Nitrogen trifluorid | |||
Identifikasjon | |||
---|---|---|---|
IUPAC-navn | Nitrogen trifluorid | ||
Synonymer |
trifluoramin |
||
N o CAS | |||
N o ECHA | 100.029.097 | ||
N o EC | 232-007-1 | ||
SMIL |
N (F) (F) F , |
||
InChI |
InChI: InChI = 1 / F3N / c1-4 (2) 3 |
||
Utseende | fargeløs gass med karakteristisk lukt. | ||
Kjemiske egenskaper | |||
Brute formel | NF 3 | ||
Molarmasse | 71,0019 ± 0,0002 g / mol F 80,27%, N 19,73%, |
||
Dipolar øyeblikk | 0,235 ± 0,004 D | ||
Fysiske egenskaper | |||
T ° fusjon | -208,5 ° C | ||
T ° kokende |
−129,1 ° C (144,05 K) (ved 1013 hPa ) |
||
Løselighet | i vann: ingen | ||
Volumisk masse |
3,003 kg · m -3 ( gass til 24,85 ° C og 1013 hPa ) |
||
Termokjemi | |||
Δ vap H ° | 11,56 kJ · mol -1 ( 1 atm , -128,75 ° C ) | ||
Elektroniske egenskaper | |||
1 re ioniseringsenergi | 13,00 ± 0,02 eV (gass) | ||
Forholdsregler | |||
WHMIS | |||
A, D1A, A : Kritisk komprimert gass temperatur = −39 ° C D1A : Meget giftig materiale med alvorlige øyeblikkelige effekter Akutt dødelighet: LC50 innånding / 4 timer (mus) = 2000 ppm Opplysning ved 1,0% i henhold til listen over ingredienser |
|||
Direktiv 67/548 / EØF | |||
Xn O Symboler : Xn : Farlig O : Oksiderende R-setninger : R8 : Kontakt med brennbart materiale kan forårsake brann . R20 : Farlig ved innånding. S-setninger : S9 : Oppbevar beholderen på et godt ventilert sted. S17 : Holdes borte fra brennbart materiale. S23 : Ikke puste inn gass / røyk / damp / spray [passende betegnelse (r) som skal angis av produsenten]. R-setninger : 8, 20, S-setninger : 9, 17, 23, |
|||
Transportere | |||
25 : oksiderende gass (fremmer brann) FN-nummer : 2451 : NITROGEN TRIFLUORIDE, KOMPRIMERT Klasse: 2.2 Etiketter: 2.2 : Ikke-brennbare, giftfrie gasser (tilsvarer gruppene betegnet med A eller stort O); 5.1 : Oksiderende stoffer |
|||
Enheter av SI og STP med mindre annet er oppgitt. | |||
Den nitrogen-trifluorid er en uorganisk forbindelse med den empiriske formel NF 3 . Dette nitrogen - fluorforbindelse er en fargeløs, giftig, luktfri, ikke-brennbar gass. Det brukes i økende grad som en kjemisk graverer i mikroelektronikk .
Nitrogen-fluorid anvendes for reaktiv ionisk etsing av silisiumskiver . Den NF 3 blir dekomponert der in situ til nitrogen og fluor, og de fluor radikalene erholdt virker som rengjøringsmidler som angriper silisium . Det kan også brukes med silisiumnitrid , wolframsilicid og wolfram produsert ved kjemisk dampavsetning . I alle disse anvendelser, NF 3 ble valgt rundt år 2000 som en mer miljøbeskyttelses erstatning for perfluorkarboner så som heksafluoretan (C- 2 F 6 ) og svovelheksafluorid (SF 6 ). Omtrent to tredjedeler av PFC-ene slapp ut i atmosfæren; NF 3 ble ansett å ha en mye lavere sjanse for å rømme i luften.
Nitrogen trifluoride brukes også i hydrogen- og deuteriumfluoridlasere , som er to typer gasslasere . Det foretrekkes å diffusere gass fordi den er lettere å håndtere, fordi den er betydelig mer stabil.
Den kan brukes med stål og Monel , samt med flere plastmaterialer.
NF 3 er et sjeldent eksempel på en binær fluor som ikke kan fremstilles direkte fra dens elementer (dvs. N 2 ikke reagerer med F- 2 ). Nesten hvert annet element i det periodiske systemet reagerer direkte, ofte voldsomt, med fluor.
Etter et første forsøk i 1903 klarte Otto Ruff , 25 år senere, å syntetisere nitrogentrifluorid ved elektrolyse av en smeltet blanding av ammoniumfluorid og hydrogenfluorid . Det ble funnet å være mye mindre reaktivt enn nitrogentriklorid . I dag fremstilles det ved en direkte reaksjon av ammoniakk og fluor, og en variant av Ruffs metode.
De kan fås i form av trykkflasker.
NF 3 er lett løselig i vann uten noen kjemisk reaksjon. Dens dipolmoment er lav (0,2340 D). NF 3 er en sterk, om enn langsom, oksidant. Ved kontakt med metaller blir det til tetrafluorhydrazin , men bare ved høy temperatur:
2 NF 3 + Cu → N 2 F 4 + CuF 2NF 3 reagerer med fluor og antimon pentafluorid for å gi tetrafluorammoniumsaltet:
NF 3 + F 2 + SbF 5 → NF 4 + SbF 6 -NF 3er ikke en av klimagassene regulert av Kyoto-protokollen . Durban-avtalen foreslår imidlertid å ta den med på listen over gasser som dekkes for Kyoto-protokollen.
Selv om NF 3har et høyt globalt oppvarmingspotensial (estimert 17.200 ganger CO 2over en periode på et århundre, som plasserer den andre på dette kriteriet, bak SF 6.), er dens strålingskraft i jordens atmosfære veldig lav, estimert til 0,001 W m -2 , siden den bare slippes ut der i svært små mengder: i 2008 er det totale innholdet av denne gassen i atmosfæren estimert til 5400 tonn (øker med omtrent 11 prosent per år), og dens maksimale konsentrasjon i atmosfæren som vurdert er mindre enn 0,16 deler per billion (ppt) i volum. En studie fra 2008, som brukte forbedrede prøvetakingsteknikker, fant en gjennomsnittlig planetarisk troposfærisk konsentrasjon på 0,454 deler per billion (ppt) per molfraksjon tørr luft. Oppholdstiden i atmosfæren er estimert til 740 år, selv om nyere arbeid antyder en litt kortere varighet på 550 år (og en tilsvarende GWP på 16 800 ganger CO 2).
Industrielle applikasjoner som bruker NF 3bryte den ned, mens de regulerte forbindelsene som er SF 6og PFC- er slippes vanligvis ut i luften.
Siden 1992, da mindre enn 100 tonn ble produsert, har verdensproduksjonen steget til rundt 4.000 tonn i 2007. Det anslås at den vil fortsette å øke betydelig og når rundt 8000 tonn per år i 2007. 2010.
Kontakt med huden på NF 3er ikke farlig, og denne gassen er relativt mildt irriterende for slimhinner og øyne. Det er også lungeirriterende: dets toksisitet kan sammenlignes med nitrogenoksider , og overeksponering ved innånding forvandler hemoglobin i blodet til metemoglobin , noe som forårsaker en tilstand av metemoglobinemi .