Тетрафторметан — бинарное химическое соединение. Химическая формула — CF₄. Синонимы: четырёхфтористый углерод, тетрафторид углерода, фреон 14, хладон 14.

Тетрафторметан является самым простым из фторуглеродов. Oбладает высокой химической стойкостью. Из-за большого количества связей углерод-фтор и высокой электроотрицательности фтора атом углерода в этом соединении имеет значительный положительный заряд, что укрепляет и укорачивает связь углерод-фтор. Тетрафторметан является парниковым газом^{[источник не указан 905 дней]}.

Свойства

Физические

При комнатной температуре представляет собой химически инертный, бесцветный газ без запаха.

Свойства соединения

Тетрафторметан является одним из самых стабильных соединений в органической химии. Из фторпроизводных метана, представленных фторметаном, дифторметаном, трифторметаном и тетрафторметаном, связь фтора и углерода в тетрафторметане является самой прочной.

Получение

Чистый тетрафторметан был впервые синтезирован в 1926 году^[1]. Тетрафторметан может быть получен в лабораторных условиях при реакции карбида кремния с фтором:

Она также может быть получен фторированием двуокиси углерода, окиси углерода или фосгена с помощью тетрафторида серы. Коммерчески он производится реакцией фтора с дихлордифторметаном или хлортрифторметаном; также — в ходе электролиза фторидов металла MF, MF₂ с помощью угольного электрода.

Тетрафторметан, как и другие фторуглероды, весьма устойчив благодаря связи фтор—углерод. Энергия связи в этом соединении равна 515 кДж/моль. В результате этого он инертен по отношению к кислотам и гидроксидам. Тем не менее, он реагирует со взрывом с щелочными металлами. При контакте тетрафторметана с пламенем получаются токсичные газы (например карбонилфторид или окись углерода); в присутствии воды получается фтороводород.

Синтез

Также можно получить данное вещество из углекислого газа, угарного газа или фосгена фторированием тетрафторидом серы:

При температуре в 350—375 °C углерод в форме графита реагирует с трифторидом азота:

Самым простым способом получения является реакция при температуре выше 900 °C углерода с фтором:

Использование

• Тетрафторметан иногда в качестве низкотемпературного хладагента (фреон 14, хладон 14).
• В микроэлектронике, отдельно, или в сочетании с кислородом как плазменный протравливатель на кремнии, диоксиде кремния или нитрида кремния.
• Компонент дыхательных смесей при глубоководных погружениях.
• В системах автоматического пожаротушения.
• Стабилизатор разложения озона.
• Разбавитель при проведении химических реакций.
• Реагента для получения фторорганических продуктов.

Воздействие на окружающую среду

Тетрафторметан является сильным парниковым газом, который способствует парниковому эффекту. Это очень стабильное соединение, время его распада составляет примерно 50 000 лет, в то время как самая высокая отметка ПГП составляет 6500 лет (главным парниковым газом является CO₂).

Тетрафторметан схож по строению с хлорфторуглеродом (ХФУ), но в отличие от него тетрафторметан не разрушает озоновый слой. Это происходит потому, что с озоном взаимодействуют атомы хлора в ХФУ, которые образуются под действием ультрафиолетового излучения.

Опасность использования

При контакте кожи с жидкостью возможно обморожение. Вдыхание тетрафторметана может привести, в зависимости от концентрации, к головной боли, помутнению сознания, тошноте, головокружению и повредить сердечно-сосудистую систему. Длительное воздействие может вызвать серьёзные повреждения сердца.

Благодаря своей плотности тетрафторметан может вытеснить воздух, что может привести к удушению в недостаточно проветриваемых помещениях.

См. также

• Перфторуглеводороды
• Фреоны

Примечания