Tetrafloroetilen veya C2F4, Teflon gibi floropolimerlerin üretiminde kullanılan renksiz ve kokusuz bir gazdır. Ayrıca soğutucu ve itici gazların üretiminde de kullanılır.
| IUPAC’ın adı | tetrafloroetilen |
| Moleküler formül | C2F4 |
| CAS numarası | 116-14-3 |
| Eş anlamlı | TFE, perfloroetilen, eten, tetrafloro-, F4E, freon 1113, halokarbon 1113 |
| InChI | InChI=1S/C2F4/c3-1(4)2(5)6 |
Lewis yapısı C2F4
TFE veya C2F4 olarak da bilinen tetrafloroetilenin Lewis yapısı, her bir karbon atomunun iki flor atomuna bağlandığı, birbirine çift bağlı iki karbon atomu ile temsil edilebilir. Lewis yapısı moleküldeki değerlik elektronlarının dizilişini gösterir ve molekülün bağlanması ve geometrisi hakkında bilgi sağlar. TFE’nin polar olmayan doğası, hiçbir yük ayrımı veya net dipol momenti göstermeyen Lewis yapısında da açıkça görülmektedir.
Tetrafloroetilenin molar kütlesi
TFE veya C2F4 olarak da adlandırılan tetrafloroetilenin molar kütlesi 100,02 g/mol’dür. Bu değer, molekülde bulunan tüm elementlerin (iki karbon atomu ve dört flor atomu) atomik kütlelerinin eklenmesiyle hesaplanır. Molar kütle, belirli bir hacim veya kütlede bulunan bir maddenin miktarının belirlenmesinde önemli bir parametredir ve aynı zamanda stokiyometrik hesaplamalarda da kullanılır.
Tetrafloroetilenin kaynama noktası
Tetrafloroetilenin kaynama noktası standart basınçta -76,3°C (-105,34°F)’dir. Oda sıcaklığında ve atmosfer basıncında hızla buharlaşabilen çok uçucu bir gazdır. TFE’nin düşük kaynama noktası, onu soğutma sistemleri ve aerosoller için itici gaz olarak çeşitli endüstriyel uygulamalar için ideal kılar.
Tetrafloroetilenin erime noktası
Tetrafloroetilen, sıvı fazı atlayarak doğrudan katıdan gaza faz geçişine uğradığı için belirgin bir erime noktasına sahip değildir. Ancak TFE’nin katı formu, yüksek basınç koşulları altında -76,3°C’nin altındaki sıcaklıklarda mevcut olabilir. TFE’nin katı formu da oldukça kararsız ve reaktiftir ve kendiliğinden polimerleşebilir veya ayrışabilir.
Tetrafloroetilen yoğunluğu g/ml
Standart sıcaklık ve basınçta (STP) tetrafloroetilenin yoğunluğu 1,47 g/L’dir. Ancak TFE bir gaz olduğundan yoğunluğu sıcaklık ve basınçtaki değişikliklere göre önemli ölçüde değişebilir. Oda sıcaklığında ve atmosferik basınçta TFE’nin yoğunluğu yaklaşık 3,21 g/L’dir.
Tetrafloroetilenin moleküler ağırlığı
C2F4’ün moleküler ağırlığı 100,02 g/mol’dür. Bu değer, molekülde bulunan tüm atomların atom ağırlıkları toplanarak hesaplanır. TFE, yüksek uçuculuğuna ve düşük kaynama noktasına katkıda bulunan nispeten düşük bir moleküler ağırlığa sahiptir.
C2F4 yapısı
C2F4, iki karbon atomunun birbirine çift bağlandığı ve her birinin iki flor atomuna bağlandığı doğrusal bir yapıya sahiptir. Molekül oldukça simetriktir ve net dipol momenti yoktur, bu da onu kutupsuz yapar. TFE’nin doğrusal geometrisi aynı zamanda yüksek reaktivitesine ve polimer zincirleri oluşturma yeteneğine de katkıda bulunur.
