الفلوروفورم

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

الفلوروفورم ، أو ثلاثي فلورو الميثان ، هو مركب كيميائي صيغته الكيميائية CHF₃ . وهو من الهيدروفلوروكربونات ، وينتمي أيضاً إلى فئة الهالوفورمات ، وهي فئة من المركبات صيغتها الكيميائية CHX₃ (حيث X = هالوجين ) ذات تناظر C₃v . يُستخدم الفلوروفورم في تطبيقات متنوعة في التخليق العضوي . وهو ليس من مُستنفدات الأوزون، ولكنه من غازات الاحتباس الحراري . [ 2 ]

توليف

يتم إنتاج حوالي 20 مليون كيلوغرام سنوياً صناعياً كمنتج ثانوي ومادة أولية لتصنيع التفلون . [ 2 ] ويتم إنتاجه عن طريق تفاعل الكلوروفورم مع حمض الهيدروفلوريك : [ 3 ]

CHCl₃ + 3 HF → CHF₃ + 3 HCl

كما يتم إنتاجه بيولوجيًا بكميات صغيرة على ما يبدو عن طريق إزالة الكربوكسيل من حمض ثلاثي فلورو أسيتيك . [ 4 ]

تاريخي

تم الحصول على الفلوروفورم لأول مرة على يد موريس ميسلان في تفاعل عنيف بين اليودوفورم وفلوريد الفضة الجاف عام 1894. [ 5 ] وقد حسّن أوتو روف هذا التفاعل باستبدال فلوريد الفضة بمزيج من فلوريد الزئبق وفلوريد الكالسيوم . [ 6 ] يعمل تفاعل التبادل مع اليودوفورم والبروموفورم ، ويكون تبادل ذرتي الهالوجين الأوليين بالفلور قويًا. وبتحويل العملية إلى خطوتين، تبدأ بتكوين بروموديفلوروميثان في تفاعل ثلاثي فلوريد الأنتيمون مع البروموفورم، ثم تُستكمل العملية بفلوريد الزئبق، توصل هين إلى أول طريقة فعالة لتخليق الفلوروفورم. [ 6 ]

التطبيقات الصناعية

يُستخدم مركب CHF3 في صناعة أشباه الموصلات في عملية الحفر بالبلازما لأكسيد السيليكون ونيتريد السيليكون . ويُعرف أيضاً باسم R-23 أو HFC-23، وكان يُستخدم كمبرد مفيد ، أحياناً كبديل لمركب الكلوروتريفلوروميثان (CFC-13)، وهو منتج ثانوي لعملية تصنيعه.

عند استخدام الفلوروفورم كمادة لإخماد الحرائق، يُعرف تجاريًا باسم FE-13 من شركة دوبونت. يُوصى باستخدام CHF3 لهذا الغرض نظرًا لانخفاض سميته وتفاعليته وكثافته العالية. وقد استُخدم HFC-23 سابقًا كبديل لهالون 1301 (CFC-13B1) في أنظمة إخماد الحرائق كعامل إخماد حرائق غازي شامل .

الكيمياء العضوية

الفلوروفورم حمض ضعيف بقيمة pKa تتراوح بين 25 و28، وهو خامل نسبيًا. محاولة نزع البروتون منه تؤدي إلى نزع الفلور لتكوين أيون الفلوريد ( F⁻ ) وثنائي فلورو كاربين ( CF₂ ). وقد طُوِّرت بعض مركبات النحاس العضوية ومركبات الكادميوم العضوية ككواشف لثلاثي فلورو ميثيل. [ 7 ]

الفلوروفورم هو طليعة لكاشف روبرت-براكاش CF3Si ( CH3 ) 3 ، والذي يُعد مصدرًا للأنيون النيوكليوفيلي CF3-3 . [ 8 ] [ 9 ]

غازات الدفيئة

تم قياس تركيز غاز HFC-23 بواسطة تجربة الغازات الجوية العالمية المتقدمة ( AGAGE ) في الطبقة السفلى من الغلاف الجوي ( التروبوسفير ) في محطات حول العالم. وتُعطى وفرة هذا الغاز كمتوسط ​​شهري خالٍ من التلوث، بوحدة جزء في التريليون .
تركيز HFC-23 في الغلاف الجوي مقابل الغازات المماثلة من صنع الإنسان (الرسم البياني الأيمن)، مقياس لوغاريتمي.

