Fluoroform

A fluoroform a CHF₃ képletű kémiai vegyület, a (CHX₃ képletű, ahol X = halogén) haloform vegyületek (trihalogénmetánok) egyike. A fluoroformot különféle specializált területeken használják fel, a Teflon gyártásának melléktermékeként állítják elő. Kis mennyiségben biológiai úton is keletkezik, a trifluorecetsav dekarboxileződése révén.^[1]

Fluoroform
IUPAC-név	Trifluormetán
Más nevek	Fluoroform, szén-trifluorid, Fluoryl, Freon 23, Arcton 1, HFC 23, R-23, FE-13, UN 1984
Kémiai azonosítók
CAS-szám	75-46-7
PubChem	6373
ChemSpider	21106179
EINECS-szám	200-872-4
ChEBI	24073
RTECS szám	PB6900000
SMILES	FC(F)F
InChI	1/CHF3/c2-1(3)4/h1H
InChIKey	XPDWGBQVDMORPB-UHFFFAOYSA-N
Beilstein	1731035
Gmelin	1543
UNII	ZJ51L9A260
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet	CHF3
Moláris tömeg	70,01 g/mol
Megjelenés	színtelen gáz
Olvadáspont	−155,2 °C (117,95 K)
Forráspont	−82,1°C (191,05 K)
Oldhatóság (vízben)	1 g/l
Oldhatóság (szerves oldószerek)	oldódik
Savasság (pKa)	25 - 28
Gőznyomás	4,38 MPa 20 °C-on
kH	0,013 mol·kg−1·bar−1
Kristályszerkezet
Molekulaforma	tetraéderes
Veszélyek
Főbb veszélyek	Nervous system depression
NFPA 704	0 2 0
S mondatok	S38
Lobbanáspont	nem gyúlékony
Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak.

Szintézise

A fluoroformot elsőként Maurice Meslans állította elő 1894-ben, a jodoform és száraz ezüst-fluorid közötti heves reakcióval.^[2] Ezt a reakciót Otto Ruff továbbfejlesztette, ezüst-fluorid helyett higany-fluorid és kalcium-fluorid keverékét használta.^[3] A halogén kicserélődési reakció jodoformmal és bromoformmal megy végbe, az első két halogénatom fluorra történő kicserélődése heves reakció. Az első hatékony szintézismódszert, egy kétlépéses eljárást Henne találta ki. Az első lépésben bróm-difluormetánt állított elő bromoform és antimon-trifluorid reakciójával, majd higany-fluoriddal fejezte be a reakciót.^[3]

Ipari alkalmazása

A CHF₃-at a félvezetőiparban használják a szilícium-oxid és szilícium-nitrid plazmamaratása során. R-23 vagy HFC-23 jelöléssel hűtőközegként is használják, olykor a trifluor-klórmetán (cfc-13) helyettesítőjeként is, melynek gyártása során melléktermékként is keletkezik.

Tűzoltóanyagként használva a fluoroform a DuPont FE-13 márkanevével kerül forgalmazza. A CHF₃ ezen felhasználást kis toxicitása, alacsony reakciókészsége és nagy sűrűsége miatt ajánlják. Korábban a tűzoltórendszerekben HFC-23-at használtak a Halon 1301 [cfc-13b1] helyettesítésére.

Szerves kémia

A CHF₃ olyan reagens, mely deprotonálódással „CF₃^-”-forrásként szolgál. A molekula gyengén savas, pK_s = 25–28. A CF₃Si(CH₃)₃ prekurzora.^[4]

Üvegházgáz

A CHF₃ erős üvegházgáz. A Clean Development Mechanism becslése szerint egy tonna légköri HFC-23 hatása azonos 11 700 tonna szén-dioxidéval. Újabb munkák (IPCC, 2007) szerint e mutató – melyet 100 éves globális felmelegedés potenciálnak is neveznek – értéke valamivel magasabb, 14 800.^[5] Légköri élettartama 270 év.^[5]

A 2007-es IPCC klímajelentés szerint 2001-ig a légkörben a legnagyobb mennyiségű HFC a HFC-23 volt, ezután haladta ezt meg a gépkocsik klímaberendezésében széles körben használt HFC-134a (1,1,1,2-tetrafluoretán) átlagos koncentrációja. A múltban a HFC-23 globális emisszióját a hűtőközegként használt HCFC-22 (difluor-klórmetán) gyártása során végzett gondatlan HFC-23 előállítás és kibocsátás határozta meg.

Az ENSZ éghajlat-változási keretegyezményének megadott, üvegházgázok kibocsátási értékeket tartalmazó adatbázisa^[6] szerint a fejlett országok HFC-23 kibocsátása jelentős csökkenést mutatott az 1990-es évek és 2000-es évek között. Az UNFCCC Tiszta Fejlesztési Mechanizmus (Clean Development Mechanism) projektek 2003-tól anyagi támogatást nyújtottak a fejlődő országoknak, hogy a HCFC-22 előállítás melléktermékeként keletkező HFC-23 mennyiségét csökkentsék. A Meteorológiai Világszervezet ózonnal foglalkozó titkársága (Ozone Secretariat of the World Meteorological Organization)^[7] által összeállított adatok alapján az utóbbi években a fejlődő országok váltak a legnagyobb HCFC-22 gyártókká. Az összes HFC kibocsátása szerepel az UNFCCC Kiotói egyezményében. A CHF₃ megsemmisíthető elektromos plazmaíves eljárással vagy magas hőmérsékletű égetéssel.

További fizikai tulajdonságok

Tulajdonság	Érték
Sűrűség (ρ) −100 °C-on (folyadék)	1,52 g/cm³
Sűrűség (ρ) −82,1 °C (folyadék)	1,431 g/cm³
Sűrűség (ρ) −82,1 °C (gáz)	4,57 kg/m³
Sűrűség (ρ) 0 °C-on (gáz)	2,86 kg/m³
Sűrűség (ρ) at 15 °C (gas)	2,99 kg/m³
Dipólusmomentum	1,649 D
Kritikus nyomás (pc)	4,816 MPa (48,16 bar)
Kritikus hőmérséklet (Tc)	25,7 °C (299 K)
Kritikus sűrűség (ρc)	7,52 mol/l
Kompresszibilitás (Z)	0,9913
Acentrikus tényező (ω)	0,26414
Viszkozitás (η) 25 °C-on	14,4 μPa·s (0,0144 cP)
Állandó térfogaton mért fajlagos moláris hőkapacitás (CV)	51,577 J·mol−1·K−1
Párolgáshő (lb)	257,91 kJ·kg−1