Горит ли графит во фторе/хлоре?

[almalino]

Господа!
 
Я тут, пролистывая на досуге книженцию «Радиоактивный реакторный графит», наткнулся на странный параграф:

Содержание примесей определяет чистоту графита. Высокая чистота графита обеспечивается выбором кокса и пека. Содержание примесей снижается при графитации. Чем выше температура графитации, тем меньше содержание примесей.
Для удаления примесей используют разные методы: термическая очистка, термическая очистка в вакууме, газотермическая очистка [7]. Процесс удаления примесей состоит из нескольких этапов:
• диффузия примесных атомов в решетке графита к поверхности пор;
• испарение примесных атомов в порах или их взаимодействие в порах с активными реагентами (хлор, фтор) с образованием летучих соединений;
• диффузия продуктов реакции по порам и их уход в газ, омывающий зерна графита.
При изготовлении графита РБМК марки ГР-280 применяли газовую очистку в процессе графитации при температуре до 2800 K.

Может быть, я что-то неправильно в написанном понял, но мне показалось странным, что графит не взвимодействует с галогенами при столь высокой температуре. Мне казалось, что даже его температура горения в кислороде намного ниже?
Кто-нибудь может прояснить противоречие?

[yatcheh]

Господа!

 

Я тут, пролистывая на досуге книженцию «Радиоактивный реакторный графит», наткнулся на странный параграф:

Может быть, я что-то неправильно в написанном понял, но мне показалось странным, что графит не взвимодействует с галогенами при столь высокой температуре. Мне казалось, что даже его температура горения в кислороде намного ниже?

Кто-нибудь может прояснить противоречие?

 

Энтропия...

При 4000С

С(кр) + O = CO

C(кр) + 4F = CF4

Согласитесь, первая реакция как-то симпатичнее выглядит. 

Изменено 20 Июня, 2016 в 09:19 пользователем Nil admirari

[ZaecЪ]

Ну так не чистым же фтром и кислородом его обрабатывают! В печь нагнетают инертный газ с небольшой примесью фтора; нагревают; фтор соединяется в первую очередь с атомами примесей с образованием летучих соединений; примеси уносятся током инертного газа, а сам графит уже остывает в другой камере или в вакууме, или в инертном газе

http://chem21.info/page/138094147169059192027043139253169079069039125245/

Изменено 16 Июня, 2016 в 20:33 пользователем ZaecЪ

[N№4]

Это видать для очистки от металлов. Карбиды нелетучи, а фториды вылетают. Ну и фтористый углерод, если он там получается.

[almalino]

Энтропия, бля...

При 4000С

С(кр) + O = CO

C(кр) + 4F = CF4

Согласитесь, первая реакция как-то симпатичнее выглядит. 

 

Благодарю всех за ответы. Стало чуточку яснее, хотя до реального представления, как оно есть на самом деле, пока ещё далеко.

Меня-то как раз и занимает вопрос, как наиболее эффективно превратить графит в CF₄. А далее, возможно, в какое-либо другое соединение (но об этом потом как-нибудь).

На память мне приходили фразы из конца советской эпохи о «горящем чернобыльском графите», а также вычитанные не помню сейчас, где описания экспериментов о сжигании алмазов в кислороде при воздействии на них интенсивным излучением CO₂-лазера. Мне интуитивно казалось, что галогены, как более сильные окислители, должны бы более охотно вступать в реакцию графитом. Бог с ним, пусть он будет не в "ощутимо-кусочном" виде, но, например, в виде тонко размолотой пыли в кипящем слое или даже в газодинамической струе.

 

 

 

 

С(кр) + O = CO

C(кр) + 4F = CF₄

Согласитесь, первая реакция как-то симпатичнее выглядит. 

 

Извините, не понял, в чём заключается её “симпатичность”?  

Изменено 19 Июня, 2016 в 18:50 пользователем almalino

[yatcheh]

 

С(кр) + O = CO

C(кр) + 4F = CF₄

Согласитесь, первая реакция как-то симпатичнее выглядит. 

 

Извините, не понял, в чём заключается её “симпатичность”?  

 

 

В энтропийном факторе. В результате первой реакции объём газа в системе не уменьшается. Энтропийные потери минимальны.

Во второй реакции объём газа уменьшается вчетверо - это катастрофическое уменьшение энтропии. А природа не любит уменьшения энтропии. Особенно - при высокой температуре.

 

Есть энтальпия, а есть энергия Гиббса. Вы, ничтоже сумняшеся, оперируете значениями энтальпии реакции в стандартных условиях, и простодушно переносите эти значения в условия, где они уже недействительны!

Если при нормальных условиях водород со взрывом реагирует с кислородом, образуя воду, то при 3500С вода со взрывом разлагается на воду и кислород. Молекула CO прекрасно себя чувствует даже в атмосфере Солнца (при 5500С), а CF4 разлагается уже слегка выше 2000С.

Про хлор я уж вообще молчу.

Изменено 19 Июня, 2016 в 19:14 пользователем yatcheh

[almalino]

В энтропийном факторе. В результате первой реакции объём газа в системе не уменьшается. Энтропийные потери минимальны.

Во второй реакции объём газа уменьшается вчетверо - это катастрофическое уменьшение энтропии. А природа не любит уменьшения энтропии. Особенно - при высокой температуре.

 

Есть энтальпия, а есть энергия Гиббса. Вы, ничтоже сумняшеся, оперируете значениями энтальпии реакции в стандартных условиях, и простодушно переносите эти значения в условия, где они уже недействительны!

{...}

Насчёт “ничтоже сумняшеся” это даже не знаю, как прокомментировать. Я к этому всему подхожу даже с более прозаических позиций, чем может показаться. Не, я, конечно, имею понятие о разных там энтропиях-энтальпиях-гиббсах, но всё это где-то у меня на задворках сознания. Как этими премудростями оперировать, в каких сочетаниях их применять — не моё это всё. Ни разу я не спец в кинетиках и равновесиях химреакций, по большому счёту.

 

Впрочем, разговор заводит нас совсем не в ту степь, в то время как нужную инфу я, кажется, нашел. Как говорится «Любите Вики — источник знаний».

Вот по этой ссылочке кое-чего имеется: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B0%D1%84%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D0%B4_%D1%83%D0%B3%D0%BB%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%B0

 

В частности:

При температуре в 350—375 C углерод в форме графита реагирует с трифторидом азота:

 

4NF₃ + C = 2N₂F₄ + CF₄

 

Самым простым способом получения является реакция при температуре выше 900 C углерода с фтором:

 

C + 2F₂ = CF₄

 

Выходит, интуиция меня не подвела! И даже характерная температура оказалась лежащей в области моих ожиданий.

[yatcheh]

 

Меня-то как раз и занимает вопрос, как наиболее эффективно превратить графит в CF₄. А далее, возможно, в какое-либо другое соединение.

 

 

Самый неудачный вариант - превращать графит в CF4 для того, что бы превратить его "далее, возможно, в какое-либо другое соединение". Joe stuffs имеют некоторые свойства инертных газов - крайне неохотно вступают в какие-либо реакции.

[almalino]

Да, я знаю. Но что поделаешь — природа-мать несовершенна. Порой бывает не до жиру, хорошо ещё, что хоть один-единственный вариант смотрится работоспособным. Просто CF₄ обладает рядом свойств, которых в совокупности никакие прочие соединения углерода не имеют.

[chemister2010]

Графит реагирует с фтором около 400 С давая (CF)n. Для получения CF4 лучше фторировать органику разбавленным фтором.