يُعدّ غاز HFC - 23 من غازات الدفيئة القوية . إذ يُعادل طن واحد منه في الغلاف الجوي تأثير 11,700 طن من ثاني أكسيد الكربون. ويُعرف هذا التأثير المكافئ، أو ما يُسمى أيضًا بتأثير الاحترار العالمي على مدى 100 عام ، بأنه أكبر قليلًا، حيث يبلغ 14,800 طن لغاز HFC-23. [ 10 ] ويبلغ عمره في الغلاف الجوي 270 عامًا. [ 10 ]

كان مركب HFC-23 أكثر مركبات HFC وفرة في الغلاف الجوي العالمي حتى عام 2001 تقريبًا، عندما تجاوز متوسط ​​التركيز العالمي لمركب HFC-134a (1,1,1,2-رباعي فلورو الإيثان)، وهو المركب الكيميائي المستخدم حاليًا على نطاق واسع في مكيفات هواء السيارات، تركيز مركب HFC-23. وقد هيمنت في الماضي على الانبعاثات العالمية لمركب HFC-23 عملية الإنتاج والتسريب غير المقصودة أثناء تصنيع مادة التبريد HCFC-22 (كلوروديفلوروميثان).

تم الإبلاغ عن انخفاضات كبيرة في انبعاثات HFC-23 من قبل الدول المتقدمة من التسعينيات إلى العقد الأول من القرن الحادي والعشرين: من 6-8 جيجا جرام/سنة في التسعينيات إلى 2.8 جيجا جرام/سنة في عام 2007. [ 11 ]

ومع ذلك، تشير الأبحاث التي أجريت في عام 2024 بقوة إلى أن انخفاض انبعاثات HFC-23 أقل بكثير مما تم الإبلاغ عنه ولا يفي بتعديل كيغالي المتفق عليه دوليًا لعام 2020. [ 12 ] [ 13 ]

قدمت آلية التنمية النظيفة التابعة لاتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ التمويل وساهمت في تدمير غاز HFC-23 .

أصبحت الدول النامية أكبر منتجي مركب HCFC-23 في السنوات الأخيرة، وفقًا لبيانات جمعتها أمانة الأوزون التابعة للمنظمة العالمية للأرصاد الجوية. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] وتُدرج انبعاثات جميع مركبات الهيدروفلوروكربون في بروتوكول كيوتو التابع لاتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ. وللحد من تأثيره، يمكن التخلص من مركب CHF- 3 باستخدام تقنيات قوس البلازما الكهربائية أو عن طريق الحرق بدرجة حرارة عالية. [ 17 ]

خصائص فيزيائية إضافية

ملكيةقيمة
الكثافة (ρ) عند -100  درجة مئوية (سائل)1.52 جم/ سم³
الكثافة (ρ) عند -82.1  درجة مئوية (سائل)1.431 جم/ سم³
الكثافة (ρ) عند -82.1  درجة مئوية (غاز)4.57  كجم/ م³
الكثافة (ρ) عند درجة حرارة 0  درجة مئوية (غاز)2.86  كجم/ م³
الكثافة (ρ) عند 15  درجة مئوية (غاز)2.99  كجم/ م³
لحظة ثنائي القطب1.649 دي
الضغط الحرج (p c )4.816 ميجا باسكال (48.16 بار)
درجة الحرارة الحرجة (T c )25.7  درجة مئوية (299 كلفن)
الكثافة الحرجة (ρ c )7.52  مول/لتر
معامل الانضغاط (Z)0.9913
عامل اللامركزية (ω)0.26414
اللزوجة (η) عند 25  درجة مئوية14.4 ميكروباسكال.ثانية (0.0144 سنتي بواز)
الحرارة النوعية المولية عند حجم ثابت (C V )51.577 جول/ مول / كلفن
الحرارة الكامنة للتبخر (l b )257.91 كيلوجول/ كيلوجرام

