Tetrafluoreto de carbono - Carbon tetrafluoride

Tetrafluoreto de carbono
Carbon-tetrafluoride-2D-structure.png
Carbon-tetrafluoride-3D-balls-B.png
Nomes
Nomes IUPAC
Tetrafluorometano Tetrafluoreto de
carbono
Outros nomes
Tetrafluoreto de carbono, Perfluorometano, Tetrafluorocarbono, Freon 14, Halon 14, Arcton 0, CFC 14, PFC 14, R 14, UN 1982
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.000.815 Edite isso no Wikidata
Número EC
Número RTECS
UNII
  • InChI = 1S / CF4 / c2-1 (3,4) 5 VerificaY
    Chave: TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N VerificaY
  • InChI = 1 / CF4 / c2-1 (3,4) 5
  • FC (F) (F) F
Propriedades
CF 4
Massa molar 88,0043 g / mol
Aparência Gás incolor
Odor inodoro
Densidade 3,72 g / l, gás (15 ° C)
Ponto de fusão −183,6 ° C (−298,5 ° F; 89,5 K)
Ponto de ebulição −127,8 ° C (−198,0 ° F; 145,3 K)
0,005% V a 20 ° C
0,0038% V a 25 ° C
Solubilidade solúvel em benzeno , clorofórmio
Pressão de vapor 3,65 MPa a 15 ° C
106,5 kPa a -127 ° C
5,15 atm-cu m / mole
1,0004823
Viscosidade 17,32 μPa · s
Estrutura
Tetragonal
Tetraédrico
0 D
Perigos
Ficha de dados de segurança ICSC 0575
NFPA 704 (diamante de fogo)
1
0
0
Ponto de inflamação Não inflamável
Compostos relacionados
Outros ânions
Tetraclorometano
Tetrabromometano
Tetraiodometano
Outros cátions
Tetrafluoreto de silício Tetrafluoreto de
germânio Tetrafluoreto de
estanho Tetrafluoreto de
chumbo
Fluorometanos relacionados
Fluorometano
Difluorometano
Fluorofórmio
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referências da Infobox

O tetrafluorometano , também conhecido como tetrafluoreto de carbono ou R-14, é o perfluorocarbono mais simples ( C F 4 ). Como seu nome IUPAC indica, o tetrafluorometano é a contraparte perfluorada do hidrocarboneto metano . Também pode ser classificado como haloalcano ou halometano . O tetrafluorometano é um refrigerante útil, mas também um potente gás de efeito estufa . Possui uma força de adesão muito alta devido à natureza da ligação carbono-flúor .

Vínculo

Por causa das múltiplas ligações carbono-flúor e a alta eletronegatividade do flúor , o carbono no tetrafluorometano tem uma carga parcial positiva significativa que fortalece e encurta as quatro ligações carbono-flúor, fornecendo caráter iônico adicional . As ligações carbono-flúor são as ligações simples mais fortes da química orgânica . Além disso, eles se fortalecem à medida que mais ligações carbono-flúor são adicionadas ao mesmo carbono. Nos compostos organofluorados de carbono representados por moléculas de fluorometano , difluorometano , trifluorometano e tetrafluorometano, as ligações carbono-flúor são mais fortes no tetrafluorometano. Este efeito é devido ao aumento da atração coulômbica entre os átomos de flúor e o carbono, pois o carbono tem uma carga parcial positiva de 0,76.

Preparação

O tetrafluorometano é o produto quando qualquer composto de carbono, incluindo o próprio carbono, é queimado em uma atmosfera de flúor. Com os hidrocarbonetos, o fluoreto de hidrogênio é um coproduto. Foi relatado pela primeira vez em 1926. Também pode ser preparado pela fluoração de dióxido de carbono , monóxido de carbono ou fosgênio com tetrafluoreto de enxofre . Comercialmente é fabricado pela reação de fluoreto de hidrogênio com diclorodifluorometano ou clorotrifluorometano ; também é produzido durante a eletrólise de fluoretos metálicos MF, MF 2 usando um eletrodo de carbono.

Embora possa ser feito de uma miríade de precursores e flúor, o flúor elementar é caro e difícil de manusear. Consequentemente, CF
4
é preparado em escala industrial usando fluoreto de hidrogênio :

CCl 2 F 2 + 2 HF → CF 4 + 2 HCl

Síntese de Laboratório

O tetrafluorometano pode ser preparado em laboratório pela reação do carboneto de silício com o flúor.

SiC + 4 F 2 → CF 4 + SiF 4

Reações

O tetrafluorometano, como outros fluorocarbonos, é muito estável devido à força de suas ligações carbono-flúor. As ligações em tetrafluorometano têm uma energia de ligação de 515 kJ⋅mol −1 . Como resultado, é inerte a ácidos e hidróxidos. No entanto, ele reage de forma explosiva com metais alcalinos . A decomposição térmica ou combustão do CF 4 produz gases tóxicos ( fluoreto de carbonila e monóxido de carbono ) e na presença de água também produzirá fluoreto de hidrogênio .

É muito ligeiramente solúvel em água (cerca de 20 mg⋅L −1 ), mas miscível com solventes orgânicos.

Usos

O tetrafluorometano às vezes é usado como refrigerante de baixa temperatura (R-14). É usado na microfabricação eletrônica sozinho ou em combinação com oxigênio como um condicionador de plasma para silício , dióxido de silício e nitreto de silício . Ele também tem uso em detectores de nêutrons.

Efeitos ambientais

Série temporal de tetrafluorometano (CF 4 ) de Mauna Loa .
Concentração atmosférica de CF 4 (PFC-14) vs. gases artificiais semelhantes (gráfico à direita). Observe a escala do log.

O tetrafluorometano é um potente gás de efeito estufa que contribui para o efeito estufa . É muito estável, tem uma vida útil atmosférica de 50.000 anos e um alto potencial de aquecimento do efeito estufa 6.500 vezes o do CO 2 .

O tetrafluorometano é o perfluorocarbono mais abundante na atmosfera, onde é denominado PFC-14. Sua concentração atmosférica está crescendo. A partir de 2019, os gases sintéticos CFC-11 e CFC-12 continuam a contribuir com um forçamento radiativo mais forte do que o PFC-14.

Embora estruturalmente semelhante aos clorofluorcarbonos (CFCs), o tetrafluorometano não esgota a camada de ozônio porque a ligação carbono-flúor é muito mais forte do que entre o carbono e o cloro.

As principais emissões industriais de tetrafluorometano além de hexafluoroetano são produzidas durante a produção de alumínio usando o processo Hall-Héroult . O CF 4 também é produzido como produto da decomposição de compostos mais complexos, como os halocarbonos .

Riscos de saúde

Devido à sua densidade, o tetrafluorometano pode deslocar o ar, criando um risco de asfixia em áreas com ventilação inadequada.

Veja também

Referências

links externos