Fluorométhane

Le fluorométhane, connu aussi sous le nom de fluorure de méthyle, de Fréon 41, ou de HFC-41, est un hydrofluorocarbure gazeux non toxique, liquéfiable, et extrêmement inflammable aux conditions normales de température et de pression.

Fluorométhane

Identification

Nom UICPA

fluorométhane

Synonymes

flurorure de méthyle
fréon 41
HCF-41

N^o CAS

593-53-3

N^o ECHA

100.008.907

N^o CE

209-796-6

ChEBI

Apparence

Gaz incolore, inodore

Propriétés chimiques

Formule

C H₃F [Isomères]

Masse molaire[1]

34,032 9 ± 0,001 g/mol
C 35,29 %, H 8,88 %, F 55,82 %,

Propriétés physiques

T° fusion

−137,8 °C [2]

T° ébullition

−78,4 °C [2]

Solubilité

22,7 g·l^-1 (eau,20 °C) [3]

Masse volumique

1,536 7 g·cm^-3 (0 °C,1,013 mbar) [2]

équation[4] : $\rho =2.1854/0.24725^{(1+(1-T/317.42)^{0.27558})}$
Masse volumique du liquide en kmol·m^-3 et température en kelvins, de 131,35 à 317,42 K.
Valeurs calculées :
0,57371 g·cm^-3 à 25 °C.

T (K)	T (°C)	ρ (kmol·m^-3)	ρ (g·cm^-3)
131,35	−141,8	29,526	1,00486
143,75	−129,4	28,86243	0,98228
149,96	−123,19	28,52383	0,97075
156,16	−116,99	28,18015	0,95906
162,36	−110,79	27,83108	0,94718
168,56	−104,59	27,47626	0,9351
174,77	−98,38	27,11529	0,92281
180,97	−92,18	26,74774	0,91031
187,17	−85,98	26,37311	0,89756
193,37	−79,78	25,99086	0,88455
199,58	−73,57	25,60034	0,87126
205,78	−67,37	25,20086	0,85766
211,98	−61,17	24,79157	0,84373
218,18	−54,97	24,37155	0,82944
224,39	−48,77	23,93966	0,81474

T (K)	T (°C)	ρ (kmol·m^-3)	ρ (g·cm^-3)
230,59	−42,56	23,49462	0,79959
236,79	−36,36	23,03485	0,78394
242,99	−30,16	22,55848	0,76773
249,19	−23,96	22,06321	0,75088
255,4	−17,75	21,54616	0,73328
261,6	−11,55	21,00368	0,71482
267,8	−5,35	20,43102	0,69533
274	0,85	19,82178	0,67459
280,21	7,06	19,16702	0,65231
286,41	13,26	18,45363	0,62803
292,61	19,46	17,661	0,60106
298,81	25,66	16,75338	0,57017
305,02	31,87	15,65824	0,5329
311,22	38,07	14,17619	0,48246
317,42	44,27	8,839	0,30082

Pression de vapeur saturante

33 bar à 20 °C
43,9 bar à 30 °C
54,3 bar à 40 °C [2]

équation[4] : $P_{vs}=exp(59.123+{\frac {-3043.7}{T}}+(-6.1845)\times ln(T)+(1.6637E-5)\times T^{2})$
Pression en pascals et température en kelvins, de 131,35 à 317,42 K.
Valeurs calculées :
3 822 874,41 Pa à 25 °C.

T (K)	T (°C)	P (Pa)
131,35	−141,8	432,87
143,75	−129,4	1 936,56
149,96	−123,19	3 690,31
156,16	−116,99	6 638,01
162,36	−110,79	11 351,69
168,56	−104,59	18 568
174,77	−98,38	29 201,26
180,97	−92,18	44 350,9
187,17	−85,98	65 303,4
193,37	−79,78	93 529,59
199,58	−73,57	130 678,26
205,78	−67,37	178 567,58
211,98	−61,17	239 175,55
218,18	−54,97	314 630,83
224,39	−48,77	407 205,16

T (K)	T (°C)	P (Pa)
230,59	−42,56	519 308,11
236,79	−36,36	653 485,15
242,99	−30,16	812 419,3
249,19	−23,96	998 936,91
255,4	−17,75	1 216 017,73
261,6	−11,55	1 466 809,24
267,8	−5,35	1 754 645,61
274	0,85	2 083 070,98
280,21	7,06	2 455 867,34
286,41	13,26	2 877 086,9
292,61	19,46	3 351 089,23
298,81	25,66	3 882 583,14
305,02	31,87	4 476 673,73
311,22	38,07	5 138 914,87
317,42	44,27	5 875 400

Point critique

44,55 °C, 58,742 bar, 0,30 g·cm^-3 [2]

Point triple

−137,8 °C [2]

Thermochimie

S⁰_{gaz, 1 bar}

222,84 J·K^-1·mol^-1 [5]

Δ_fH⁰_gaz

−234,3 kJ·mol^-1 [5]

C_p

38.171 J.mol^-1.K^-1 à 25 °C

équation[4] : $C_{P}=(7.4746E4)+(-132.32)\times T+(0.53772)\times T^{2}$
Capacité thermique du liquide en J·kmol^-1·K^-1 et température en kelvins, de 140 à 220 K.
Valeurs calculées :

