Trifluoruro de nitrógeno | |||
Identificación | |||
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Nombre IUPAC | Trifluoruro de nitrógeno | ||
Sinónimos |
trifluoramina |
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N o CAS | |||
N o ECHA | 100,029,097 | ||
N o CE | 232-007-1 | ||
Sonrisas |
N (F) (F) F , |
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InChI |
InChI: InChI = 1 / F3N / c1-4 (2) 3 |
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Apariencia | Gas incoloro con olor característico. | ||
Propiedades químicas | |||
Fórmula bruta | NF 3 | ||
Masa molar | 71,0019 ± 0,0002 g / mol F 80,27%, N 19,73%, |
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Momento dipolar | 0,235 ± 0,004 D | ||
Propiedades físicas | |||
T ° fusión | −208,5 ° C | ||
T ° hirviendo |
−129,1 ° C (144,05 K) (a 1013 hPa ) |
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Solubilidad | en agua: ninguno | ||
Densidad |
3.003 kg · m -3 ( gas a 24,85 ° C y 1013 hPa ) |
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Termoquímica | |||
Δ vapor H ° | 11,56 kJ · mol -1 ( 1 atm , -128,75 ° C ) | ||
Propiedades electronicas | |||
1 re energía de ionización | 13,00 ± 0,02 eV (gas) | ||
Precauciones | |||
WHMIS | |||
A, D1A, A : Temperatura crítica del gas comprimido = −39 ° C D1A : Material muy tóxico que tiene efectos inmediatos graves Letalidad aguda: LC50 inhalación / 4 horas (ratón) = 2000 ppm Divulgación al 1.0% según la lista de divulgación de ingredientes |
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Directiva 67/548 / CEE | |||
Xn O Símbolos : Xn : Nocivo O : Comburente Frases R : R8 : Peligro de fuego en contacto con materias combustibles. R20 : Nocivo por inhalación. Frases S : S9 : Consérvese el recipiente en lugar bien ventilado. S17 : Manténgase alejado de materias combustibles. S23 : No respirar los gases / humos / vapores / aerosoles [término (s) apropiado (s) a ser indicado por el fabricante]. Frases R : 8, 20, Frases S : 9, 17, 23, |
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Transporte | |||
25 : gas oxidante (promueve el fuego) Número ONU : 2451 : TRIFLUORURO DE NITRÓGENO, COMPRIMIDO Clase: 2.2 Etiquetas: 2.2 : Gases no inflamables, no tóxicos (corresponde a los grupos designados por una A o una O mayúscula); 5.1 : Sustancias oxidantes |
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Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario. | |||
El trifluoruro de nitrógeno es un compuesto inorgánico de fórmula empírica NF 3 . Este compuesto de nitrógeno y flúor es un gas incoloro, tóxico, inodoro y no inflamable. Se utiliza cada vez más como grabador químico en microelectrónica .
El trifluoruro de nitrógeno se utiliza para el grabado iónico reactivo de obleas de silicio. Allí, el NF 3 se descompone in situ en nitrógeno y flúor, y los radicales flúor obtenidos actúan como agentes limpiadores que atacan el silicio . También se puede utilizar con nitruro de silicio , siliciuro de tungsteno y tungsteno producidos por deposición de vapor químico . En todas estas aplicaciones, el NF 3 fue elegido alrededor del año 2000 como un sustituto más protector ambiental para los perfluorocarbonos como el hexafluoroetano (C 2 F 6 ) y el hexafluoruro de azufre (SF 6 ). Aproximadamente dos tercios de los PFC escaparon a la atmósfera; Se consideró que NF 3 tenía una probabilidad mucho menor de escapar al aire.
El trifluoruro de nitrógeno también se utiliza en láseres de fluoruro de hidrógeno y deuterio , que son dos tipos de láseres de gas. Se prefiere al gas difluor porque es más fácil de manipular, porque es considerablemente más estable.
Se puede utilizar con acero y Monel , así como con varios plásticos.
El NF 3 es un raro ejemplo de un fluoruro binario que no se puede preparar directamente a partir de sus elementos (es decir, el N 2 no reacciona con el F 2 ). Casi todos los demás elementos de la tabla periódica reaccionan directamente, a menudo de forma violenta, con el flúor.
Después de un primer intento en 1903, Otto Ruff logró, 25 años después, sintetizar trifluoruro de nitrógeno por electrólisis de una mezcla fundida de fluoruro de amonio y fluoruro de hidrógeno . Se encontró que era mucho menos reactivo que el tricloruro de nitrógeno . Hoy se prepara mediante una reacción directa de amoníaco y flúor, y una variante del método de Ruff.
Están disponibles en forma de cilindros presurizados.
El NF 3 es ligeramente soluble en agua sin que se produzca ninguna reacción química. Su momento dipolar es bajo (0.2340 D). El NF 3 es un oxidante potente, aunque lento. En contacto con metales, se convierte en tetrafluorohidrazina , pero solo a alta temperatura:
2 NF 3 + Cu → N 2 F 4 + CuF 2NF 3 reacciona con flúor y pentafluoruro de antimonio para dar la sal de tetrafluoroamonio:
NF 3 + F 2 + SbF 5 → NF 4 + SbF 6 -NF 3no es uno de los gases de efecto invernadero regulados por el Protocolo de Kioto . Sin embargo, el acuerdo de Durban propone incluirlo en la lista de gases cubiertos para el período siguiente del protocolo de Kioto.
Aunque el NF 3tiene un alto potencial de calentamiento global (estimado 17.200 veces el del CO 2durante un período de un siglo, lo que lo coloca en segundo lugar en este criterio, detrás del SF 6.), su forzamiento radiativo en la atmósfera terrestre es muy bajo, estimado en 0,001 W m −2 , ya que allí solo se libera en cantidades muy pequeñas: en 2008, el contenido total de este gas en la atmósfera se estima en 5.400 toneladas (aumentando en aproximadamente un 11 por ciento por año), y su concentración máxima en la atmósfera según lo evaluado es menos de 0.16 partes por trillón (ppt) por volumen. Un estudio de 2008, que utilizó técnicas de muestreo mejoradas, encontró una concentración troposférica planetaria promedio de 0,454 partes por billón (ppt) por fracción molar de aire seco. Su tiempo de residencia en la atmósfera se estima en 740 años, aunque trabajos recientes sugieren una duración ligeramente más corta de 550 años (y un GWP correspondiente de 16.800 veces el del CO 2).
Aplicaciones industriales que utilizan NF 3descomponerlo, mientras que los compuestos regulados que son SF 6y los PFC generalmente se liberan al aire.
Desde 1992, cuando se produjeron menos de 100 toneladas, la producción mundial ha subido a alrededor de 4.000 toneladas en 2007. Se estima que seguirá aumentando significativamente, llegando a alrededor de 8.000 toneladas por año en 2007. 2010.
Contacto con la piel de NF 3no es peligroso y este gas es un irritante relativamente leve para las membranas mucosas y los ojos. También es un irritante pulmonar: su toxicidad es comparable a la de los óxidos de nitrógeno , y la sobreexposición por inhalación transforma la hemoglobina de la sangre en metahemoglobina , provocando un estado de metahemoglobinemia .