Kvælstof chlortrifluorid Kemiske Egenskaber,Anvendelser,Produktion
Beskrivelse
Kvælstof chlortrifluorid er en farveløs gas med en lille lugt. Nitrogentrifluorid er en O .idator, der er derdynamisk stabil undtagen ved forhøjede temperaturer. 482 F F (250.C) er dens reaktivitet sammenlignelig med ilt. Ved højere temperaturer svarer dens reaktivitet til fluor på grund af mærkbar dissociation i NF2 og F-., Den thennal dissociation af kvælstof chlortrifluorid er blevet undersøgt af en række undersøgere, og har fundet at toppe i temperaturområdet 1100K at 1500K. I håndtering af kvælstof chlortrifluorid, betingelser, der bør undgås, som kan resultere i høje temperaturer, såsom adiabatisk kompression fra den hurtige tryksætning af et system.
Nitrogentrifluorid virker primært på elementerne som et fluoriserende middel, men ikke meget aktivt ved lavere temperaturer., Ved forhøjede temperaturer nitrogen trifluorid pyrolyzeses med mange af elementerne til at producere nitrogentetrafluorid og den tilsvarende fluorid. Pyrolyse af nitrogen trifluorid over kobber drejninger producerer nitrogentetrafluorid i en 62 procent til 71 procent udbytte ved 707 F f (375.C). Pyrolyse over kulstof er mere komplet.
kemiske egenskaber
Nitrogentrifluorid er en farveløs gas. Moldyodor. Leveres som en ikke-liefuefied komprimeret gas.
fysiske egenskaber
farveløs gas; muggen lugt; væsker ved -128,75.C; væsketæthed 3.,116 g / mL; damptryk ved -158 96 C 96 torr; størkner ved -206.8.C; kritisk temperatur -39.15. C; kritisk tryk 44.02 atm; kritisk volumen 126 cm3/mol; meget let opløseligt i vand.
bruger
Nitrogentrifluorid er et ætsemiddel og kammerrensemiddel.
O .idator til højenergibrændstoffer, kemisk syntese.
bruger
Nitrogentrifluorid er en gas, der er lavet af nitrogen og fluoratomer., Den globale elektronikindustri bruger nitrogentrifluorid i sine rengøringsprocesser, fordi gassen overgår andre alternativer, er lettere og sikrere at håndtere og hjælper med at reducere drivhusgasemissioner.
producenter af halvledere, tyndfilm solceller og fladskærme bruger nitrogentrifluorid til at rense proceskamre. Inde i kamrene påføres tynde lag af halvledende og isolerende film på wafersafers og paneler., Nitrogentrifluorid fjerner resten, som disse film efterlader på kammervæggene, så kamrene kan fungere effektivt og producere en kvalitetsenhed.
Nitrogentrifluorid giver mange fordele i forhold til alternative rengøringsmidler. Det er stabilt ved stuetemperatur, så det er relativt nemt og sikkert at håndtere. Det er også nemt at bruge nitrogentrifluorid til at danne en energisk eller reaktiv gas eller et plasma—en gas med frie elektroner. Den relativt lange levetid for fluorradikaler fremstillet i plasma gør nitrogentrifluorid til en effektiv rengøringsmiddel.,
bruger
Nitrogen trifluorid er blevet anvendt med succesi store mængder som fluor kilde tilhøjenergi kemiske lasere. Det foretrækkes frem for fluor på grund af dets komparative lette håndtering ved omgivende forhold.
For nylig anvendes en stigende mængde nitrogentrifluorid i halvlederindustrien som et tørt ætsemiddel, hvilket viser signifikant højere ætsningshastigheder og selektiviteter sammenlignet med carbontetrafluorid og blandinger af carbontetrafluorid og O .ygen.,
Nitrogen trifluorid blev også anvendt som en O .idator i rocketry i begyndelsen af 1960 ‘ erne, men detteapplikation blev ikke kommercialiseret.
præparat
Nitrogentrifluorid fremstilles ved elektrolyse af enten smeltet ammoniumfluorid, NH4F eller smeltet ammoniumsyrefluorid, NH4HF2 (eller ammoniumfluorid i vandfri HF). Mens nh4f-metoden foretrækkes, fordi den danner nitrogentrifluorid som det eneste produkt, giver elektrolyse af ammoniumsyrefluorid en lille mængde dinitrogendifluorid, N2F2 og NF3.,
nitrogentrifluorid kan også fremstilles ved reaktion af ammoniak med fluor fortyndet med nitrogen i en reaktor fyldt med kobber. Andre nitrogenfluorider, såsom n2f2, N2F4 og NHF2, produceres også. Udbyttet af større produkt afhænger af fluor / ammoniak forhold og andre betingelser.
