Nitrogen trifluoride Kjemiske Egenskaper,Bruk,Produksjon
Beskrivelse
Nitrogen trifluoride er en fargeløs gass med lite lukt. Nitrogen trifluoride er en oksidant som er thennodynamically stabil, bortsett fra ved høye temperaturer. Ved temperaturer opp til ca 482°C (250°C), sin reaksjon er sammenlignbare med oksygen. Ved høyere temperaturer, sin reaksjon er lik fluor på grunn av betydelig dissosiasjon til NF2 og F-., Den thennal dissosiasjon av nitrogen trifluoride har vært studert av en rekke etterforskere og har blitt funnet å nå en topp i temperaturområdet av 1100K å 1500K. I håndtering av nitrogen trifluoride, forhold som bør unngås som kan resultere i høye temperaturer som for eksempel adiabatic komprimering fra den raske trykksetting av et system.
Nitrogen trifluoride fungerer primært på elementer som en fluorinating agent, men ikke en veldig aktiv ved lavere temperaturer., Ved forhøyet temperaturer, nitrogen trifluoride pyrolyzes med mange av de elementer til å produsere nitrogen tetrafluoride og tilsvarende fluor. Den pyrolyse av nitrogen trifluoride over kobber vendinger produserer nitrogen tetrafluoride i en 62 prosent til 71 prosent avkastning på 707°F (375°C). Pyrolyse over karbon er mer komplett.
Kjemiske Egenskaper
Nitrogen trifluoride er en fargeløs gass. Moldyodor. Fulgte med som en nonliquefied komprimert gass.
Fysiske egenskaper
Fargeløs gass; mugne lukt; liquefies på -128.75°C; tetthet av væske 3.,116 g/mL; damptrykk ved -158°C 96 torr; stivner på -206.8°C; kritisk temperatur -39.15°C kritisk trykk 44.02 atm; kritisk volum 126 cm3/mol; veldig lett løselig i vann.
Bruker
Nitrogen trifluoride er en etchant og kammer rengjøringsmiddel.
Oksidant for høy-energi brensel, kjemisk syntese.
Bruker
Nitrogen trifluoride er en gass som er laget av nitrogen og fluor atomer., Den globale elektronikk industrien bruker nitrogen trifluoride i sin rengjøring prosesser, fordi gass utkonkurrerer andre alternativer, er enklere og sikrere å håndtere, og bidrar til å redusere klimagassutslippene.
Produsenter av halvledere, tynn film av solceller og flatskjermer bruker nitrogen trifluoride å rense prosess kamre. Inne i kamrene, tynne lag av semiconductive og isolerende filmene er brukt til wafere og paneler., Nitrogen trifluoride fjerner rester av disse filmene la på kammeret vegger så kamrene kan operere effektivt og produsere en høykvalitets enhet.
Nitrogen trifluoride tilbyr mange fordeler over alternative rengjøringsmidler. Det er stabilt ved romtemperatur, så det er relativt enkelt og trygt å håndtere. Det er også enkelt å bruke nitrogen trifluoride å danne en energisk, eller reaktiv, gass eller plasma—en gass med frie elektroner. Den relativt lange liv av fluor radikaler laget i plasma gjør nitrogen trifluoride en effektiv støvsuger.,
Bruker
Nitrogen trifluoride har vært brukt successfullyin store mengder som en fluor kilde forhigh-energi kjemiske lasere. Det er foretrukket overfluorine på grunn av sin komparative enkel håndtering ved omgivelsesbetingelser.
Nylig, en økende mengde av nitrogentrifluoride brukes i semiconductorindustry som en tørr etchant, viser significantlyhigher etch priser og selectivities sammenlignet med karbon tetrafluoride og blandinger ofcarbon tetrafluoride og oksygen.,
Nitrogen trifluoride ble også brukt som en oksidant i rocketry tidlig på 1960-tallet, men thisapplication var ikke kommersialisert.
Forberedelse
Nitrogen trifluoride er utarbeidet ved elektrolyse av enten smeltet ammonium fluor, NH4F, eller smeltet ammonium syre fluor, NH4HF2 (eller ammonium fluor i vannfri HF). Mens NH4F metoden er å foretrekke fordi den danner nitrogen trifluoride som det eneste produktet, elektrolyse av ammonium syre fluor gir en liten mengde dinitrogen difluoride, N2F2,og NF3.,
Også, nitrogen trifluoride kan være forberedt ved reaksjon av ammoniakk med fluor fortynnet med nitrogen i en reaktor fullpakket med kobber. Andre nitrogen fluorides, for eksempel N2F2, N2F4, og NHF2 også er produsert. Utbyttet av store produkt avhenger av fluor/ammoniakk forhold og andre forhold.
