Kako se piše fluor u hemiji. Fluorid je najpodmukliji otrov! Hemijska svojstva fluora

Najaktivniji, najelektronegativniji, najreaktivniji, najagresivniji element, najviše nemetala. Najviše, najviše, najviše... Ovu riječ ili njene sinonime moraćemo vrlo često ponavljati.

Na kraju krajeva, govorimo o fluoru.

Na polu periodnog sistema

Fluor je element iz porodice halogena, koji uključuje i hlor, brom, jod i umjetno proizvedeni radioaktivni astat. Fluor ima sve karakteristike svojih kolega podgrupa, ali je kao osoba bez osjećaja za mjeru: sve je povećano do krajnosti, do granice. Ovo se prvenstveno objašnjava položajem elementa br. 9 u periodnom sistemu i njegovom elektronskom strukturom. Njegovo mjesto u periodnom sistemu je “pol nemetalnih svojstava”, gornji desni ugao. Atomski model fluora: nuklearni naboj 9+, dva elektrona se nalaze na unutrašnjoj ljusci, sedam na vanjskoj. Svaki atom uvijek teži stabilnom stanju. Da bi se to postiglo, potrebno je ispuniti vanjski elektronski sloj. Atom fluora u ovom smislu nije izuzetak. Osmi elektron je zarobljen, a cilj je postignut - formira se ion fluora sa "zasićenom" vanjskom ljuskom.

Broj dodatih elektrona ukazuje da je oksidacijsko stanje fluora –1; Za razliku od drugih halogena, fluor ne može pokazati pozitivno oksidacijsko stanje.

Tendencija fluora da ispuni vanjski elektronski sloj do konfiguracije od osam elektrona je izuzetno jaka. Zbog toga ima izuzetnu reaktivnost i formira spojeve sa gotovo svim elementima. Sve do 50-ih godina dvadesetog veka, većina hemičara je verovala, i to sa dobrim razlogom, da plemeniti gasovi ne mogu da formiraju prava hemijska jedinjenja. Međutim, ubrzo tri od šest povučenih elemenata nisu mogla odoljeti naletu iznenađujuće agresivnog fluora. Od 1962. godine dobijaju se fluoridi, a preko njih i druga jedinjenja kriptona, ksenona i radona.

Vrlo je teško spriječiti fluor da reaguje, ali često nije lakše ukloniti njegove atome iz jedinjenja. Još jedan faktor ovdje igra ulogu - vrlo male veličine atoma i jona fluora. Oni su otprilike jedan i po puta manje od hlora, a upola manje od joda.

Utjecaj veličine atoma halogena na stabilnost halogenida može se lako uočiti na primjeru spojeva molibden halogenida (Tablica 1).

Tabela 1

Očigledno, što je veća veličina atoma halogena, manje ih se nalazi oko atoma molibdena. Maksimalno moguće oksidaciono stanje molibdena ostvaruje se samo u kombinaciji sa atomima fluora, čija mala veličina omogućava da se molekul najčvršće "pakuje".

Atomi fluora imaju vrlo visoku elektronegativnost, tj. sposobnost privlačenja elektrona; U interakciji s kisikom, fluor stvara spojeve u kojima je kisik pozitivno nabijen. Vruća voda sagorijeva u mlazu fluora dajući kiseonik.

Vaš pretraživač ne podržava JWPlayer

Nije li to izuzetan slučaj? Kiseonik se odjednom ispostavilo da nije uzrok, već posledica sagorevanja.

Ne samo voda, već i drugi obično nezapaljivi materijali, kao što su azbest, cigla i mnogi metali, zapaljuju se u mlazu fluora. Brom, jod, sumpor, selen, telur, fosfor, arsen, antimon, silicijum, drveni ugalj spontano se zapale u fluoru i na uobičajenim temperaturama, a uz lagano zagrevanje ista sudbina zadesi i plemenite metale platine, poznate po svojoj hemijskoj pasivnosti.

Stoga sam naziv fluor nije iznenađujući. U prijevodu s grčkog, ova riječ znači "uništavanje".

Fluor ili fluor?

Fluor - destruktivan - iznenađujuće prikladno ime. Međutim, drugi naziv za element broj 9 je češći u inostranstvu – fluor, što na latinskom znači „tečnost“.

Ovaj naziv nije prikladniji za fluor, već za neke njegove spojeve i potiče od fluorita ili fluorita - prvog spoja fluora koji je čovjek koristio. Očigledno, čak iu davna vremena ljudi su znali za sposobnost ovog minerala da smanji tačku topljenja ruda i metalurške troske, ali, naravno, nisu znali njegov sastav. Glavna komponenta ovog minerala, još nepoznatog elementa, zvala se fluor.

Ovo ime je toliko ukorijenjeno u svijest naučnika da logički opravdan prijedlog za preimenovanje elementa, iznijet 1816. godine, nije naišao na podršku. Ali tokom ovih godina intenzivirana je potraga za fluorom; već je prikupljeno mnogo eksperimentalnih podataka koji su potvrdili destruktivne sposobnosti fluora i njegovih spojeva. A autori prijedloga nisu bili bilo tko, već najveći naučnici tog vremena, Andre Ampere i Humphry Davy. A ipak je fluor ostao fluor.

Žrtve? - Ne, heroji

Prvi spomen fluora i fluorita datira iz 15. stoljeća.

Početkom 18. vijeka. Fluorovodonična kiselina, vodeni rastvor fluorovodonika, je otkrivena, a 1780. godine poznati švedski hemičar Karl Wilhelm Scheele prvi je sugerisao da ova kiselina sadrži novi aktivni element. Međutim, da bi potvrdili Šeleovu nagađanje i izolovali fluor (ili fluor), hemičarima je trebalo više od 100 godina, čitav vek napornog rada mnogih naučnika iz različitih zemalja.

Fluor je vrlo toksičan; rad s njim i njegovim spojevima zahtijeva veliku pažnju i promišljene mjere zaštite. Otkrivači fluora o tome su mogli samo nagađati, a čak i tada ne uvijek. Stoga je istorija otkrića fluora povezana s imenima mnogih heroja nauke. Engleski hemičari braća Thomas i George Knox pokušali su dobiti fluor iz fluorida srebra i olova. Eksperimenti su završili tragično: Georg Knox je postao invalid, Thomas je umro. Ista sudbina zadesila je D. Nicklesa i P. Layeta. Izvanredan hemičar 19. veka. Humphry Davy, tvorac hidrogenske teorije kiselina, čovjek koji je prvi dobio natrij, kalij, magnezij, kalcij, stroncij i barij, koji je dokazao elementarnu prirodu hlora, nije bio u stanju da riješi problem dobijanja potpuno destruktivnog elementa . Tokom ovih eksperimenata otrovan je i teško se razbolio. J. Gay-Lussac i L. Tenard su izgubili zdravlje bez ohrabrujućih rezultata.