produktionsmetoder
Nitrogentrifluorid kan dannes ud fra en lang række kemiske reaktioner. Den kommercielle proces til produktion indebærer direkte fluorering af ammoniak med fluorgas i nærvær afammoniumfluorid.,
reaktioner
Hydrogen reagerer med nitrogentrifluorid med hurtig frigørelse af store mængder varme og er grundlaget for anvendelsen af nitrogentrifluorid i kemiske lasere med høj energi. Brændbarhedsområdet for nitrogentrifluorid-hydrogenblandinger er 9,4 mol procent til 95 mol procent nitrogen trifluorid. Nitrogentrifluorid reagerer med organiske forbindelser, men generelt kræves en forhøjet temperatur for at starte reaktionen., Under disse forhold vil reaktionen ofte fortsætte eksplosivt, og der skal udvises stor omhu, når nitrogentrifluorid udsættes for organiske forbindelser. Derfor har nitrogentrifluorid fundet ringe anvendelse som fluoreringsmiddel til organiske forbindelser.
generel beskrivelse
en farveløs gas med en muggen lugt. Meget giftig ved indånding. Let opløseligt i vand. Ætsende for væv. Under langvarig udsættelse for brand eller varme beholderne kan briste voldsomt og raket. Bruges til at fremstille andre kemikalier og som en komponent i raketbrændstoffer.,
luft & Vandreaktioner
let opløseligt i vand.
Reaktivitetsprofil
Nitrogentrifluorid er et meget kraftigt o .idationsmiddel. Præsenterer farlig brandfare i nærvær af reduktionsmidler. Ætses glas i nærvær af fugt. Udsender giftige og ætsende dampe af fluor, når de opvarmes til nedbrydning . Kan reagere voldsomt med hydrogen, ammoniak, kulilte, diboran, hydrogensulfid, methan, tetrafluorhydra .in, trækul. Eksplosiv reaktion med chlordio .id., En alvorlig eksplosion kan forekomme, når den udsættes for reduktionsmidler under tryk .
fare
alvorlig eksplosionsfare. Ætsende for væv. Methæmoglobinæmi, lever-og nyreskader.
sundhedsfare
indånding af nitrogentrifluorid kan reducere kapaciteten af røde blodlegemer til at transportere ilt. Dette forårsager cyanose eller en blålig misfarvning af huden. Åndedræt kvælstoftrifluorid kan også føre til hovedpine, svimmelhed, svaghed og forvirring., Efter langvarig udsættelse for høje koncentrationer kan nedbrydning af røde blodlegemer og ændringer i lever, nyrer, milt og hjertemuskel forekomme som sekundære virkninger. I frisk luft vil de indledende ændringer i røde blodlegemer rydde over flere timer, men personen skal stadig overvåges for sekundære effekter.
brandfare
stoffet brænder ikke, men vil understøtte forbrænding. Nogle reagerer måske eksplosivt med brændstof. Kan antænde brændbare stoffer (træ, papir, olie, tøj osv.). Dampe fra flydende gas er oprindeligt tungere end luft og spredes langs jorden., Afstrømning kan skabe brand-eller eksplosionsfare. Beholdere kan eksplodere, når de opvarmes. Bristede cylindre kan raket.
industriel anvendelse
Nitrogentrifluorid er blevet anvendt med succes i store mængder som fluorkilde til kemiske lasere med høj energi. Det foretrækkes frem for fluor på grund af dets komparative lette håndtering ved omgivende forhold.,
for nylig anvendes en stigende mængde nitrogentrifluorid i halvlederindustrien som et tørt ætsemiddel, hvilket viser signifikant højere ætsningshastigheder og selektiviteter sammenlignet med carbontetrafluorid og blandinger af carbontetrafluorid og O .ygen.
Nitrogentrifluorid blev også brugt som en O .idator i rocketry i begyndelsen af 1960 ‘ erne, men denne applikation blev ikke kommercialiseret.
materialer bruger
ved temperaturer under 482 F F (250.C) har nitrogentrifluorid en reaktivitet svarende til ooxygen og er relativt inert for de fleste materialer af konstruktion., Ved omgivelsestemperaturer kan messing, aluminium, kobber, stål og rustfrit stål anvendes, fordi korrosionshastigheder på mindre end 0,1 mil/år. ved 160 F F (71,1.C) er blevet bestemt for disse materialer. Nitrogentrifluorid er ogsåkompatibelt med fluorerede materialer som f. eks. temperatures.At øgede temperaturer og tryk, nitrogen trifluorid reaktivitet stiger bliver mere som fluor, med nikkel ogmonel er de foretrukne materialer til konstruktion.
sikkerhedsprofil
en gift. Mildt giftigeved indånding., Langvarig absorption kanforårsage spottling af tænder, skeletændringer.Alvorlig eksplosionsfare ved kemiskreaktion med reduktionsmidler, isærunder tryk. En meget farlig brandfare; en meget kraftig o .idant; othereiniseinert ved normale temperaturer og tryk.