produksjonsmetoder
Nitrogen trifluoride kan være dannet fra et bredt utvalg av kjemiske reaksjoner. Den kommersielle prosessen for produksjon innebærer direkte fluorination av ammoniakk med fluor gass i nærvær ofammonium fluor.,
Reaksjoner
Hydrogen reagerer med nitrogen trifluoride med rask frigjøring av store mengder varme, og er grunnlaget for bruk av nitrogen trifluoride i høy-energi kjemiske lasere. Den brennbarhets-område for nitrogen trifluoride-hydrogen-blandinger er 9.4 mole prosent til 95 mole prosent nitrogen trifluoride. Nitrogen trifluoride reagerer med organiske forbindelser, men det er vanligvis en forhøyet temperatur er nødvendig for å sette i gang reaksjonen., Under disse forholdene, reaksjon vil ofte gå videre eksplosivt, og stor forsiktighet må utvises ved å utsette nitrogen trifluoride til organiske forbindelser. Derfor, nitrogen trifluoride har funnet lite bruk som en fluorinating agent for organiske forbindelser.
Generell Beskrivelse
En fargeløs gass med en mugne lukt. Meget giftig ved innånding. Litt løselig i vann. Etsende for vev. Under langvarig eksponering for brann, varme eller beholdere kan briste voldsomt og rakett. Brukes til å gjøre andre kjemikalier, og som en del av rakett drivstoff.,
Air & Vann Reaksjoner
Litt løselig i vann.
Reaktivitet Profil
Nitrogen trifluoride er en svært kraftig oksiderende agent. Presenterer farlig brannfare i nærvær av reduksjonsmidler. Etches glass i nærvær av fuktighet. Avgir giftige og korrosive gasser av fluor ved oppvarming til nedbrytning . Kan reagere voldsomt med hydrogen, ammoniakk, karbonmonoksid, diborane, hydrogensulfid, metan, tetrafluorohydrazine, trekull. Eksplosiv reaksjon med klor karbondioksid., En alvorlig eksplosjon kan oppstå når de utsettes for reduksjonsmidler under press .
Fare
Alvorlig fare for eksplosjoner. Etsende for vev. Methemoglobinemia, lever-og nyreskader.
helsefare
Inhaling nitrogen trifluoride kan dette redusere kapasiteten av røde blodlegemer til å frakte oksygen. Dette fører til cyanose, eller en blålig misfarging av huden. Puste nitrogen trifluoride kan også føre til hodepine, svimmelhet, svakhet og forvirring., Etter langvarig eksponering for høye konsentrasjoner, nedbryting av røde blodlegemer og endringer i lever, nyrer, milt og hjerte muskelen kan oppstå som sekundære virkninger. I frisk luft, den første av røde blodlegemer endringer vil klare over flere timer, men personen bør fortsatt overvåkes for sekundære virkninger.
Brannfare
Stoff brenner ikke, men vil støtte forbrenning. Noen kan reagere eksplosivt med brensel. Kan antenne brennbart materiale (tre, papir, olje, klær, etc.). Damper fra flytende gass er i utgangspunktet tyngre enn luft og spre seg langs bakken., Avrenning kan forårsake brann-eller eksplosjonsfare. Beholdere kan eksplodere ved oppvarming. Brudd sylindere kan rakett.
Industriell bruker
Nitrogen trifluoride har vært brukt med hell i store mengder som en fluor kilde for høy-energi kjemiske lasere. Det er foretrukket over fluor på grunn av sin komparative enkel håndtering ved omgivelsesbetingelser.,
Nylig, en økende mengde av nitrogen trifluoride brukes i halvleder industrien som en tørr etchant, som viser betydelig høyere etch priser og selectivities sammenlignet med karbon tetrafluoride og blandinger av karbon tetrafluoride og oksygen.
Nitrogen trifluoride ble også brukt som en oksidant i rocketry tidlig på 1960-tallet, men denne søknaden ble ikke kommersialisert.
Materialer Bruker
Ved temperaturer mindre enn 482°C (250°C), nitrogen trifluoride har en reaktivitet lik som ofoxygen og er relativt inert til de fleste materialsof konstruksjon., Ved romtemperatur, messing,aluminium, kobber, stål og rustfritt stål som canbe brukes fordi korrosjon priser som er lavere enn 0,1 mil/år. ved 160°F (71.1°C) har vært determinedfor disse materialene. Nitrogen trifluoride er alsocompatible med fluorerte stoffer asTeflon ved romtemperatur.Ved økte temperaturer og trykk, nitrogen trifluoride er reaktivitet øker ferd med å bli mer som fluor, med nikkel andMonel å være den foretrukne materialer i konstruksjonen.
Sikkerhet Profil
En gift. Mildt toxicby innånding., Langvarig absorpsjon maycause ekker av tenner, skjelett endringer.Alvorlig fare for eksplosjoner ved chemicalreaction med reduksjonsmidler, particularlywhen under press. En svært farlig firehazard, en svært kraftig oxidner; otherwiseinert ved normal temperatur og trykk.