A. Lavoisier, M. Faraday, E. Fremy su bili uspješniji. Fluor ih je “poštedio”, ali ni oni nisu bili uspješni.

Godine 1834. Faraday je mislio da je konačno uspio nabaviti neuhvatljivi plin. Ali ubrzo je bio primoran da prizna: „Nisam mogao dobiti fluor. Moje pretpostavke, podvrgnute striktnoj analizi, padale su jedna za drugom...” Tokom 50 (!) godina ovaj gigant nauke pokušavao je da reši problem dobijanja fluora, ali nikada nije uspeo da ga prevaziđe...

Neuspjesi su mučili naučnike, ali povjerenje u postojanje i mogućnost izolacije fluora jačalo je svakim novim eksperimentom. Zasnovan je na brojnim analogijama u ponašanju i svojstvima spojeva fluora sa jedinjenjima već poznatih halogena - hlora, broma i joda.

Bilo je nekih uspjeha na tom putu. Fremy je, pokušavajući da izvuče fluor iz fluorida pomoću elektrolize, pronašao način da proizvede bezvodni fluorovodon. Svako iskustvo, čak i ono neuspješno, popunjavalo je bazu znanja o nevjerovatnom elementu i približavalo dan njegovog otkrića. I ovaj dan je došao.

Dana 26. juna 1886. godine, francuski hemičar Henri Moissan je elektrolizovao bezvodni fluorovodonik. Na temperaturi od -23°C dobio je novu, izuzetno reaktivnu plinovitu tvar na anodi. Moissan je uspio prikupiti nekoliko plinskih mjehurića. Bio je to fluor!

Moissan je prijavio svoje otkriće Pariskoj akademiji. Odmah je stvorena komisija koja je za nekoliko dana trebala stići u Moissanov laboratorij da sve vidi svojim očima.

Moissan se pažljivo pripremao za ponovljeni eksperiment. Podvrgao je originalni fluorovodonik dodatnom prečišćavanju, i... visoka komisija nije vidjela fluor. Eksperiment nije reproduciran, elektroliza sa oslobađanjem fluora nije uočena! Skandal?!

Ali Moissan je uspio pronaći razlog. Ispostavilo se da samo male količine kalijevog fluorida sadržanog u fluorovodoniku čine ga provodnikom električne energije. Upotreba fluorovodonika u prvom eksperimentu bez dodatnog prečišćavanja osigurala je uspjeh: bilo je nečistoća - elektroliza je bila u toku. Pažljiva priprema drugog eksperimenta bila je razlog neuspjeha.

Ipak, sreća je definitivno bila na Moissanovoj strani. Ubrzo je uspio pronaći jeftin i pouzdan materijal za uređaje u kojima se proizvodi fluor. Ovaj problem nije bio ništa manje težak od dobijanja neposlušnog elementa. Vodonik fluorid i fluor uništili su svaku opremu. Davy je testirao i posude od kristalnog sumpora, uglja, srebra i platine, ali su svi ti materijali uništeni tokom elektrolize jedinjenja fluora.

Moissan je dobio prve grama fluora u platinskom elektrolizeru sa elektrodama napravljenim od legure iridijum-platina. Uprkos niskoj temperaturi na kojoj je eksperiment izveden, svaki gram fluora je „uništio“ 5...6 g platine.

Moissan je platinastu posudu zamijenio bakrenom. Naravno, i bakar je podložan djelovanju fluora, ali kao što je aluminij od zraka zaštićen oksidnim filmom, tako je i bakar bio “skriven” od fluora iza filma bakrenog fluorida koji mu je bio neodoljiv.

Elektroliza je još uvijek praktički jedina metoda za proizvodnju fluora. Od 1919. kao elektrolit koriste se taline bifluorida. Materijali savremenih elektrolizera i elektroda su bakar, nikal, čelik i grafit. Sve to je višestruko pojeftinilo proizvodnju elementa br. 9 i omogućilo njegovu proizvodnju u industrijskim razmjerima. Međutim, princip dobijanja fluora ostao je isti kao onaj koji su predložili Davy i Faraday, a prvi implementirao Moissan.

Fluor i mnoga njegova jedinjenja nisu samo od velikog teorijskog interesa, već nalaze i široku praktičnu primjenu. Postoji mnogo spojeva fluora, njihova upotreba je toliko raznovrsna i opsežna da ni 100 stranica ne bi bilo dovoljno da se ispriča o svemu zanimljivom što je povezano s ovim elementom. Stoga ćete u našoj priči pronaći samo najzanimljivija jedinjenja fluora koja su se učvrstila u našoj industriji, u našim životima, u našem svakodnevnom životu, pa čak i u našoj umjetnosti - spojeve bez kojih (može se reći bez preterivanja) napredak nije nezamislivo.

Fluor hidrid i... voda

Šta sve destruktivni fluor i „mirna“ poznata voda mogu imati zajedničko? Činilo bi se - ništa. Ali čuvajmo se ishitrenih zaključaka. Na kraju krajeva, voda se može smatrati kisikovim hidridom, a fluorovodonična kiselina HF nije ništa drugo do fluor hidrid. Dakle, radi se o najbližim hemijskim "rođacima" - hidridima dva jaka oksidanta.

Poznati su hidridi svih halogena. Njihova svojstva se prirodno mijenjaju, ali fluorovodonik je na mnogo načina bliži vodi nego drugim halogenovodonicima. Uporedite dielektrične konstante: za HF i H 2 O su vrlo blizu (83,5 i 80), dok je za brom, jod i hlor hidride ova karakteristika znatno niža (samo 2,9...4,6). Tačka ključanja HF je +19°C, dok HI, HBr i HCl prelaze u gasovito stanje već na temperaturama ispod nule.

Jedno od prirodnih jedinjenja fluora, mineral kriolit, naziva se led koji se ne topi. Zaista, ogromni kristali kriolita su vrlo slični ledenim blokovima.

Davne 1670. godine, nirnberški umjetnik Schwangard pomiješao je fluorit sa sumpornom kiselinom i ovom mješavinom nanosio crteže na staklo. Schwangard nije znao da komponente njegove smjese reaguju jedna na drugu, ali je "izvukao" produkt reakcije. To nije spriječilo implementaciju Schwangardovog otkrića. I danas ga koriste. Na staklenu posudu nanosi se tanak sloj parafina. Umjetnik slika preko ovog sloja, a zatim uroni posudu u otopinu fluorovodonične kiseline. Na onim mjestima gdje se uklanja parafinski "oklop", neranjiv na fluorovodonik, kiselina nagriza staklo, a dizajn je zauvijek utisnut na njemu. Ovo je najstarija upotreba fluorovodonika, ali nipošto jedina.

Dovoljno je reći da je manje od 20 godina nakon stvaranja prvih industrijskih postrojenja za proizvodnju fluorovodonika njegova godišnja proizvodnja u SAD dostigla 125 hiljada tona.

Staklo, hrana, nafta, nuklearna, metalurška, hemijska, avijacija, papir - ovo nije potpuna lista onih industrija u kojima se fluorovodik široko koristi.

Vodonik fluorid može promijeniti brzinu mnogih reakcija i koristi se kao katalizator za širok spektar kemijskih transformacija.