Formül C2F4
C2F4’ün kimyasal formülü C2F4’tür; bu, molekülün iki karbon atomu ve dört flor atomu içerdiğini gösterir. Formül, molekülde bulunan atomların türleri ve sayıları hakkında bilgi sağlar ve bu, molekülün kimyasal davranışını ve reaksiyonlarını tahmin etmede yararlı olabilir.
| Dış görünüş | Renksiz gaz |
| Spesifik yer çekimi | STP’de 1,47 g/L |
| Renk | Renksiz |
| Koku | Kokusuz |
| Molar kütle | 100,02 g/mol |
| Yoğunluk | Oda sıcaklığında ve atmosfer basıncında 3,21 g/L |
| Füzyon noktası | Belirgin bir erime noktası yoktur |
| Kaynama noktası | Standart basınçta -76,3°C (-105,34°F) |
| Flaş noktası | TFE bir gaz olduğundan uygulanamaz |
| sudaki çözünürlük | Çözünmez |
| çözünürlük | Aseton ve kloroform gibi bazı organik çözücülerde çözünür |
| Buhar basıncı | 20°C’de 209,7 kPa |
| Buhar yoğunluğu | 2,95 (hava = 1) |
| pKa | TFE asit veya baz olmadığından uygulanamaz |
| pH | TFE asit veya baz olmadığından uygulanamaz |
Tetrafloroetilenin güvenliği ve tehlikeleri
Tetrafloroetilen, uygun şekilde kullanılmazsa çeşitli güvenlik ve sağlık riskleri oluşturabilir. Yüksek konsantrasyonda TFE’ye maruz kalmak gözlerde, ciltte ve solunum yollarında tahrişe neden olabilir. Uzun süreli maruz kalma aynı zamanda akciğer ödemi ve zatürre dahil olmak üzere akciğer hasarına da yol açabilir. TFE aynı zamanda havayla patlayıcı karışımlar oluşturabilen yanıcı bir gazdır. Bu nedenle yangın veya patlama riskini önlemek için özel kaplarda saklanmalı ve taşınmalıdır. Maruziyeti önlemek ve olumsuz sağlık etkileri riskini en aza indirmek için TFE ile çalışırken solunum koruması da dahil olmak üzere uygun koruyucu ekipmanın kullanılması önemlidir.
| Tehlike sembolleri | F+ (son derece yanıcı) |
| Güvenlik Açıklaması | Son derece yanıcı gaz. Ciddi göz tahrişine neden olur. Solunum yolu tahrişine neden olabilir. |
| BM kimlik numaraları | UN1080 |
| HS kodu | 2903.39 |
| Tehlike sınıfı | 2.1 (Yanıcı gaz) |
| Paketleme grubu | TFE bir gaz olduğundan uygulanamaz |
| Toksisite | TFE’nin akut toksisitesi düşüktür, ancak uzun süreli maruz kalma akciğer hasarına ve diğer olumsuz sağlık etkilerine yol açabilir. TFE ayrıca potansiyel bir insan kanserojeni olarak kabul edilir. |
Tetrafloroetilenin sentezi için yöntemler
Tetrafloroetilen (TFE), çeşitli florokarbon bileşiklerinin termal ve katalitik ayrışması da dahil olmak üzere çeşitli yöntemlerle sentezlenebilir.
TFE’yi sentezlemek için yaygın bir yöntem, klorodiflorometanın (CCl2F2) uygun bir başlatıcının varlığında yüksek sıcaklıkta termal ayrışmasıdır. İşlem, CCl2F2’deki karbon-klor bağlarının parçalanarak bir radikal oluşturulmasını ve bunun daha sonra diğer moleküllerle reaksiyona girerek TFE’yi üretmesini içerir.
Diğer bir yöntem, heksafloropropen (HFP) veya oktaflorosiklobütan (OFCB) gibi florokarbon bileşiklerinin, alüminyum klorür veya antimon pentaflorür gibi uygun bir katalizör üzerinde yüksek sıcaklıkta katalitik ayrıştırılmasıdır. Bu yöntem, daha sonra ayrılıp saflaştırılan TFE ve diğer florokarbon yan ürünlerinin bir karışımını üretir.
Ek olarak TFE, bir elektrolit varlığında bir metal anot üzerinden hidrojen ve flor gazı karışımının geçirilmesini içeren bir işlem olan elektrokimyasal florlama yoluyla sentezlenebilir. Bu yöntem, daha sonra ayrılan ve saflaştırılan TFE ve diğer florlu bileşiklerin bir karışımını üretir.
