常用特殊气体性质及其反应条件

常用特殊气体性质及其反应条件

1.四氟甲烷（CF4）

物性：

微溶于水，在25℃及0.1MPa下溶解度为0.0015%（重量）。沸点-128℃，熔点-184℃，液体密度1.613g/ml（-130℃），饱和蒸气压13.33kPa（-150.7℃），临界温度-45.67℃，临界压力3.74MPa。常温下为压缩气体。

反应：

最稳定的化合物之一，常温下不与酸、碱及氧化剂反应，在900℃以下，不与Cu、Ni、W、Mo等过渡金属反应，1000 ℃以下不与碳、氢及CH4反应。室温下可与液氨-金属钠试剂反应，高温下CF4可与碱金属、碱土金属及SiO2反应, 生成相应的氟化物。CF4在800 ℃下开始分解，在电弧作用下可与CO和CO2反应生成COF2。

在处理四氟甲烷过程中，可按无毒或低毒及窒息性气体考虑，然而，与可燃性气体燃烧时，会分解产生有毒氟化物。四氟甲烷对金属和合金不腐蚀，可用钢和铝合金容器装运，按压缩气体运输。

钢瓶储存温度≤52℃，禁忌：易燃或可燃物，碱金属，碱土金属等。

2.三氟甲烷（CHF3）

物性：

无色，无臭，不可燃气体，微溶于水，在25℃及0.1MPa下溶解度为0. 10%（重量），能溶于乙醇、酮、乙醚、苯、四氯化碳，不溶于乙二醇及甘油。沸点-82℃，熔点-155.2℃，液体密度1.442g/ml（-80℃），临界温度25.7℃，临界压力4810kPa，常温下为液化气体。

反应：

在化学性质上是不活泼的物质，在170℃以上能与三氧化二氮(N2O3)反应，100℃时与氟化亚硝酞(NOF) 反应，光化学氯化反应非常慢，不进行光化学溴化反应。

处理与四氟硅烷类似，高浓度CHF3有麻痹作用，禁忌：活泼金属，高温，潮湿

3.三氟化氮（NF3）

物性：

在常温下是无色稳定气体，沸点-129℃,熔点-206.8℃，高纯NF3几乎没有气味，但商业用NF3由于有痕量活性氟，因而具有刺激性气味。临界温度39.25℃，

临界压力44.02atm（4.46MPa），液体密度1554 kg/m3（1atm，沸点时），气体密度2.95 kg/m3（1atm，21℃），水中溶解度（1atm，22℃）：1.43×10-5当量浓度。

反应：

当混入一定量的杂质气体后颜色发黄，同时会有发霉或刺激性气味。NF3气体不可燃，但能助燃。当温度超过350℃时，三氟化氮气体会缓慢分解，分解时产生强氧化性氟，因此，在高温下它是一种强氧化剂。在空气中的最高允许含量为29mg/m3。常温下稳定，但是当受热或者遇到火焰、电火花等时能着火，甚至可能发生爆炸。氧化能力很强，与氢气、黄油、油、有机物等许多物质激烈反应而且能燃烧。与金属氧化物反应生成种种亚硝基化合物，溶于水。在100℃时，在碱的水溶液中，缓慢分解生成亚硝酸盐和氟化物。

潮湿空气中与水反应：3NF3+5H2O → 2NO+HNO3+9HF

按照有毒液化气体处理，在7 0℃以下，对普通金属是不腐蚀的，因此钢、铜、镍、铝和不锈钢在70℃以下均可作包装材料，气瓶充装系数不大于0.11。

禁忌：还原剂，易燃或可燃物

4.氨（NH3）

物性：

氨是无色有强烈刺激性气味的气体，密度0.7710克/升（标准状况），熔点-77.7°C，沸点-33.35°C，临界温度132.9℃,临界压力11342.3kPa(112.3大气压)。氨在常温下很容易加压成为无色液体，也易凝固为雪状固体。极易溶于水，在标准情况下1体积水可溶解1200体积氨，在20℃时，1体积水可溶解700体积氨，溶液显碱性。易溶于乙醇和乙醚。液氨是良好的极性溶剂。液氨有微弱的电离作用。

反应：

氨气与空气混合物爆炸极限16~25%（最易引燃浓度17%），氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸，如有油类或其它可燃性物质存在，则危险性更高。与硫酸或其它无机酸反应放热，混合物可达到沸腾。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氟、氯等能发生剧烈的化学反应。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。

易燃、腐蚀性、有毒压缩气体，储存于阴凉、干燥、通风处。远离火种、热源。防止阳光直射。应与卤素(氟、氯、溴)、酸类等分开存放。

5.甲硅烷（SiH4）

物性：

常温下无色无味气体，沸点-111.9℃，熔点-185.0℃，气体密度1.440g/l（0℃，1bar），蒸发热394.6097 J/g（-111.9℃），临界温度-3.5℃，临界压力4.78MPa。

容易自燃、氧化、水解。硅烷的着火和爆炸都是与氧气反应的结果，硅烷对氧气和空气极为敏感，具有一定浓度的硅烷在-180℃的温度下也会与氧气发生爆炸反应，固体硅烷与液氧反应相当危险，硅烷燃烧时火焰呈深黄色：

SiH4+2O2→SiO2+2H2O △H=-362kcal/mol

若氧气不足，则发生反应：SiH4+O2→SiO2+2H2 △H=-226kcal/mol

燃烧产生的高温还会使部分未反应的硅烷发生热分解反应：

SiH4 →Si+2H2 △H=-8.2kcal/mol

ⅰ）硅烷爆炸

硅烷进入氧气或者氧气进入硅烷立即自燃，引起剧烈燃烧；

硅烷与氧气混合有可能形成具有强烈爆炸性的气团，然后爆炸；

硅烷与具有氧化性的气体，如N2O、Cl2等接触也会发生爆炸；

硅烷不完全氧化产生超微Si、SiO2粉尘也具有爆炸性。

ⅱ）硅烷自燃

硅烷的自燃一般由微量杂质引发，干燥纯净的硅烷在一个大气压下，混合气体若含30×10-2体积的硅烷还不会自燃，但引入杂质，其自燃浓度下限会下降，硅烷在氢气中的自燃浓度为0.5×10-2。在室温下，硅烷与空气的混合物在1.4%以下是非易燃性的；在1.4~4.1%是可燃但稳定的，需要着火源引发燃烧反应，而在4.5%以上是亚稳定的，经过一定时间的积累混合气体将自发燃烧。

6.二氯二氢硅（SiH2Cl2）

物性：