Jedan od glavnih trendova u modernoj hemiji je izvođenje reakcija u nevodenim medijima. Vodonik-fluorid je postao najzanimljivije i već široko korišteno nevodeno otapalo.

Vodonik-fluorid je vrlo agresivan i opasan reagens, ali je neophodan u mnogim granama moderne industrije. Stoga su metode rukovanja s njim toliko poboljšane da je za kompetentnog hemičara našeg vremena, fluorovodon postao siguran kao i za stanovnike nepoznate planete fluora.

Fluor i metalurgija

Aluminijum je najčešći metal u zemljinoj kori, njegove rezerve su ogromne, ali proizvodnja aluminijuma se počela razvijati tek krajem 19. Kiseonička jedinjenja aluminijuma su veoma jaka, a njihova redukcija ugljem ne proizvodi čisti metal. A da bi se aluminijum proizveo elektrolizom, potrebna su njegova halogena jedinjenja i, pre svega, kriolit, koji sadrži i aluminijum i fluor. Ali u prirodi ima malo kriolita; osim toga, ima nizak sadržaj „krilatog metala“ - samo 13%. To je skoro tri puta manje nego u boksitu. Recikliranje boksita je teško, ali se na sreću može otopiti u kriolitu. Ovo proizvodi rastopinu koja se niskog topljenja i bogata aluminijumom. Njegova elektroliza je jedina industrijska metoda za proizvodnju aluminija. Nedostatak prirodnog kriolita nadoknađuje se umjetnim kriolitom koji se proizvodi u ogromnim količinama korištenjem fluorovodonika.

Dakle, dostignuća u razvoju industrije aluminijuma i u konstrukciji aviona u velikoj meri su posledica uspeha u hemiji fluora i njegovih jedinjenja.

Nekoliko riječi o organofluoru

Tridesetih godina 20. veka sintetizovana su prva jedinjenja fluora i ugljenika. U prirodi su takve tvari izuzetno rijetke i za njih nisu uočene posebne prednosti.

Međutim, razvoj mnogih grana moderne tehnologije i njihove potrebe za novim materijalima doveli su do toga da već postoje hiljade organskih spojeva koji sadrže fluor. Dovoljno je prisjetiti se freona - najvažnijih materijala za rashladnu opremu i fluoroplasta-4, koji se s pravom naziva plastična platina.

Fluor i život

Čini se da takva fraza nije sasvim legalna. „Karakter“ elementa br. 9 je veoma agresivan; njegova priča liči na detektivski roman, gdje je svaka stranica trovanje ili ubistvo. Osim toga, sam fluor i mnoga njegova jedinjenja korišteni su za proizvodnju oružja za masovno uništenje: u Drugom svjetskom ratu, Nijemci su koristili hlor trifluorid kao zapaljivo sredstvo; Nekoliko spojeva koji sadrže fluor smatrani su u SAD-u, Engleskoj i Njemačkoj tajnim otrovnim tvarima i proizvodili su se u polufabričkim razmjerima. Nije tajna da bez fluora teško da bi bilo moguće nabaviti atomsko oružje.

Rad s fluorom je opasan: najmanja nepažnja može dovesti do uništenja zuba, unakaženja noktiju, povećanja lomljivosti kostiju, gubitka elastičnosti i krhkosti krvnih žila. Rezultat je ozbiljna bolest ili smrt.

A ipak je naslov “Fluor i život” opravdan. Ovo je prvi dokazao... slon. Običan, ali fosilni, slon pronađen u okolini Rima. Fluor je slučajno otkriven u njegovim zubima. Ovo otkriće podstaklo je naučnike da sprovedu sistematsko istraživanje hemijskog sastava ljudskih i životinjskih zuba. Utvrđeno je da zubi sadrže do 0,02% fluora, koji u organizam ulazi sa vodom za piće. Tipično, tona vode sadrži do 0,2 mg fluorida. Nedostatak fluora dovodi do karijesa – karijesa.

Umjetno dodavanje fluora vodi na onim mjestima gdje se nalazi njegov nedostatak dovodi do eliminacije novih slučajeva bolesti i smanjenja karijesa kod bolesnih osoba. Odmah da rezervišemo - veliki višak fluora u vodi uzrokuje akutnu bolest - fluorozu (pjegave cakline). Vječna dilema medicine: velike doze su otrov, male doze su lijek.

Na mnogim mjestima su izgrađene instalacije za vještačko fluorisanje vode.

Ova metoda prevencije karijesa kod djece je posebno efikasna. Stoga se u nekim zemljama jedinjenja fluora (u izuzetno malim dozama) dodaju u...mlijeku.

Postoji pretpostavka da je fluor neophodan za razvoj žive ćelije i da je uključen, zajedno sa fosforom, u životinjska i biljna tkiva.

Fluor se široko koristi u sintezi različitih lijekova. Organofluorna jedinjenja se uspešno koriste za lečenje bolesti štitaste žlezde, posebno Gravesove bolesti, hroničnih oblika dijabetesa, bronhijalnih i reumatskih bolesti, glaukoma i raka. Također su korisni za prevenciju i liječenje malarije i dobar su lijek protiv streptokoknih i stafilokoknih infekcija. Neki organofluorni lijekovi su pouzdani lijekovi protiv bolova.

Fluor i smrt? U ovoj oblasti je moguće i potrebno raditi, ali kako bi se dobile ne smrtonosne otrovne tvari, već razni lijekovi za suzbijanje glodavaca i drugih poljoprivrednih štetočina. Primjeri takvih primjena uključuju monofluorosirćetnu kiselinu i natrijum fluoracetat.

I led i vatra

Kako je lepo izvaditi flašu ledeno hladne mineralne vode iz frižidera po toplom letnjem danu...

U većini frižidera - i industrijskih i kućnih - rashladno sredstvo, tvar koja stvara hladnoću, je organofluorna tečnost - freon.

Freoni se dobivaju zamjenom atoma vodika u molekulima najjednostavnijih organskih spojeva fluorom ili fluorom i hlorom.

tabela 2

Najjednostavniji ugljovodonik je metanCH 4 . Ako se svi atomi vodika u metanu zamijene fluorom, tada nastaje tetrafluorometanCF 4 (Freon-14), a ako se samo dva atoma vodika zamijene fluorom, a druga dva hlorom, onda difluorodiklormetanCF 2 Cl 2 (Freon-12) ) se dobija. U tabeli 2 prikazuje najvažnije karakteristike nekoliko takvih spojeva.

Freoni su izuzetno stabilni i hemijski inertni. Ovdje, kao iu slučaju fluoroplastike, suočeni smo s istim nevjerovatnim fenomenom: uz pomoć najaktivnijeg elementa - fluora - moguće je dobiti kemijski vrlo pasivne tvari. Posebno su otporni na djelovanje oksidacijskih sredstava, i to nije iznenađujuće - uostalom, njihovi atomi ugljika su u najvišem stupnju oksidacije. Stoga fluorougljici (a posebno freoni) ne izgaraju čak ni u atmosferi čistog kisika. S jakim zagrijavanjem dolazi do razaranja - raspadanja molekula, ali ne i do njihove oksidacije. Ova svojstva omogućavaju upotrebu freona u nizu drugih slučajeva: koriste se kao odvodniki plamena, inertna otapala i međuproizvodi za proizvodnju plastike i maziva. Ali, nažalost, freoni uništavaju ozonski omotač planete - i to se mora uzeti u obzir.