مراجع

  1. ↑ GHS: GESTIS 038260
  2. 1 2 شيفا كومار كياسا (2015). "الفلوروفورم (CHF3)" . سينليت . 26 (13): 1911–1912 . دوى : 10.1055/s-0034-1380924 .
  3. ^ ج. سيجموند. دبليو شويرتفيغر؛ أ. فيرينج؛ ب. سمارت؛ واو بير؛ هـ. فوجل؛ ب. ماكوسيك (2005). “مركبات الفلور العضوية”. موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a11_349 . رقم ISBN 978-3-527-30673-2.
  4. ↑ كيرشنر، إي.، أخبار الكيمياء والهندسة 1994، 8.
  5. ^ ميسلانس م م (1894). "Recherches sur quelques Fluorures Organics de la série Grasse" . حوليات الكيمياء والفيزياء . 7 (1): 346 – 423.
  6. 1 2 هين، أ. ل. (1937). "الفلوروفورم". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 59 (7): 1200-1202 . Bibcode : 1937JAChS..59.1200H . doi : 10.1021/ja01286a012 .
  7. ↑ زاناردي، أليساندرو؛ نوفيكوف، ماكسيم أ.؛ مارتن، إيدي؛ بينيت-بوخهولز، جوردي؛ غروشين، فلاديمير ف. (28-12-2011). "النحاس المباشر للفلوروفورم". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 133 (51): 20901-20913 . Bibcode : 2011JAChS.13320901Z . doi : 10.1021/ja2081026 . ISSN 0002-7863 . PMID 22136628 .  
  8. ↑ روزن، س.؛ هاغولي، أ. "الفلوروفورم" في موسوعة الكواشف للتخليق العضوي (تحرير: ل. باكيت) 2004، جون وايلي وأولاده، نيويورك. doi : 10.1002/047084289X.rn00522
  9. ↑ براكاش، جي كي سوريا؛ جوج، باراج في؛ باتاماك، باتريس تي دي؛ أولاه، جورج أ. (2012-12-07). "ترويض الفلوروفورم: إضافة مجموعة ثلاثي فلورو ميثيل مباشرة إلى مراكز السيليكون والبورون والكبريت والكربون بواسطة تفاعلات نيوكليوفيلية". مجلة ساينس . 338 (6112): 1324-1327 . رمز Bibcode : 2012Sci...338.1324P . doi : 10.1126/science.1227859 . ISSN 0036-8075 . PMID 23224551. S2CID 206544170 .   
  10. 1 2 فورستر، ب.؛ ف. راماسوامي؛ ب. أرتاسكو؛ ت. بيرنتسن؛ ر. بيتس؛ د. و. فاهي؛ ج. هايوود؛ ج. لين؛ د. س. لوي؛ ج. ميره؛ ج. نجانجا؛ ر. برين؛ ج. راجا؛ م. شولز و ر. فان دورلاند (2007). "التغيرات في مكونات الغلاف الجوي وفي التأثير الإشعاعي". (ملف PDF) . تغير المناخ 2007: الأسس العلمية الفيزيائية. مساهمة الفريق العامل الأول في التقرير التقييمي الرابع للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ .
  11. ^ مونتزكا، سا. كويجبرس، L.؛ معركة، MO؛ أيدين، م.؛ فيرهولست، KR. سالتزمان، ES؛ فاهي، DW (2010). “الزيادات الأخيرة في الانبعاثات العالمية لمركب الكربون الهيدروفلوري-23” . رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 37 (2) 2009GL041195: غير متاح. بيب كود : 2010GeoRL..37.2808M . دوى : 10.1029/2009GL041195 . S2CID 13583576 . 
  12. ↑ كوف، مادلين (3 يناير 2025). "المعاهدة العالمية تفشل في الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري شديدة التأثير" . مجلة نيو ساينتست . تاريخ الاسترجاع: 3 يناير 2025 .
  13. ↑ آدم، بن؛ ويسترن، لوك م.؛ موهل، ينس؛ تشوي، هاكليم؛ كروميل، بول ب.؛ أودوهيرتي، سيمون؛ يونغ، ديكون؛ ستانلي، كيران م.؛ فريزر، بول ج.؛ هارث، كريستينا م.؛ سلامة، بيتر ك.؛ فايس، راي ف.؛ برين، رونالد ج.؛ كيم، جويل؛ بارك، هيري (21-12-2024). "انبعاثات غاز HFC-23 لا تعكس الالتزامات التي تم التعهد بها بموجب تعديل كيغالي" . مجلة الاتصالات والأرض والبيئة . 5 (1) 783: 1-8 . Bibcode : 2024ComEE...5..783A . doi : 10.1038/s43247-024-01946-y . ISSN 2662-4435 . PMC 11663144 . PMID 39717369 .   
  14. ↑ "مركز الوصول إلى البيانات" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 21-07-2011 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 03-04-2010 .
  15. ↑ أرباح أرصدة الكربون تدفع إلى زيادة انبعاثات غاز ضار ، 8 أغسطس/آب 2012، صحيفة نيويورك تايمز
  16. ↑ إعانات لغاز الاحتباس الحراري
  17. ↑ هان، وينفنغ؛ لي، يينغ؛ تانغ، هاودونغ؛ ليو، هوا تشانغ (2012). "معالجة غاز الدفيئة القوي، CHF3 . نظرة عامة". مجلة كيمياء الفلور . 140 : 7-16 . doi : 10.1016/j.jfluchem.2012.04.012 .

الأدب