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
140	−133,15	66 760	1 962
145	−128,15	66 865	1 965
148	−125,15	66 941	1 967
150	−123,15	66 997	1 969
153	−120,15	67 089	1 971
156	−117,15	67 190	1 974
158	−115,15	67 263	1 976
161	−112,15	67 381	1 980
164	−109,15	67 508	1 984
166	−107,15	67 598	1 986
169	−104,15	67 742	1 990
172	−101,15	67 895	1 995
174	−99,15	68 002	1 998
177	−96,15	68 172	2 003
180	−93,15	68 351	2 008

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
182	−91,15	68 475	2 012
185	−88,15	68 670	2 018
188	−85,15	68 875	2 024
190	−83,15	69 017	2 028
193	−80,15	69 238	2 034
196	−77,15	69 468	2 041
198	−75,15	69 627	2 046
201	−72,15	69 874	2 053
204	−69,15	70 130	2 061
206	−67,15	70 307	2 066
209	−64,15	70 579	2 074
212	−61,15	70 861	2 082
214	−59,15	71 055	2 088
217	−56,15	71 353	2 097
220	−53,15	71 660	2 106

équation[6] : $C_{P}=(34.077)+(-3.5019E-2)\times T+(2.2031E-4)\times T^{2}+(-1.9566E-7)\times T^{3}+(5.4104E-11)\times T^{4}$
Capacité thermique du gaz en J·mol^-1·K^-1 et température en kelvins, de 100 à 1 500 K.
Valeurs calculées :
38,462 J·mol^-1·K^-1 à 25 °C.

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
100	−173,15	32 588	958
193	−80,15	34 193	1 005
240	−33,15	35 837	1 053
286	12,85	37 867	1 113
333	59,85	40 286	1 184
380	106,85	42 974	1 263
426	152,85	45 795	1 346
473	199,85	48 805	1 434
520	246,85	51 883	1 525
566	292,85	54 909	1 613
613	339,85	57 966	1 703
660	386,85	60 946	1 791
706	432,85	63 754	1 873
753	479,85	66 481	1 953
800	526,85	69 043	2 029

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
846	572,85	71 374	2 097
893	619,85	73 563	2 162
940	666,85	75 555	2 220
986	712,85	77 313	2 272
1 033	759,85	78 923	2 319
1 080	806,85	80 359	2 361
1 126	852,85	81 614	2 398
1 173	899,85	82 771	2 432
1 220	946,85	83 833	2 463
1 266	992,85	84 818	2 492
1 313	1 039,85	85 815	2 522
1 360	1 086,85	86 853	2 552
1 406	1 132,85	87 965	2 585
1 453	1 179,85	89 263	2 623
1 500	1 226,85	90 795	2 668

Propriétés électroniques

1^re énergie d'ionisation

12,47 ± 0,02 eV (gaz)[7]

Précautions

SIMDUT[8]

A,

Directive 67/548/EEC[2]

F+

Phrases R : 12,

Phrases S : 9, 16, 33,

Transport[2]

23
2454

Écotoxicologie

LogP

0,51 [2]

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Propriétés physico-chimiques

Le fluorométhane, en raison de la forte électronégativité du fluor, est une molécule fortement polaire, ce qui le rend assez soluble dans l'eau (22,7 g·L^-1 à 20 °C).

L'énergie de liaison C-F est de 552 kJ·mol^-1 et sa longueur de 0,139 nm (typiquement 0,14 nm).

Le potentiel de réchauffement global de fluorométhane est de 150.

Utilisation

Il est utilisé dans la fabrication de semiconducteurs et de composés électroniques. Il est notamment utilisé comme source d'ions fluor dans la gravure ionique réactive (RIE) du silicium. Il a aussi été utilisé comme fluide frigorigène.

Sécurité

Le fluorométhane forme avec l'air un mélange explosif. À moins d'une forte proportion dans l'air, son odeur n'est pas perceptible. Ses éventuels effets toxiques ne sont pas connus. Sa combustion entraîne la formation du très toxique fluorure d'hydrogène. Comme d'autres composés du fluor, on le soupçonne d'avoir des effets narcotiques.

Notes et références

Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
Entrée « Fluoromethane » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 2 février 2010 (JavaScript nécessaire)
(en) « Fluorométhane », sur ChemIDplus, consulté le
(en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, USA, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50
(en) « Methyl fluoride », sur NIST/WebBook, consulté le
(en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams, vol. 1, 2 et 3, Huston, Texas, Gulf Pub. Co., 1996 (ISBN 0-88415-857-8, 0-88415-858-6 et 0-88415-859-4)
(en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, Boca Raton, CRC, 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 978-1-4200-6679-1), p. 10-205
« Fluorure de méthyle » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009

Liens externes

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[1] Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.

[GESTIS-2] Entrée « Fluoromethane » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 2 février 2010 (JavaScript nécessaire)

[ChemID-3] (en) « Fluorométhane », sur ChemIDplus, consulté le

[Perry’s-4] (en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, USA, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50

[NIST-5] (en) « Methyl fluoride », sur NIST/WebBook, consulté le

[Yaws-6] (en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams, vol. 1, 2 et 3, Huston, Texas, Gulf Pub. Co., 1996 (ISBN 0-88415-857-8, 0-88415-858-6 et 0-88415-859-4)

[ouvrage-7] (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, Boca Raton, CRC, 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 978-1-4200-6679-1), p. 10-205

[Reptox-8] « Fluorure de méthyle » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009