Danas je poznato na hiljade organofluornih jedinjenja različitih tipova. Mnogi od njih se koriste u najvažnijim granama moderne tehnologije.

U freonima, fluor radi za “hladnu industriju”, ali uz njegovu pomoć moguće je postići vrlo visoke temperature. Uporedite ove brojke: temperatura plamena kiseonik-vodonik je 2800°C, plamena kiseonik-acetilen je 3500°C, a kada vodonik sagorijeva u fluoru, razvija se temperatura od 3700°C. Ova reakcija je već našla praktičnu primenu u bakljama sa fluorovodonikom za rezanje metala. Osim toga, poznati su gorionici koji rade na fluorohloridima (jedinjenja fluora i hlora), kao i na mešavini azot trifluorida i vodonika. Posljednja mješavina je posebno pogodna, jer dušikov trifluorid ne uzrokuje koroziju opreme. Naravno, u svim ovim reakcijama fluor i njegovi spojevi imaju ulogu oksidacijskog sredstva. Mogu se koristiti i kao oksidator u tečnim mlaznim motorima. Mnogo toga govori u prilog reakciji koja uključuje fluor i njegova jedinjenja. Razvija se viša temperatura, što znači da će pritisak u komori za sagorevanje biti veći, a potisak mlaznog motora će se povećati. Kao rezultat ovakvih reakcija ne stvaraju se čvrsti produkti sagorijevanja, što znači da u ovom slučaju također nema opasnosti od začepljenja mlaznica i pucanja motora.

Ali fluor, kao komponenta raketnog goriva, ima niz velikih nedostataka. Veoma je toksičan, korozivan i ima vrlo nisku tačku ključanja. Teže ga je održavati u tečnom stanju nego druge plinove. Stoga su jedinjenja fluora s kisikom i halogenima ovdje prihvatljivija.

Neki od ovih spojeva nisu inferiorni u svojim oksidacijskim svojstvima u odnosu na tekući fluor, ali imaju ogromnu prednost; u normalnim uslovima, to su ili tečnosti ili lako tečni gasovi. Uporedite njihova svojstva analizom podataka u tabeli. 3.

Tabela 3

Među fluorohaloidnim jedinjenjima, najpogodniji za upotrebu u raketnom gorivu su klor trifluorid i brom pentafluorid. Poznato je, na primjer, da se još 1956. godine u SAD-u hlor trifluorid smatrao mogućim oksidantom za mlazno gorivo. Visoka hemijska aktivnost otežava upotrebu takvih supstanci. Međutim, ove poteškoće nisu apsolutne i mogu se prevazići.

Prevalencija

Svaki litar morske vode sadrži 0,3 mg fluora. Ima ga 20 puta više u školjkama ostriga.

Koralni grebeni sadrže milione tona fluorida. Prosječan sadržaj fluora u živim organizmima je 200 puta manji nego u zemljinoj kori.

Kako izgleda fluor?

U normalnim uslovima, fluor je blijedožuti plin; na –188°C je kanarinsko žuta tekućina; na –228°C fluor se smrzava i pretvara u svijetložute kristale. Ako se temperatura smanji na -252°C, ovi kristali će promijeniti boju.

Kako miriše fluor?

Mirise hlora, broma i joda, kao što znate, teško je klasifikovati kao prijatne. U tom pogledu, fluor se malo razlikuje od svojih kolega halogena. Miris mu je oštar i iritantan, podsjeća i na mirise hlora i ozona. Jedan milioniti dio fluora u zraku dovoljan je da ljudski nos otkrije njegovo prisustvo.

U dolini hiljadu dima

Plinovi vulkanskog porijekla ponekad sadrže fluorovodonik. Najpoznatiji prirodni izvor takvih gasova su fumarole Doline hiljadu dima (Aljaska). Svake godine se oko 200 hiljada tona fluorovodonika unese u atmosferu vulkanskim dimom.

Davy svedoči

“S velikim zanimanjem sam preduzeo eksperiment elektrolize čiste fluorovodonične kiseline, jer je to pružio najvjerovatniju priliku da se provjeri stvarna priroda fluora. Ali naišli su na značajne poteškoće u provođenju procesa. Tečna fluorovodonična kiselina odmah je uništila staklo i svu životinjsku i biljnu materiju. Djeluje na sva tijela koja sadrže metalne okside. Ne znam ni za jednu supstancu koja se u njoj ne bi rastvorila, osim nekih metala, drvenog uglja, fosfora, sumpora i nekih jedinjenja hlora.”

Fluor i nuklearna energija

Uloga fluora i njegovih spojeva u proizvodnji nuklearnog goriva je izuzetna. Možemo sa sigurnošću reći da bez fluora još uvijek ne bi postojala niti jedna nuklearna elektrana na svijetu, a ukupan broj istraživačkih reaktora ne bi bilo teško prebrojati na jednu ruku.

Poznato je da ne može sav uranijum poslužiti kao nuklearno gorivo, već samo neki njegovi izotopi, prvenstveno 235 U.

Nije lako odvojiti izotope koji se međusobno razlikuju samo po broju neutrona u jezgru, a što je element teži, razlika u težini se osjeća manja. Odvajanje izotopa uranijuma dodatno je komplicirano činjenicom da su gotovo sve moderne metode odvajanja dizajnirane za plinovite tvari ili isparljive tekućine.

Uranijum ključa na oko 3500°C. Koji materijali bi morali da se koriste za pravljenje stubova, centrifuga i dijafragmi za odvajanje izotopa ako bismo morali da radimo sa parama uranijuma?! Izuzetno isparljivo jedinjenje uranijuma je njegov heksafluorid UF 6. Vri na 56,2°C. Dakle, ne odvaja se metalni uranijum, već heksafluoridi uranijum-235 i uranijum-238. Naravno, ove supstance se međusobno ne razlikuju po svojim hemijskim svojstvima. Proces njihovog odvajanja odvija se u brzo rotirajućim centrifugama.

Molekuli uranijum heksafluorida, ubrzani centrifugalnom silom, prolaze kroz fino porozne pregrade: "lake" molekule koje sadrže 235 U prolaze kroz njih nešto brže od "teških".

Nakon odvajanja, uranijum heksafluorid se pretvara u UF 4 tetrafluorid, a zatim u metalni uranijum.

