Fluoroform
Plantilla:Falten referències Plantilla:ICQ
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]
Síntesi
Uns 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
El 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
El 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
El 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
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
| 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 |