Fluoroform
| Aquest article o secció no cita les fonts o necessita més referències per a la seva verificabilitat. |
El fluoroform o trifluorometà, és el compost químic amb la fórmula CHF3. És un hidrofluorocarbur a més d'estar a part dels haloforms, una classe de compostos amb la fórmula CHX3 (X = halogen) amb simetria C3v. El fluoroform s'utilitza en diverses aplicacions en la síntesi orgànica. No és un forat de la capa d'ozó sinó que és un gas d'efecte hivernacle.[1]
| Substància química | tipus d'entitat química  |
|---|---|
| Nom curt | HFC 23, R-23, FE-13, UN 1984 |
| Massa molecular | 70,003 Da |
| Descobridor o inventor | Joseph Black |
| Estructura química | |
| Fórmula química | CHF₃ |
 | |
| SMILES canònic | |
| Identificador InChI | Model 3D |
| Propietat | |
| Moment dipolar elèctric | 1,651 D |
| Punt de fusió | −155,18 °C |
| Punt d'ebullició | −82,1 °C (a 101 Pa) |
| Moment dipolar elèctric | 1,651 D |
| Perill | |
| Potencial d'escalfament global | 13.856 |
| NFPA 704: Standard System for the Identification of the Hazards of Materials for Emergency Response () | |
Síntesi
modificaUns 20 milions de kg anuals es produeixen industrialment com a subproducte i precursor de la fabricació de tefló[1]. Es produeix per reacció del cloroform amb HF[2]
CHCl3 + 3 HF → CHF3 + 3 HCl
També es genera biològicament en petites quantitats aparentment per descarboxilació d'àcid trifluoroacètic[3]
Història
modificaEl fluoroform va ser obtingut per primera vegada per Maurice Meslans en la reacció violenta del iodoform amb el fluorur de plata sec el 1894[4]. La reacció va ser millorada per Otto Ruff mitjançant la substitució del fluorur de plata per una barreja de fluorur de mercuri i fluorur de calci[5]. La reacció d'intercanvi funciona amb iodoform i bromoform, i l'intercanvi dels dos primers àtoms d'halogen per fluor és vigorós. En canviar a un procés de dues etapes, primer formant un bromodifluorometà en la reacció de trifluorur d'antimoni amb bromoform i acabant la reacció amb fluorur de mercuri, Henne va trobar el primer mètode de síntesi eficient[5].
Aplicacions industrials
modificaEl s'utilitza a la indústria dels semiconductors en el gravat per plasma d'òxid de silici i nitrur de silici. Conegut com a R-23 o HFC-23, també era un refrigerant útil, de vegades com a substitut del clorotrifluorometà (CFC-13) i és un subproducte de la seva fabricació.
Quan s'utilitza com a extintor d'incendis, el fluoroform porta el nom comercial de DuPont, FE-13. Es recomana per a aquesta aplicació per la seva baixa toxicitat, la seva baixa reactivitat i la seva alta densitat. L'HFC-23 s'ha utilitzat en el passat com a substitut de l'Halon 1301 (CFC-13B1) en sistemes d'extinció d'incendis com a agent d'extinció d'incendis gasós d'inundació total.
Química orgànica
modificaEl fluoroform és dèbilment àcid amb un pKa = 25–28 i força inert. L'intent de desprotonació dona lloc a la desfluoració per generar F− i difluorocarboni ( ). Alguns composts d'organocure i organocadmi s'han desenvolupat com a reactius de trifluorometització[6].
El fluoroform és un precursor del reactiu de Ruppert-Prakash CF3Si(CH3)3, que és una font del nucleòfil CF−3 anió[7][8].
Gasos d'efecte hivernacle
modifica
El és un gas d'efecte hivernacle potent. Una tona d'HFC-23 a l'atmosfera té el mateix efecte que 11.700 tones de diòxid de carboni. Aquesta equivalència, també anomenada potencial d'escalfament global de 100 anys, és lleugerament més gran a 14.800 per al HFC-23[9]. La vida atmosfèrica és de 270 anys[9].
L'HFC-23 va ser l'HFC més abundant a l'atmosfera mundial fins al voltant de l'any 2001, quan la concentració mitjana global de HFC-134a (1,1,1,2-tetrafluoroetà), la substància química que s'utilitza àmpliament en els aparells d'aire condicionat d'automòbils, va superar les de HFC-23. En el passat, les emissions globals d'HFC-23 han estat dominades per la producció i l'alliberament inadvertits durant la fabricació del refrigerant HCFC-22 (clorodifluorometà).