Uranijum heksafluorid se dobija kao rezultat reakcije između uranijuma i elementarnog fluora, ali ovu reakciju je teško kontrolisati. Pogodnije je tretirati uran spojevima fluora s drugim halogenima, na primjer ClF 3, BrF i BrF 6. Proizvodnja uranijum tetrafluorida UF 4 uključuje upotrebu fluorovodonika. Poznato je da je sredinom 60-ih godina u Sjedinjenim Državama gotovo 10% cjelokupnog fluorovodonika potrošeno na proizvodnju uranijuma - oko 20 hiljada tona.

Procesi proizvodnje tako važnih materijala za nuklearnu tehnologiju kao što su torij, berilijum i cirkonijum takođe uključuju faze dobijanja jedinjenja fluora ovih elemenata.

Plastična platina

Lav koji proždire sunce. Ovaj simbol je među alhemičarima značio proces rastvaranja zlata u aqua regia - mješavini dušične i hlorovodonične kiseline. Svi plemeniti metali su hemijski veoma stabilni. Zlato se ne otapa ni u kiselinama (osim selenske kiseline) niti u alkalijama. I samo kraljevska akva "ždere" i zlato, pa čak i platinu.

Krajem 30-ih godina dvadesetog stoljeća u arsenalu hemičara pojavila se supstanca protiv koje je čak i "lav" bio nemoćan. Ispostavilo se da je carska voda pretvrda za plastiku - fluoroplastiku-4, poznatu i kao teflon. Molekuli teflona razlikuju se od molekula polietilena po tome što su svi atomi vodika koji okružuju glavni lanac (... - C - C - C - ...) zamijenjeni fluorom.

Fluor

FLUOR-A; m.[iz grčkog phthoros - smrt, uništenje] Hemijski element (F), svijetložuti plin oštrog mirisa. Dodati u vodu za piće f.

(lat. Fluorum), hemijski element VII grupe periodnog sistema, pripada halogenima. Slobodni fluor se sastoji od dvoatomskih molekula (F 2); blijedožuti plin oštrog mirisa, t pl –219,699°C, t kip –188,200°C, gustina 1,7 g/l. Najaktivniji nemetal: reagira sa svim elementima osim helijuma, neona i argona. Interakcija fluora sa mnogim supstancama lako dovodi do izgaranja i eksplozije. Fluor uništava mnoge materijale (otuda i naziv: grčki phthóros - uništavanje). Glavni minerali su fluorit, kriolit, fluorapatit. Fluor se koristi za proizvodnju organofluornih jedinjenja i fluorida; fluor je dio tkiva živih organizama (kosti, zubna caklina).