Potentielle Eksponering
Dette materiale har været anvendt i chemicalsynthesis og som iltningsmiddel for høj-energi brændstoffer (asan oxidationsmiddel i raketdrivstoffers kombinationer).
Fysiologiske effekter
ACGIH anbefaler en Grænseværdi ValueTime-Vægtede Gennemsnit (TLV-TWA) af 10 ppm (29 mgim3) for kvælstof chlortrifluorid., Ttlv-t .a er den tidsvægtede gennemsnitlige koncentration for en nonnal 8-timers arbejdsdag og en40-timers arbejdsuge, som næsten alle arbejdstagere gentagne gange kan udsættes for dag efter dag uden skadelig virkning.
OSHA opregner en 8-timers tidsvægtet gennemsnitlig Pennistilled eksponeringsgrænse (t .a-PEL)på 10 ppm (29 mg/m3) for nitrogentrifluorid.T PA-PEL er den eksponeringsgrænse, der ikke må overskrides med 8-timers t .ain et 8-timers skift i en 40-timers arbejdsuge.,
toksiciteten af nitrogentrifluorid relateres til dens kapacitet til fonn methemoglobin, en modificeret fonn af hæmoglobin, der ikke er i stand til O .ygentransport, og til at ødelægge røde blodlegemer(hæmolyse). Ved ophør af eksponering vender methemoglobin spontant tilbage til hæmoglobin. Ved høje eksponeringsniveauer kan terapeutisk intervention imidlertid være nødvendig (ilt,methylenblåt, udvekslingstransfusion). Denforekomsten af hæmolyse kræver omhyggelig overvågning af graden af anæmi og potentialet fornedsat nyrefunktion.,
Nitrogen trifluorid s TLV – t .a værdi på 10ppm resulterede fra en undersøgelse, der eksponerede rotter til100 ppm i 7 timer om dagen, 5 dage om ugen i 18 måneder. Der blev ikke påvist ændringer i thedyrs adfærd, hjerte-eller lungehastigheder, blodniveauer eller udseende af fluorose. ACGIH satte TLV – t .a på III 0 af testniveauet.
gasformigt nitrogentrifluorid betragtes som uskadeligt for huden og en mindre irriterende forøjne og slimhinder.
opbevaring
Nitrogentrifluorid cylindre skal være sikkert understøttet under brug for at forhindre bevægelse og belastning af forbindelser., Hele cylindre skal opbevares i et godt ventileret område, beskyttet mod overdreven varme (125 F F eller 51,7.c), placeret væk fra organiske eller brandfarlige materialer og sikret. Ventilbeskyttelseshætter og ventiludløbshætter skal altid være på plads, når cylinderen ikke er i brug.
forsendelse
UN2451 Nitrogen trifluorid, fareklasse: 2.2; etiketter: 2.2-ikke-brændbar komprimeret gas; 5.1-O .idator.Cylindre skal transporteres i en sikker lodret position i en godt ventileret lastbil. Beskyt cylinder og etiketter modfysisk skade., Ejeren af den komprimerede gasflasker den eneste enhed, der er tilladt i henhold til føderal lov (49CFR) tiltransport og genopfyld dem. Det er en overtrædelse af transportregler for at genopfylde komprimerede gasflasker udenudtrykke skriftlig tilladelse fra ejeren.
Toksicitetsvurdering
toksiciteten af nitrogentrifluorid er relateret til dens kapacitet til fonn methemoglobin, en modificeret fonn af hæmoglobin, der ikke er i stand til ilttransport, og til at ødelægge røde blodlegemer (hæmolyse). Ved ophør af eksponering vender methemoglobin spontant tilbage til hæmoglobin., Ved høje eksponeringsniveauer kan terapeutisk intervention imidlertid være nødvendig (ilt, methylenblåt, udvekslingstransfusion). Forekomsten af hæmolyse kræver omhyggelig overvågning af graden af anæmi og potentialet for nedsat nyrefunktion.
uforligeligheder
gassen er en kraftig o .idator. Præsentererfare brandfare i nærvær af reduktionsmidler. Ætses glas i nærvær af fugt., Reagerer medolie, fedt, reduktionsmidler og andre o .iderbare materialer;brændbare stoffer, organiske stoffer, ammoniak, kulilte; methan,hydrogen, hydrogensulfid; aktivt kul; diboran,vand. Kan reagere voldsomt med hydrogen,ammoniak, kulilte, diboran, hydrogensulfid, methan,tetrafluorhydra .in, trækul. Nitrogen trifluorid viløge intensiteten af en eksisterende brand.
bortskaffelse af affald
returner genopfyldelige komprimerede gasflasker til leverandør., Udluftning i stort volumen koncentreretreducerende middel (bisulfitter, jernholdige salte eller hypo)opløsning, neutraliseres derefter og skylles til kloak med storevolumener vand.
tilgængelige kvaliteter
Nitrogentrifluorid er tilgængelig i kvaliteter, der spænder fra 98 procent til 99,995 procent v / vminimum renhed.