四氟化碳

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四氟化碳
IUPAC名
Tetrafluoromethane
Carbon tetrafluoride
四氟化碳
系統名
四氟化碳
別名 全氟化碳、四氟甲烷、CFC 14、海龍14
識別
CAS號 75-73-0
PubChem 6393
SMILES
InChI
EINECS 200-896-5
RTECS FG4920000
性質
化學式 CF4
摩爾質量 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 0.005 %V, 20 °C
0.0038 %V, 25 °C
蒸氣壓 3.65 MPa, 15 °C
106.5 kPa, -127 °C
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
NFPA 704.svg
0
1
0
 
閃點 不可燃
自燃溫度 > 1100 °C
若非註明,所有數據均出自一般條件(25 ℃,100 kPa)下。

四氟化碳,又稱為四氟甲烷Freon-14R 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
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:

SiC + 2F2 → CF4 + Si

也可以由二氧化碳一氧化碳光氣四氟化硫氟化作用來獲取。商業上可由氟與二氯二氟甲烷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,還會產生腐蝕性氟化氫)。

四氟化碳微溶於水(約20 mg.l-1),但可與乙醇乙醚石油醚混溶。

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]

  1. ^ F. Brezina, J. Mollin, R. Pastorek, Z. Sindelar. Chemicke tabulky anorganickych sloucenin (Chemical tables of inorganic compounds). SNTL, 1986.
  2. ^ N. N. Greenwood, A. Earnshaw. Chemie prvku (Chemistry of the Elements). Informatorium, Prague, 1993.

參見[編輯]

外部連結[編輯]