FLUOR (lat. Fluorum), F (čitaj “fluor”), hemijski element sa atomskim brojem 9, atomska masa 18,998403. Prirodni fluor se sastoji od jednog stabilnog nuklida (cm. NUKLID) 19 F. Konfiguracija vanjskog elektronskog sloja 2 s 2 str 5 . U jedinjenjima pokazuje samo oksidaciono stanje –1 (valencija I). Fluor se nalazi u drugom periodu u grupi VIIA Mendeljejevog periodnog sistema elemenata i pripada halogenima. (cm. HALOGEN).
Radijus neutralnog atoma fluora je 0,064 nm, poluprečnik F jona je 0,115 (2), 0,116 (3), 0,117 (4) i 0,119 (6) nm (vrijednost koordinacionog broja je navedena u zagradama) . Energije sekvencijalne jonizacije neutralnog atoma fluora su 17,422, 34,987, 62,66, 87,2 i 114,2 eV. Elektronski afinitet 3,448 eV (najveći među atomima svih elemenata). Na Paulingovoj skali, fluor ima elektronegativnost 4 (najviša vrijednost od svih elemenata). Fluor je najaktivniji nemetal.
U slobodnom obliku, fluor je bezbojni plin oštrog, zagušljivog mirisa.
Istorija otkrića
Istorija otkrića fluora povezana je sa mineralom fluoritom (cm. FLUORIT), ili fluorit. Sastav ovog minerala, kako je sada poznato, odgovara formuli CaF 2, i predstavlja prvu supstancu koja sadrži fluor koju je čovjek počeo koristiti. U davna vremena je zapaženo da ako se fluorit dodaje u rudu tokom topljenja metala, temperatura topljenja rude i šljake se snižava, što uvelike olakšava proces (otuda i naziv minerala - od latinskog fluo - protok).
Godine 1771. švedski hemičar K. Scheele tretirao je fluorit sumpornom kiselinom (cm. SCHEELE Karl Wilhelm) pripremljenu kiselinu, koju je nazvao "fluorična kiselina". Francuski naučnik A. Lavoisier (cm. LAVOISIER Antoine Laurent) sugerirao je da ova kiselina sadrži novi kemijski element, koji je predložio nazvati "fluorem" (Lavoisier je vjerovao da je fluorovodonična kiselina spoj fluora s kisikom, jer, prema Lavoisieru, sve kiseline moraju sadržavati kisik). Međutim, nije mogao identificirati novi element.
Novi element je dobio naziv "fluor", što se odražava i u njegovom latinskom nazivu. Ali dugoročni pokušaji da se ovaj element izoluje u slobodnom obliku bili su neuspješni. Mnogi naučnici koji su pokušali da ga dobiju u slobodnom obliku umrli su tokom takvih eksperimenata ili su postali invalidi. To su engleski hemičari braća T. i G. Knox i francuski J.-L. Gay Lussac (cm. GAY LUSSAC Joseph Louis) i L. J. Tenard (cm. TENAR Louis Jacques), i mnogi drugi. G. Davy sam (cm. DAVY Humphrey), prvi koji je dobio slobodni natrijum, kalijum, kalcijum i druge elemente, kao rezultat eksperimenata proizvodnje fluora elektrolizom, otrovan je i teško se razbolio. Vjerojatno je pod dojmom svih ovih neuspjeha 1816. za novi element - fluor (od grčkog phtoros - uništenje, smrt) predloženo ime koje je bilo slično po zvuku, ali potpuno različito po značenju. Ovaj naziv za element prihvaćen je samo na ruskom; Francuzi i Nijemci i dalje fluor nazivaju "fluor", Britanci - "fluor".
Čak ni tako izvanredan naučnik kao što je M. Faraday nije bio u stanju da dobije fluor u slobodnom obliku. (cm. FARADAY Michael). Tek 1886. godine francuski hemičar A. Moissan (cm. MOISSANT Henri), elektrolizom tečnog fluorovodonika HF, ohlađenog na temperaturu od –23°C (tečnost mora sadržavati malo kalijevog fluorida KF, koji osigurava njenu električnu provodljivost), uspio je dobiti prvu porciju novog, izuzetno reaktivnog gas na anodi. U svojim prvim eksperimentima, Moissan je koristio veoma skup elektrolizer napravljen od platine i iridija za proizvodnju fluora. Štaviše, svaki gram dobijenog fluora „pojeo“ je i do 6 g platine. Kasnije je Moissan počeo da koristi mnogo jeftiniji elektrolizator bakra. Fluor reaguje sa bakrom, ali tokom reakcije nastaje tanak film fluorida koji sprečava dalje uništavanje metala.
Biti u prirodi
Sadržaj fluora u zemljinoj kori je prilično visok i iznosi 0,095% po težini (značajno više od najbližeg analoga fluora u grupi - hlora (cm. HLOR)). Zbog svoje visoke hemijske aktivnosti, fluor se, naravno, ne pojavljuje u slobodnom obliku. Najvažniji minerali fluora su fluorit (fluorspar), kao i fluorapatit 3Ca 3 (PO 4) 2 CaF 2 i kriolit (cm. KRIOLIT) Na 3 AlF 6 . Fluor kao nečistoća je dio mnogih minerala i nalazi se u podzemnim vodama; u morskoj vodi 1,3·10 -4% fluora.
Potvrda
U prvoj fazi proizvodnje fluora izoluje se fluorovodonik HF. Priprema fluorovodonika i fluorida (cm. FLUORODNA KISELINA)(fluorovodonična) kiselina nastaje, po pravilu, uz preradu fluorapatita u fosfatna đubriva. Gas vodonik fluorid koji nastaje tokom tretmana fluorapatita sumpornom kiselinom se zatim sakuplja, ukapljuje i koristi za elektrolizu. Elektroliza se može izvoditi ili kao tečna mješavina HF i KF (proces se izvodi na temperaturi od 15-20°C), kao i kao talina KH 2 F 3 (na temperaturi od 70-120°C). C) ili topljenje KHF 2 (na temperaturi od 245-310°C).
U laboratoriji, za pripremu malih količina slobodnog fluora, možete koristiti ili zagrijavanje MnF 4, koji eliminira fluor, ili zagrijavanje mješavine K 2 MnF 6 i SbF 5:
2K 2 MnF 6 + 4SbF 5 = 4KSbF 6 + 2MnF 3 + F 2.
Fizička i hemijska svojstva
U normalnim uslovima, fluor je gas (gustine 1,693 kg/m3) oštrog mirisa. Tačka ključanja –188,14°C, tačka topljenja –219,62°C. U čvrstom stanju formira dvije modifikacije: a-oblik, koji postoji od tačke topljenja do –227,60°C, i b-oblik, koji je stabilan na temperaturama nižim od –227,60°C.
Kao i drugi halogeni, fluor postoji u obliku dvoatomskih F 2 molekula. Međunuklearna udaljenost u molekulu je 0,14165 nm. Molekul F2 karakteriše anomalno niska energija disocijacije na atome (158 kJ/mol), što posebno određuje visoku reaktivnost fluora.
Hemijska aktivnost fluora je izuzetno visoka. Od svih elemenata sa fluorom, samo tri laka inertna gasa ne stvaraju fluoride - helijum, neon i argon. U svim jedinjenjima, fluor pokazuje samo jedno oksidaciono stanje –1.
Fluor direktno reagira s mnogim jednostavnim i složenim tvarima. Dakle, u kontaktu s vodom, fluor reagira s njom (često se kaže da "voda gori u fluoru"):
2F 2 + 2H 2 O = 4HF + O 2.
Fluor reagira eksplozivno pri jednostavnom kontaktu s vodonikom:
H 2 + F 2 = 2HF.
Pri tome nastaje gas fluorovodonik HF, koji je beskonačno rastvorljiv u vodi sa stvaranjem relativno slabe fluorovodonične kiseline.
Fluor reaguje sa većinom nemetala. Tako, kada fluor reaguje sa grafitom, nastaju jedinjenja opšte formule CF x, kada fluor reaguje sa silicijumom nastaje SiF 4 fluorid, a sa borom nastaje BF 3 trifluorid. Kada fluor interaguje sa sumporom, nastaju jedinjenja SF 6 i SF 4 itd. (vidi Fluoridi (cm. FLUORID)).
Poznat je veliki broj jedinjenja fluora sa drugim halogenima, na primer BrF 3, IF 7, ClF, ClF 3 i drugi, a brom i jod se zapale u atmosferi fluora na uobičajenim temperaturama, a hlor reaguje sa fluorom kada se zagreje na 200°C. -250 °C.
Osim navedenih inertnih plinova, dušik, kisik, dijamant, ugljični dioksid i ugljični monoksid ne reagiraju direktno s fluorom.
Indirektno su dobijeni azot trifluorid NF 3 i kiseonik fluoridi O 2 F 2 i OF 2 u kojima kiseonik ima neobična oksidaciona stanja +1 i +2.
Kada fluor stupi u interakciju s ugljovodonicima, dolazi do njihovog uništenja, praćenog proizvodnjom fluorougljikohidrata različitih sastava.
Uz blago zagrijavanje (100-250°C), fluor reaguje sa srebrom, vanadijumom, renijumom i osmijumom. Sa zlatom, titanijumom, niobijem, hromom i nekim drugim metalima, reakcija koja uključuje fluor počinje da se odvija na temperaturama iznad 300-350°C. Sa onim metalima čiji su fluoridi neisparljivi (aluminijum, gvožđe, bakar, itd.), fluor reaguje značajnom brzinom na temperaturama iznad 400-500°C.
Neki viši metalni fluoridi, na primjer, uran heksafluorid UF 6, dobivaju se djelovanjem s fluorom ili sredstvom za fluoriranje kao što je BrF 3 na niže halogenide, na primjer:
UF 4 + F 2 = UF 6
Treba napomenuti da već pomenuta fluorovodonična kiselina HF odgovara ne samo srednjim fluoridima kao što su NaF ili CaF 2, već i kiselim fluoridima - fluoridima kao što su NaHF 2 i KHF 2.
Takođe je sintetizovan veliki broj različitih organofluornih jedinjenja (cm. JEDINJENJA ORGANSKOG FLUORA), uključujući i čuveni teflon (cm. TEFLON)- materijal koji je polimer tetrafluoroetilena (cm. TETRAFLUORETILEN) .
Aplikacija
Fluor se široko koristi kao sredstvo za fluoriranje u proizvodnji različitih fluorida (SF 6, BF 3, WF 6 i drugi), uključujući spojeve inertnih plinova (cm. PLEMENI GASOVI) ksenon i kripton (vidi Fluorizacija (cm. FLUORIDACIJA)). Uranijum heksafluorid UF 6 koristi se za odvajanje izotopa uranijuma. Fluor se koristi u proizvodnji teflona i drugih fluoroplastika (cm. PTFE), fluorne gume (cm. FLUOR GUME), organske supstance i materijali koji sadrže fluor koji se široko koriste u tehnici, posebno u slučajevima kada je potrebna otpornost na agresivne sredine, visoke temperature i sl.
Biološka uloga
Kao element u tragovima (cm. MIKROELEMENTI) fluor se nalazi u svim organizmima. Kod životinja i ljudi, fluor je prisutan u koštanom tkivu (kod ljudi - 0,2-1,2%), a posebno u dentinu i zubnoj caklini. Tijelo prosječne osobe (tjelesne težine 70 kg) sadrži 2,6 g fluora; Dnevna potreba je 2-3 mg i zadovoljava se uglavnom pitkom vodom. Nedostatak fluora dovodi do zubnog karijesa. Stoga se jedinjenja fluora dodaju u paste za zube, a ponekad i u vodu za piće. Međutim, višak fluora u vodi takođe je štetan za zdravlje. To dovodi do fluoroze (cm. FLUOROZA)- promjene u strukturi cakline i koštanog tkiva, deformacije kostiju. Maksimalna dozvoljena koncentracija za sadržaj fluoridnih jona u vodi je 0,7 mg/l. Maksimalna dozvoljena koncentracija gasnog fluora u vazduhu je 0,03 mg/m3. Uloga fluora u biljkama je nejasna.

enciklopedijski rječnik. 2009 .

