三氟化氯

三氟化氯

三氟化氯（chlorine trifluoride）是無機化合物 ，分子式為ClF3，分子量為92.45。

有毒，有強腐蝕性，常溫下為無色氣體，降溫變為綠色液體。可用作氟化劑、燃燒劑、推進劑中的氧化劑、高溫金屬的切割油等。

基本介紹

  • 中文名：三氟化氯
  • 英文名：chlorine trifluoride
  • 化學式：ClF3
  • 分子量：92.45
  • CAS登錄號：7990-91-2
  • EINECS登錄號：232-230-4
  • 熔點：-76.3℃
  • 沸點：11.3℃
  • 密度：相對密度1.825      -78℃時為2.026
  • 外觀：無色氣體或綠色液體
  • 套用：用作氟化劑，燃燒劑，推進劑中的氧化物，高溫金屬的切割油等。
  • 危險品運輸編號：1749
理化性質,用途,合成方法,危害,實驗室監測方法,對環境的影響,健康危害,毒理學資料及環境行為,應急處理處置方法,泄漏應急處理,防護措施,急救措施,安全信息,計算化學數據,

理化性質

三氟化氯分子式為ClF3，分子量為92.45，無色氣體或綠色液體，沸點為11.3℃，熔點為-76.3℃，相對密度為3.14（空氣=1）。有毒，有強腐蝕性。
三氟化氯三氟化氯
拉夫（Ruff）和克魯格（Krug）在1930年製成氟化氯並報告發現了這種物質。這個反應也生成一氟化氯，可以通過蒸餾使其分離。
3 F2+ Cl2→ 2 ClF3
ClF3形狀大致是T形, 有一個短鍵（1.598Å）和兩個長鍵（1.698Å），孤對電子占據兩個赤道位置，與共價鍵一起形成一個三角雙錐，這種結構與價層電子對互斥理論的預測一致，較長的Cl-F鍵與超價鍵一致。
純淨的ClF3在180℃以下的玻璃容器中是穩定的，一旦超過這個溫度就會通過自由基反應分解。
穩定性：是已知最活潑的化合物之一。立即侵蝕玻璃，有濕氣時也腐蝕石英，與水劇烈反應而爆炸，與有機物反應有火光發生。

用途

（1）ClF3主要用來生產六氟化鈾（UF6），以及核燃料加工和後期處理，主要反應方程式：
U + 3 ClF3→ UF6+ 3 ClF
（2）在半導體工業中，三氟化氯被用於清潔化學氣相沉積的反應艙。它具有不需拆卸反應艙就可以清除艙壁附著的半導體物質這一優點。與其它代替的清潔劑不同，三氟化氯在使用前不需經過電漿激化，因為反應艙殘存的熱量就足以使它分解並與半導體材料反應。

合成方法

製備原理：Cl2+3F2=2ClF3
裝置與制ClF相同，可以不用液態氧冷卻的阱，反應爐加熱到230℃。氯氣流緩慢一些，如果F2對於Cl2比例太小則主要形成ClF，且ClF3中含有較多的Cl2。
氟化完畢後，把用乾冰冷卻的氣阱中凝集的液態ClF3傾入一個用乾冰冷卻的鋼瓶中並立刻關緊。當鋼瓶溫度升至室溫時，連上壓力計打開閥門，使氣體放出直至0.122MPa為止。此時ClF、Cl2、F2均揮發逸出。收率隨Cl2∶F2的值而定，一般可達60%～85%。

危害

ClF3是一種很強氧化劑和氟化劑。它能大多數有機和無機材料甚至塑膠反應，可以使許多材料不接觸火源就燃燒。這些反應通常很劇烈，在某些情況下甚至會爆炸。它與一些金屬反應生成氯化物和氟化物，與磷反應生成三氯化磷和五氟化磷，而與硫反應生成二氯化硫和四氟化硫。ClF3也與水劇烈反應，水解產生有毒物質，例如氟化氫。H2S在室溫下與ClF3混合就會爆炸。
能夠超越氧氣的氧化能力導致對含氧材料的腐蝕性，這些材料通常被認為不可燃的。在一工業意外中，900 kg的ClF3泄漏把自身燒通30厘米的混凝土和90厘米的礫石。任何和三氟化氯接觸的設備，必須仔細挑選和清潔，因為任何污染可以點燃接觸物。

實驗室監測方法

氣相色譜法，參照《分析化學手冊》(第四分冊，色譜分析)，化學工業出版社。

對環境的影響

健康危害

侵入途徑：吸入。
健康危害：對皮膚、黏膜有刺激作用。

毒理學資料及環境行為

急性毒性：LC50299ppm，1小時（大鼠吸入）；178ppm，1小時（小鼠吸入）。
危險特性：若遇高熱，容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。
燃燒（分解）產物：氟化氫、氯化氫。

應急處理處置方法

泄漏應急處理

迅速撤離泄漏污染區人員至上風處，並隔離直至氣體散盡，切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿化學防護服（完全隔離），切斷氣源。噴氨水或其它稀鹼液中和，注意收集並處理廢水。然後抽排（室內）或強力通風（室外）。如有可能，將殘餘氣或漏出氣用排風機送至水洗 塔或與塔相連的通風櫥內。漏氣容器不能再用，且要經過技術處理以清除可能剩下的氣體。

防護措施

呼吸系統防護：空氣中濃度超標時，必須佩戴防毒面具。緊急事態搶救或逃生時，建議佩帶正壓自給式呼吸器。
眼睛防護：戴化學安全防護眼鏡。
身體防護：穿相應的防護服。
手防護：戴防化學品手套。
其它：工作現場禁止吸菸、進食和飲水。工作後，淋浴更衣。進入罐或其它高濃度區作業，須有人監護。

急救措施

皮膚接觸：脫去污染的衣著，立即用流動清水徹底沖洗。若有凍傷，就醫治療。
眼睛接觸：立即提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗至少15分鐘。就醫。
吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。呼吸困難時給輸氧。呼吸停止時，立即進行人工呼吸。就醫。
滅火方法：不燃。切斷氣源，噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場移至空曠處。霧狀水。

安全信息

危險品標誌：腐蝕
安全標識：S17S38
危險標識：R6R38R41
危險品運輸編號：1749

計算化學數據

1、疏水參數計算參考值（XlogP）：2.5
2、氫鍵供體數量：0
3、氫鍵受體數量：3
4、可旋轉化學鍵數量：0
5、互變異構體數量：無
6、拓撲分子極性表面積：0
7、重原子數量：4
8、表面電荷：0
9、複雜度：8
10、同位素原子數量：0
11、確定原子立構中心數量：0
12、不確定原子立構中心數量：0
13、確定化學鍵立構中心數量：0
14、不確定化學鍵立構中心數量：0
15、共價鍵單元數量：1

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