ტეტრაფტორმეთანი

ტეტრაფთორმეთანი — ფრეონი, ბინარული ქიმიური ნაერთი. ქიმიური ფორმულაა — CF₄. სინონიმებია:

• ოთხ ფთორიანი ნახშირბადი,
• ფრეონ 14,
• მაცივარ აგენტი 14.

ტეტრაფთორმეთანი წარმოადგენს ფთორნახშირბადებს შორის ყველაზე მარტივ ნაერთს. გააჩნია მაღალი ქიმიური მდგრადობა. ნახშირბადი-ფთორის დიდი რაოდენობის კავშირების გამო და ფთორის მაღალი ელექტროუარყოფითობის გამო ნახშირბადის ატომს ამ ნაერთში დადებითი მუხტი გააჩნია, რაც ამტკიცებს და ამოკლებს ფთორ-ნახშირბადის კავშირს. ტეტრაფთორმეთანი წარმოადგენს სითბური ეფექტის აირს.

თვისებები

ფიზიკური თვისებები

ოთახის ტემპერატურის პირობებში ის წარმოადგენს ქიმიურად ინერტულ ნაერთს, ის უფერო და უსუნო აირია.

ნაერთის თვისებები

ტეტრაფთორმეთანი წარმოადგენს ერთ-ერთ ყველაზე სტაბილურ ნაერთს ორგანულ ქიმიაში. (ამას გარდა, ეს ნაერთი ხდება უფრო ძლიერი მასში ნახშირბადის დამატებით). ფთორმწარმოებელ მეთანებში, რომელიც წარმოდგენილია ფთორმეთანით, დიფთორმეთანით, ტრიფთორმეთანით და ტეტრაფთორმეთანით, ფთორისა და ნახშირბადის კავშირები ტეტრაფთორმეთანში წარმოადგენს ყველაზე მტკიცეს.

მიღება

სუფთა ტეტრაფთორმეთანი სინთეზირებული იქნა პირველად 1926 წელს. ტეტრაფთორი შეიძლება მიღებულ იქნას ლაბორატორიულ პირობებში, სილიციუმის კარბიდის ფთორთან რეაქციით:

SiC + 2F₂ → CF₄ + Si.

ასევე შეიძლება მისი მიღება ნახშირორჟანგის ფთორირებით, ნახშირბადის ჟანგის ან ფოსგენის და გოგირდის ტეტრაფთორიდის დახმარებით. კომერციულად ის წარმოებს ფთორისა და დიქლორდიფთორმეთანის ან ქლორტრიფთორმეთანის რეაქციით; ასევე — ლითონთა ფთორიდების MF, MF₂ ელექტროლიზით ნახშირის ელექტროდების დახმარებით.

ტეტრაფთორმეთანი, როგორც ყველა ფთორნახშირბადი, ძალიან მდგრადია ფთორ-ნახშირბადის კავშირის გამო. კავშირის ენერგია ამ ნაერთში ტოლია 515 კჯ/მოლ. ამის შედეგად ის ინერტულია მჟავებისა და ჰიდროქსიდების მიმართ. ამის მიუხედავად, ის რეაგირებს აფეთქებით ტუტე ლითონებთან. ტეტრაფთომეთანის ცეცხლის ალთან კონტაქტისას მიიღება ტოქსიკური აირები (მაგალითად კარბონილფთორიდი ან ნახშირბადის ჟანგი); წყლის არსებობის პირობებში მიიღება ფთორწყალბადი.

სინთეზი

ასევე ეს ნივთიერება შეიძლება მიღებული იქნას ნახშირორჟანგიდან, ნახშირბადის ჟანგიდან ან ფოსგენიდან მათი გოგირდის ტეტრაფთორიდით ფთორირების შედეგად:

CO₂ + SF₄ → CF₄ + SO₂.

ტემპერატურაზე 350—375 °C ნახშირბადი (გრაფიტის ფორმით) რეაგირებს აზოტის ტრიფთორიდთან:

$\mathrm{4}\mathrm{N}{\mathrm{F}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{C}\stackrel{350-375^{o}C}{\to }\mathrm{2}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{F}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{F}}_{\mathrm{4}}$

მიღების ყველაზე მარტივ ხერხს წარმოადგენს რეაქცია რომელიც 900 °C-ზე მეტ ტემპერატურის დროს ნახშირბადსა და ფთორს შორის მიმდინარეობს:

$\mathrm{C}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\stackrel{>900^{o}C}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{F}}_{\mathrm{4}}$

გამოყენება

• ტეტრაფთორმეთანი ზოგჯერ გამოიყენება როგორც დაბალტემპერატუროვანი მაცივარ აგენტი (ფრეონი 14, მაცივარ აგენტი-14).
• მიკროელექტრონიკაში, ცალკე, ან ჟანგბადთან შერწყმული.
• სასუნთქი ნარევების კომპონენტი ღრმა წყალქვეშა ჩაყვინთვისას.
• ავტომატურ ცეცხლჩამაქრობელ სისტემებში.
• ოზონის დაშლის სტაბილიზატორი.
• ქიმიური რეაქციის ჩატარებისას გამხსნელი.
• რეაგენტი ფთორორგანული პროდუქტემის მისაღებად.

ზემოქმედება გარე სამყაროზე

ტეტრაფთორმეთანი წარმოადგენს ძლიერ სასათბურე აირს, რომელიც ხელს უწყობს სასათბურე ეფექტის შექმნას. ეს მეტად სტაბილური ნაერთია, მისი დაშლის დროა მიახლოებით 50 000 წელი, ეს როცა ყველაზე მაღალი გლობალური დათბობის პოტენციალის მონაცემია 6500 წელი (ყველაზე მთავარ სასთბურე აირად მიიჩნევენ CO₂).

ტეტრაფთორმეთანი აღნაგობით ჰგავს ქლორფთორნახშირბადს, მაგრამ მისგან განსხვავებით ტეტრაფთორმეთანი არ შლის ოზონის ფენას. ეს ხდება იმიტომ რომ, ოზონთან ურთიერთქმედებს ქლორის ატომები, ულტრაიისფერი გამოსხივების ზემოქმედების გამო.

გამოყენების საშიშროება

კანის კონტაქტისას სითხესთან შესაძლებელია გაყინვა. ტეტრაფთორმეთანის ჩასუნთქვისას მისი კონცენტრაციის მიხედვით შეიძლება გამოიწვიოს, თავის ტკივილები, ცნობიერების დაკარგვა, გულისრევა, თავბრუსხვევა და აზიანებს გულ-სისხლძარღვთა სისტემას. ხანგრძლივი ზემოქმედებისას იწვევს გულის სერიოზულ დაზიანებას.

თავისი სიმკვრივის გამო მას ძალუძს ჰაერის გამოძევება ფილტვებიდან, რაც იწვევს გაგუდვას დახურულ ნაკლებად კონდენციონირებულ შენობებში.

იხილეთ აგრეთვე

• ფრეონები