Pogledajte šta je "fluor" u drugim rječnicima:

fluor- fluor i... Ruski pravopisni rječnik

fluor- fluor/… Morfemsko-pravopisni rječnik

- (lat. Fluorum) F, hemijski element grupe VII periodnog sistema Mendeljejeva, atomski broj 9, atomska masa 18,998403, pripada halogenima. Bledožuti gas sa oštrim mirisom, tačka topljenja? 219.699.C, tačka ključanja? 188.200.C, gustina 1.70 g/cm³.… … Veliki enciklopedijski rječnik

F (od grčkog phthoros smrt, uništenje, lat. Fluorum * a. fluor; n. Fluor; f. fluor; i. fluor), hemikalija. element grupe VII je periodičan. Mendeljejev sistem, odnosi se na halogene, at. n. 9, at. m. 18.998403. U prirodi postoji 1 stabilan izotop 19F... Geološka enciklopedija

- (Fluorum), F, hemijski element VII grupe periodnog sistema, atomski broj 9, atomska masa 18,9984; odnosi se na halogene; gas, tačka ključanja 188,2°C. Fluor se koristi u proizvodnji uranijuma, rashladnih sredstava, lijekova i drugog, kao i u ... ... Moderna enciklopedija

Fluor/… Morfemsko-pravopisni rječnik

A; m. [iz grčkog. phthoros smrt, uništenje] Hemijski element (F), svijetložuti plin oštrog mirisa. Dodati u vodu za piće f. * * * fluor (lat. Fluorum), hemijski element VII grupe periodnog sistema, pripada halogenima. Besplatno… … enciklopedijski rječnik

- (lat. Fluorum) F, hemijski element grupe VII periodnog sistema Mendeljejeva, atomski broj 9, atomska masa 18,998403, pripada halogenima. Bledožuti gas sa oštrim mirisom, tačka topljenja? 219.699.C, tačka ključanja? 188.200.C, gustina 1.70 g/cm³.… … Veliki enciklopedijski rječnik

F (od grčkog phthoros smrt, uništenje, lat. Fluorum * a. fluor; n. Fluor; f. fluor; i. fluor), hemikalija. element grupe VII je periodičan. Mendeljejev sistem, odnosi se na halogene, at. n. 9, at. m. 18.998403. U prirodi postoji 1 stabilan izotop 19F... Geološka enciklopedija

- (Fluorum), F, hemijski element VII grupe periodnog sistema, atomski broj 9, atomska masa 18,9984; odnosi se na halogene; gas, tačka ključanja 188,2°C. Fluor se koristi u proizvodnji uranijuma, rashladnih sredstava, lijekova i drugog, kao i u ... ... Moderna enciklopedija

Fluor- (Fluorum), F, hemijski element VII grupe periodnog sistema, atomski broj 9, atomska masa 18,9984; odnosi se na halogene; gas, tačka ključanja 188,2°C. Fluor se koristi u proizvodnji uranijuma, rashladnih sredstava, lijekova i drugog, kao i u ... ... Ilustrovani enciklopedijski rječnik

- (simbol F), gasoviti otrovni element HALOGEN grupe (elementi VII grupe periodnog sistema), prvi put izolovan 1886. Njegovi glavni izvori su fluorit i kriolit. Ovo je blijedožuta supstanca, koju dobijamo kao rezultat...... Naučno-tehnički enciklopedijski rečnik

FLUOR, fluor, čovjek. (grčki phthoros smrt) (kem.). Hemijski element, bezbojni plin oštrog mirisa. Ušakovljev rečnik objašnjenja. D.N. Ushakov. 1935 1940 … Ushakov's Explantatory Dictionary

FLUOR, ha, mužu. Hemijski element, otrovni bezbojni plin oštrog mirisa. | adj. fluor, oh, oh. Ozhegov rečnik objašnjenja. S.I. Ozhegov, N.Yu. Shvedova. 1949 1992 … Ozhegov's Explantatory Dictionary

FLUOR, vidi fluor. Dahl's Explantatory Dictionary. IN AND. Dahl. 1863 1866 … Dahl's Explantatory Dictionary

Knjige

• Fluor i njegova jedinjenja
• Fluor i njegova jedinjenja, Grebenyuk Aleksandar Nikolajevič, Musiychuk Yuri Ivanovič, Shirokov Alexey Yurievich. Knjiga daje toksikološke karakteristike fluora, daje podatke o njegovoj rasprostranjenosti u prirodi, opisuje fiziološki značaj ovog elementa i kliničke oblike patologije,...

Hemijska svojstva

Najaktivniji nemetal, nasilno stupa u interakciju s gotovo svim tvarima (rijetki iznimci su fluoroplastika), a s većinom njih - sa izgaranjem i eksplozijom. Kontakt fluora sa vodonikom dovodi do paljenja i eksplozije čak i na veoma niskim temperaturama (do -252°C). Čak i voda i platina:uranijum za nuklearnu industriju gore u atmosferi fluora.
klor trifluorid ClF 3 - sredstvo za fluoriranje i moćan oksidant raketnog goriva
sumpor heksafluorid SF 6 - plinoviti izolator u elektroindustriji
metalni fluoridi (kao što su W i V), koji imaju neka korisna svojstva
freoni su dobra rashladna sredstva
teflon - hemijski inertni polimeri
natrijum heksafluoroaluminat - za naknadnu proizvodnju aluminijuma elektrolizom
razna jedinjenja fluora

Raketarija

Primjena u medicini

Jedinjenja fluora se široko koriste u medicini kao zamjene za krv.

Biološka i fiziološka uloga

Fluor je vitalni element za tijelo. U ljudskom tijelu, fluor se uglavnom nalazi u zubnoj caklini u sastavu fluorapatita - Ca 5 F (PO 4) 3. Uz nedovoljnu (manje od 0,5 mg/litar vode za piće) ili prekomjernu (više od 1 mg/litar) konzumacije fluorida, u tijelu se mogu razviti zubne bolesti: karijes i fluoroza (pjegavost cakline), odnosno osteosarkom.

Za prevenciju karijesa preporučuje se upotreba pasta za zube sa fluoridnim aditivima ili pijenje fluorisane vode (do koncentracije od 1 mg/l), ili lokalne aplikacije 1-2% rastvora natrijum fluorida ili kalaj fluorida. Takve radnje mogu smanjiti vjerovatnoću karijesa za 30-50%.