Genel olarak TFE’nin sentezi, ilgili kimyasalların oldukça reaktif ve tehlikeli doğasından dolayı özel ekipman ve uzmanlık gerektirir. Bu nedenle TFE’yi sentezlerken uygun güvenlik protokollerine ve düzenlemelerine uymak önemlidir.
Tetrafloroetilenin kullanım alanları
Tetrafloroetilen (TFE), çeşitli endüstriyel ve ticari uygulamalara sahip çok yönlü bir kimyasaldır.
- TFE’nin ana kullanımlarından biri, genellikle Teflon olarak bilinen yapışmaz, ısıya dayanıklı bir polimer olan politetrafloroetilenin (PTFE) üretimi için bir monomer olmasıdır.
- TFE, elektronik, tekstil ve diğer endüstrilerde uygulamaları olan perflorlu karboksilik asitler ve perfloroalkil sülfonatlar gibi diğer florlu bileşiklerin üretilmesi için hammadde görevi görür.
- TFE, yüksek kimyasal direnci ve dayanıklılığı nedeniyle kaplamalarda, borularda ve tellerde yaygın olarak kullanılan poliviniliden florür (PVDF) gibi floropolimerlerin üretiminde çok önemli bir rol oynar.
- Üreticiler TFE’yi iklimlendirme ve soğutma sistemlerinde ve köpük yalıtım malzemelerinin üretiminde soğutucu olarak kullanıyor.
- İlaç endüstrisi, TFE’yi aerosol formülasyonları için çözücü ve itici madde olarak kullanır.
- TFE’nin tencere kaplamaları, elektrik yalıtımı ve yüksek performanslı contalar dahil olmak üzere birçok uygulaması vardır.
Genel olarak, TFE’nin çok yönlülüğü ve benzersiz özellikleri, onu çok çeşitli endüstriyel ve ticari uygulamalarda değerli bir kimyasal haline getirmektedir. Ancak, olumsuz sağlık etkileri ve çevreye zarar verme riskini en aza indirmek için TFE’yi kullanırken uygun güvenlik protokollerine ve düzenlemelerine uymak önemlidir.
Sorular:
Tetrafloroetilen, c2f4’te c2 ve f arasındaki sigma bağını hangi atomik veya hibrit yörüngeler oluşturur?
Tetrafloroetilende (C2F4) C2 ve F arasındaki sigma bağı, hibrit yörüngelerin örtüşmesiyle oluşur. C2F4’te, her karbon atomu sp2 hibritleşmiştir; bu, onun üç atomik yörüngesinin (bir 2s yörüngesi ve iki 2p yörüngesi), trigonal düzlemsel bir geometride düzenlenmiş üç sp2 hibritlenmiş yörüngesi oluşturmak üzere birleştiği anlamına gelir. Her karbon atomunun ayrıca sp2 yörüngelerinin düzlemine dik, hibritleşmemiş bir 2p yörüngesi vardır.
Flor atomu, sigma bağını oluşturmak için bitişik karbon atomunun melezleşmemiş 2p yörüngesi ile örtüşen, tek başına işgal edilmiş bir 2p yörüngesine sahiptir. Bu örtüşme, iki atom arasında uçtan uca meydana gelir ve moleküldeki atomların doğrusal bir şekilde düzenlenmesiyle sonuçlanır. Sigma bağındaki elektronlar öncelikle iki çekirdek arasındaki bölgede bulunur ve karbon ve flor atomları arasında güçlü bir kovalent bağ oluşturur.
Teflon polimerize tetrafloroetilenden mi üretiliyor?
Evet, Teflon tetrafloroetilenin (TFE) polimerizasyonuyla üretilir. TFE, genellikle Teflon olarak bilinen politetrafloroetilen (PTFE) oluşturmak için bir katalizör varlığında polimerize edilebilen renksiz, kokusuz bir gazdır.
Polimerizasyon işlemi, PTFE’ye polimerize edilen TFE monomerlerinin zincir reaksiyonunu başlatan serbest radikaller üreten amonyum persülfat veya azobisisobütironitril (AIBN) gibi bir serbest radikal başlatıcı kullanılarak reaksiyonun başlatılmasını içerir.