Русская Википедия:Тетрафторэтилен
Тèтрафтòрэтиле́н[1] — органическое соединение углерода и фтора с химической формулой <chem>C2F4</chem>, один из представителей фторолефинов — непредельных фторорганических соединений.
Представляет собой тяжёлый газ, плохо растворяется в воде.
Умеренно токсичен, ПДКШаблон:Sub 30 мг/м³, 4-й класс опасности[2] (малоопасные вещества) по ГОСТу 12.1.007-76.
Физические и химические свойства
Тетрафторэтилен — тяжёлый газ (почти в 3,5 раза тяжелее воздуха), без цвета и запаха.
Молекула тетрафторэтилена плоская, межъядерное расстояние C—C — 1,33±0,06 Å, межъядерное расстояние C−F — 1,30±0,02 Å, угол между связями F—C—F — 114±3°[3].
Тетрафторэтилен является мономером многих полимеров (пластмасс), легко полимеризуется и сополимеризуется практически со всеми мономерами: этиленом, пропиленом, фтористым винилиденом, трифторхлорэтиленом и другими, образуя фторопласты часто с уникальными свойствами[4].
Получение тетрафторэтилена
В лабораторных условиях тетрафторэтилен получают дебромированием 1,2-дибромтетрафторэтана цинком[4]:
- <chem>CF2BrCF2Br + Zn -> CF2CF2 + ZnBr2</chem>,
или деполимеризацией политетрафторэтилена в техническом вакууме:
- <math chem>\ce{[-CF2-CF2-]}_n \xrightarrow{600-700\ ^\circ \text{C},\ 130-700\ \text{Па}} n~\ce{CF2=CF2}</math>.
В промышленности тетрафторэтилен получают пиролизом хлордифторметана (хладона-22) (при 550—750 °С)[4][5]:
- <chem>2 CF2HCl -> CF2CF2 + 2 HCl</chem>.
Считается, что процесс пиролиза протекает через образование промежуточного дифторкарбена[6]:
- <chem>CF2HCl <=> :CF2 + HCl</chem>,
- <chem>CF2HCl <=> CF2: + HCl</chem>.
Процесс пиролиза сопровождается образованием большого числа побочных продуктов: гексафторпропилена, октафторциклобутана и многих других.
Физические свойства[4]
Стандартная энтальпия образования <math>\Delta H^{0}_{298}</math> = −659,5 кДж/моль.
Теплота плавления 7,714 кДж/моль.
Пожароопасность[4]
Класс опасности 4.
Тетрафторэтилен — горючий газ. Температура самовоспламенения 190 °C.
Чистый тетрафторэтилен — взрывоопасный газ при давлении выше 0,25 МПа. При этом происходит взрывная полимеризация:
- <math chem>\ce{CF2CF2 -> C + CF4} + Q,\quad Q = 71\ \text{ккал/моль}.</math>
Инициаторы взрыва: кислород, пероксидные соединения, оксиды металлов переменной валентности.
Жидкий тетрафторэтилен детонационными свойствами не обладает.
Химические свойства
На палладиевом катализаторе тетрафторэтилен присоединяет водород с образованием 1,1,2,2-тетрафторэтана[5]:
- <chem>CF2CF2 + H2 -> CF2HCF2H</chem>.
При освещении актиничным светом тетрафторэтилен подвергается галогенированию[4][5], например:
- <chem>CF2CF2 + Br2 ->[h\nu] CF2BrCF2Br</chem>.
В жёстких условиях тетрафторэтилен сгорает в кислороде, образуя тетрафторметан и диоксид углерода[4]:
- <chem>CF2CF2 + O2 -> CF4 + CO2</chem>.
При повышенной температуре тетрафторэтилен подвергается циклодимеризации с образованием октафторциклобутана[4]:
- <chem>2 CF2=CF2 -> C4F8</chem>.
Пиролиз тетрафторэтилена сопровождается образованием гексафторпропилена. Считается, что образование гексафторпропилена основано на реакциях дифторкарбена[4][6]:
- <chem>CF2CF2 + CF2{:} <=> CF3-CF=CF2</chem>.
На реакции пиролиза тетрафторэтилена основано промышленное производство важного фторсодержащего мономера — гексафторпропилена[4][5][6]
Тетрафторэтилен легко полимеризуется по радикальному механизму в присутствии любых источников радикалов. Полимеризацию осуществляют как суспензионным, так и эмульсионным способом.
Получаемый политетрафторэтилен выпускается в виде различных марок: Ф-4, Ф-4ПН-90; Ф-4ПН-40; Ф-4ПН-20; Ф-4D и т. д.[7]
Тетрафторэтилен вступает в реакцию радикальной сополимеризации с различными мономерами:
- с этиленом — фторопласт-40 (Ф-40);
- с гексафторпропиленом — фторопласт-4МБ (Ф-4МБ);
- с фтористым винилиденом — фторопласт-42 (Ф-42)[7].
Токсичность
Техника безопасности
Тетрафторэтилен — токсичное вещество. Является сосудистым ядом, раздражает слизистые оболочки глаз и органов дыхания, в высоких концентрациях вредно влияет на центральную нервную систему, вызывает отёк лёгких, имеет нефротоксическое действие[8].
ПДКр.з = 30 мг/м3; ПДКм.р. = 6 мг/м3; ПДКСС = 0,5 мг/м3.
Сферы применения
Тетрафторэтилен используется в основном для получения тефлона (фторопласта-4).
См. также
Примечания