Potensiell Eksponering
Dette materialet har vært brukt i chemicalsynthesis og som en oksidant for høy-energi brensel (asan oksidant i rakett drivstoff-kombinasjoner).
Fysiologiske effekter
ACGIH anbefaler en grenseverdi ValueTime-Vektet Gjennomsnitt (TLV-TWA) av 10ppm (29 mgim3) for nitrogen trifluoride., TheTLV – TWA er tidsveid gjennomsnitt konsentrasjon for en nonnal 8-timers arbeidsdag og a40-timers arbeidsuke, som nesten alle workersmay gjentatte ganger blir utsatt, dag etter dag, uten negativ effekt.
OSHA viser en 8-timers tidsveiet Gjennomsnitt-Pennissible grenseverdi (TWA-PEL)på 10 ppm (29 mg/m3) for nitrogen trifluoride.TWA-PEL er yrkeshygieniske grenseverdier som skal notbe overskredet med 8-timers TWAin noen 8-hourwork skift av et 40-timers arbeidsuke.,
toksisitet av nitrogen trifluoride er relatedto sin kapasitet til å fonn methemoglobin, en modifisert fonn av hemoglobin ute av stand til oxygentransport, og å ødelegge røde blodlegemer(hemolyse). Ved opphør av eksponering, methemoglobin spontant tilbake til hemoglobin. Men ved høye nivåer av eksponering, terapeutisk intervensjon kan være nødvendig (oksygen,methylene blå, exchange-overføring). Theoccurrence av hemolyse krever nøye overvåking for grad av anemi og potensielle forimpaired nyrefunksjon.,
Nitrogen trifluoride er TLV-TWA verdi av 10ppm resulterte fra en studie som eksponerte rotter to100 ppm for 7 timer per dag, 5 dager per uke i 18 måneder. Ingen endringer ble oppdaget i theanimals’ atferd, hjerte-eller lungesykdommer priser, bloodlevels, eller utseende av fluorose. ACGIH setthe TLV-TWA på III 0 ofthe test nivå.
i Gassform nitrogen trifluoride betraktes som uskyldige til huden og en mindre irriterende å theeyes og slimhinner.
lagring
Nitrogen trifluoride sylindere må være godt støttet under bruk for å hindre bevegelse og belastning av tilkoblinger., Full sylindere må oppbevares på et godt ventilert sted, beskyttet mot sterk varme (125°F eller 51.7°C), som ligger borte fra økologisk eller brennbare materialer, og sikret. Ventilen beskyttelse caps og ventil outlet caps må være på plass til enhver tid når sylinderen er ikke i bruk.
Shipping
UN2451 Nitrogen trifluoride, Fareklasse: 2.2;Etiketter: 2.2-Nonflammable komprimert gass, 5.1-Oksidant.Sylindere må transporteres på en sikker oppreist posisjon,i et godt ventilert lastebil. Beskytte sylinder og etiketter fromphysical skade., Eieren av komprimert gass cylinderis den eneste enheten som har tillatt av føderal lov (49CFR) totransport og fyll dem. Det er et brudd på transportationregulations å fylle komprimert gass sylinder uten theexpress skriftlig tillatelse fra eieren.
Toksisitet evaluering
toksisitet av nitrogen trifluoride er knyttet til dens evne til å fonn methemoglobin, en modifisert fonn av hemoglobin ute av stand til oksygen transport, og å ødelegge røde blodlegemer (hemolyse). Ved opphør av eksponering, methemoglobin spontant tilbake til hemoglobin., Men ved høye nivåer av eksponering, terapeutisk intervensjon kan være nødvendig (oksygen, methylene blå, exchange-overføring). Forekomsten av hemolyse krever nøye overvåking for grad av anemi og potensialet for nedsatt nyrefunksjon.
Inkompabiliteter
gass er en kraftig oksidant. Presentsdangerous brannfare i nærvær av reduksjonsmidler. Etches glass i nærvær av fuktighet., Reagerer withoil, fett, reduksjonsmidler og andre oxidizable materialer, brensel, organisk, ammoniakk, karbonmonoksid; metan,hydrogen, hydrogensulfid; aktivert kull; diborane,vann. Kan reagere voldsomt med hydrogen, ammoniakk,karbonmonoksid, diborane, hydrogensulfid, metan, tetrafluorohydrazine,trekull. Nitrogen trifluoride willincrease intensitet av en eksisterende brann.
Avfall
gå Tilbake gjenfyllbar compressedgas sylindere til leverandør., Vent i store volum av concentratedreducing agent (bisulfites, jern salter eller hypo) – løsning, og deretter nøytralisere og skyll til kloakk med largevolumes av vann.
KARAKTERER TILGJENGELIG
Nitrogen trifluoride er tilgjengelig i karakterer, alt fra 98 prosent til egentlig 99,995 prosent v/vminimum renhet.