Des de la dècada de 1990 fins a la dècada de 2000 es van informar de disminucions substancials de les emissions d'HFC-23 dels països desenvolupats: de 6-8 Gg/any als anys 90 a 2,8 Gg/any el 2007[10].
El Mecanisme de Desenvolupament Net de la CMNUCC va proporcionar finançament i va facilitar la destrucció de l'HFC-23.
Els països en desenvolupament s'han convertit en els majors productors d'HCFC-23 en els darrers anys, segons dades recopilades per la Secretaria de l'Ozó de l'Organització Meteorològica Mundial[11]. Les emissions de tots els HFC s'inclouen al Protocol de Kyoto de la CMNUCC. Per mitigar el seu impacte es pot destruir amb tecnologies d'arc de plasma elèctric o per incineració a alta temperatura.
Propietats físiques addicionals
modifica| Propietat | Valor |
|---|---|
| Densitat (ρ) a -100 °C (líquid) | 1,52 g/cm3 |
| Densitat (ρ) a -82,1 °C (líquid) | 1.431 g/cm3 |
| Densitat (ρ) a -82,1 °C (gas) | 4.57 kg/m3 |
| Densitat (ρ) a 0 °C (gas) | 2.86 kg/m3 |
| Densitat (ρ) a 15 °C (gas) | 2.99 kg/m3 |
| Moment dipolar | 1.649 D |
| Pressió crítica (pc) | 4.816 MPa (48.16 bar) |
| Temperatura crítica (Tc) | 25.7 °C (299 K) |
| Densitat crítica (ρc) | 7.52 mol/l |
| Factor de compressibilitat (Z) | 0.9913 |
| Factor acèntric (ω) | 0.26414 |
| Viscositat (η) a 25 °C | 14.4 μPa.s (0.0144 cP) |
| Calor específica molar a volum constant (CV) | 51.577 J.mol−1.K−1 |
| Calor latent de vaporització (lb) | 257.91 kJ.kg−1 |
Referències
modifica- ↑ 1,0 1,1 «Fluoroform (CHF3)» (en anglès). Georg Thieme Verlag, ShivaKumar Kyasa, 1911-1912. [Consulta: 17 juny 2024].
- ↑ «Fluorine Compounds, Organic» (en anglès). Günter Siegemund, Werner Schwertfeger, Andrew Feiring, Bruce Smart, Fred Behr, Herward Vogel, Blaine McKusick, 15-06-2000. [Consulta: 17 juny 2024].
- ↑ «Top 234 Chemical & Engineering News papers published in 1994» (en anglès). Elisabeth Kirschner, 20-06-1994. [Consulta: 17 juny 2024].
- ↑ «Recherches sur quelques fluorures organiques de la série grasse» (en francès). M. M. Meslans (1894), 346–423. [Consulta: 17 juny 2024].
- ↑ 5,0 5,1 «Fluoroform» (en anglès). Albert L. Henne, 1200-1202. [Consulta: 17 juny 2024].
- ↑ «Direct Cupration of Fluoroform» (en anglès). Alessandro Zanardi, Maxim A. Novikov, Eddy Martin, Jordi Benet-Buchholz, and Vladimir V. Grushin, 02-12-2011. [Consulta: 17 juny 2024].
- ↑ «Fluoroform» (en anglès). Shlomo Rozen, Aviv Hagooly, 15-10-2005. [Consulta: 19 juny 2024].
- ↑ «Taming of Fluoroform: Direct Nucleophilic Trifluoromethylation of Si, B, S, and C Centers» (en anglès). G. K. SURYA PRAKASH , PARAG V. JOG, PATRICE T. D. BATAMACK, AND GEORGE A. OLAH, 07-12-2012. [Consulta: 19 juny 2024].
- ↑ 9,0 9,1 «[https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ar4-wg1-chapter2-1.pdf Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing]» (en anglès). Piers Forster, Venkatachalam Ramaswamy. [Consulta: 19 juny 2024].
- ↑ «Recent increases in global HFC-23 emissions» (en anglès). Montzka, S. A;Kuijpers, L.;Battle, M. O;Aydin, M.;Verhulst, K. R;Saltzman, E. S;Fahey, D. W, 2010. [Consulta: 19 juny 2024].
- ↑ «[https://web.archive.org/web/20110721233408/http://ozone.unep.org/Data_Reporting/Data_Access/ United Nations Environment Programme Ozone Secretariat]» (en anglès). United Nations Environment Programme Ozone Secretariat. Arxivat de l'original el 2011-07-21. [Consulta: 19 juny].