA; 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.
  12. ^ Кафф, Мадлен (3 января 2025 г.). «Глобальный договор не в состоянии ограничить сверхмощные выбросы парниковых газов». New Scientist . Получено 03.01.2025 .
  13. ^ Адам, Бен; Вестерн, Люк М.; Мюле, Йенс; Чой, Хаклим; Круммель, Пол Б.; О'Доэрти, Саймон; Янг, Дикон; Стэнли, Киран М.; Фрейзер, Пол Дж.; Харт, Кристина М.; Саламех, Питер К.; Вайс, Рэй Ф.; Принн, Рональд Г.; Ким, Джуил; Парк, Хьери (2024-12-21). "Выбросы ГФУ-23 не отражают обязательств, принятых в соответствии с Поправкой Кигали". Communications Earth & Environment . 5 (1): 1– 8. doi :10.1038/s43247-024-01946-y. ISSN  2662-4435. PMC 11663144 . 
  14. ^ "Data Access Centre". Архивировано из оригинала 2011-07-21 . Получено 2010-04-03 .
  15. ^ Прибыль от углеродных кредитов стимулирует выбросы вредного газа 8 августа 2012 г. New York Times
  16. ^ Субсидии на газ, способствующий глобальному потеплению
  17. ^ Хан, Вэньфэн; Ли, Ин; Тан, Хаодонг; Лю, Хуачжан (2012). «Обработка мощного парникового газа CHF 3 . Обзор». Журнал химии фтора . 140 : 7– 16. doi :10.1016/j.jfluchem.2012.04.012.

Литература

  • Макби ET (1947). «Химия фтора». Промышленная и инженерная химия . 39 (3): 236– 237. doi :10.1021/ie50447a002.
  • Oram DE; Sturges WT; Penkett SA; McCulloch A.; Fraser PJ (1998). "Рост фтороформа (CHF3, HFC-23) в фоновой атмосфере". Geophysical Research Letters . 25 (1): 236– 237. Bibcode : 1998GeoRL..25...35O. doi : 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. doi :10.1016/S0022-1139(03)00105-2.
  • Международная карта химической безопасности 0577
  • MSDS в Оксфордском университете
  • Паспорт безопасности на mathesontrigas.com
  • Сочетание фтороформа с альдегидами с использованием электрогенерированного основания
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Фтороформ&oldid=1267700078"