Maksimalno dozvoljena koncentracija vezanog fluora u vazduhu industrijskih prostorija je 0,0005 mg/litar.

Dodatne informacije

Fluor, Fluorum, F(9)
Fluor (Fluor, Francuski i Njemački Fluor) je u slobodnom stanju dobijen 1886. godine, ali su njegovi spojevi odavno poznati i široko se koriste u metalurgiji i proizvodnji stakla. Prvi spomen fluorita (CaP) pod imenom fluorit (Fliisspat) datira iz 16. stoljeća. U jednom od djela koje se pripisuje legendarnom Vasiliju Valentinu spominje se kamenje obojeno u razne boje - fluks (Fliisse od latinskog fluere - teći, sipati), koje se koristilo kao fluks pri topljenju metala. O tome pišu Agricola i Libavius. Potonji uvodi posebne nazive za ovaj fluks - fluorspar (Flusspat) i mineralni fluor. Mnogi autori hemijskih i tehničkih dela 17. i 18. veka. opisati različite vrste fluorita. U Rusiji se ovo kamenje zvalo fin, spalt, spat; Lomonosov je ovo kamenje klasifikovao kao selenite i nazvao ih spar ili fluks (kristalni fluks). Ruski zanatlije, kao i kolekcionari mineralnih kolekcija (na primjer, u 18. stoljeću, knez P.F. Golitsyn) znali su da neke vrste šparta kada se zagriju (na primjer, u vrućoj vodi) svijetle u mraku. Međutim, Leibniz, u svojoj istoriji fosfora (1710), spominje termofosfor (termofosfor) u vezi s tim.

Očigledno, hemičari i hemičari zanatlije upoznali su se sa fluorovodoničnom kiselinom najkasnije u 17. veku. Godine 1670., nirnberški zanatlija Schwanhard koristio je fluorit pomiješan sa sumpornom kiselinom za urezivanje uzoraka na staklenim peharima. Međutim, u to vrijeme priroda fluorita i fluorovodonične kiseline bila je potpuno nepoznata. Vjerovalo se, na primjer, da silicijumska kiselina ima efekat kiseljenja u Schwanhardovom procesu. Ovo pogrešno mišljenje eliminirao je Scheele, koji je dokazao da kada fluorit reaguje sa sumpornom kiselinom, silicijumska kiselina nastaje kao rezultat korozije staklene retorte nastalom fluorovodoničnom kiselinom. Osim toga, Scheele je ustanovio (1771.) da je fluorit kombinacija vapnenačke zemlje sa posebnom kiselinom, koja je nazvana “švedska kiselina”.

Lavoisier je prepoznao radikal fluorovodonične kiseline kao jednostavno tijelo i uključio ga u svoju tablicu jednostavnih tijela. Fluorovodonična kiselina je dobijena u manje-više čistom obliku 1809. godine. Gay-Lussac i Thénard destilacijom fluorita sa sumpornom kiselinom u olovnoj ili srebrnoj retorti. Tokom ove operacije, oba istraživača su otrovana. Pravu prirodu fluorovodonične kiseline ustanovio je 1810. Ampere. On je odbacio Lavoisierovo mišljenje da fluorovodonična kiselina treba da sadrži kiseonik i dokazao analogiju ove kiseline sa hlorovodoničnom kiselinom. Ampere je prijavio svoja otkrića Davyju, koji je nedavno ustanovio elementarnu prirodu hlora. Davy se u potpunosti složio s Ampereovim argumentima i uložio je mnogo truda u dobivanje slobodnog fluora elektrolizom fluorovodonične kiseline i na druge načine. Uzimajući u obzir snažan korozivni učinak fluorovodonične kiseline na staklo, kao i na biljna i životinjska tkiva, Ampere je predložio da se element koji se u njemu nalazi nazove fluorom (grčki - uništenje, smrt, kuga, kuga itd.). Međutim, Davy nije prihvatio ovo ime i predložio je drugi - Fluorine, po analogiji s tadašnjim imenom hlora - Chlorine, oba naziva se još uvijek koriste u engleskom jeziku. U ruskom jeziku sačuvano je ime koje je dao Ampere.

Brojni pokušaji da se izoluje slobodni fluor u 19. veku. nije dovela do uspješnih rezultata. Tek 1886. Moissan je to uspio i dobiti slobodan fluor u obliku žuto-zelenog plina. Budući da je fluor neobično agresivan plin, Moissan je morao savladati mnoge poteškoće prije nego što je pronašao materijal pogodan za opremu u eksperimentima s fluorom. U-cijev za elektrolizu fluorovodonične kiseline na 55°C (hlađena tekućim metil hloridom) izrađena je od platine sa fluoričnim čepovima. Nakon što su proučavane hemijske i fizičke osobine slobodnog fluora, našao je široku primenu. Sada je fluor jedna od najvažnijih komponenti u sintezi širokog spektra organofluornih supstanci. U ruskoj književnosti ranog 19. veka. fluor se zvao drugačije: baza fluorovodonične kiseline, fluor (Dvigubsky, 1824), fluor (Iovsky), fluor (Shcheglov, 1830), fluor, fluor, fluor. Hes je uveo naziv fluor 1831.

(F-F) 0,51 kJ/mol

6,54 (F-F) kJ/mol

monoklinika

(300 K) 0,028 W/(m K)

Priča

Kao jedan od atoma fluorovodonične kiseline, element fluor je predvidio 1810. godine, a izolovao ga je u slobodnom obliku tek 76 godina kasnije Henri Moissan 1886. godine elektrolizom tečnog bezvodnog fluorovodonika koji je sadržavao primjesu kiselog kalijevog fluorida KHF 2.

porijeklo imena

Sadržaj fluora u tlu je zbog vulkanskih plinova, zbog činjenice da njihov sastav obično uključuje veliku količinu fluorovodonika.

Izotopski sastav

Fluor je monoizotopni element, jer u prirodi postoji samo jedan stabilan izotop fluora 19 F. Poznato je još 17 radioaktivnih izotopa fluora sa masenim brojem od 14 do 31, i jedan nuklearni izomer - 18 F m. Najdugovječniji radioaktivni izotop fluora je 18 F, sa poluživotom od 109,771 minuta, važan izvor pozitrona, koji se koristi u pozitronskoj emisionoj tomografiji.

Nuklearna svojstva izotopa fluora

Magnetna svojstva jezgara

Jezgra izotopa 19 F imaju polucijeli spin, tako da se ova jezgra mogu koristiti za NMR istraživanja molekula. 19 F NMR spektri su prilično karakteristični za organofluorova jedinjenja.

Elektronska struktura

Elektronska konfiguracija atoma fluora je sljedeća: 1s 2 2s 2 2p 5. Atomi fluora u jedinjenjima mogu pokazati oksidacijsko stanje od -1. Pozitivna oksidaciona stanja se ne ostvaruju u jedinjenjima, jer je fluor najelektronegativniji element.

Kvantno hemijski termin atoma fluora je 2 P 3/2.

Struktura molekula

Sa stanovišta teorije molekularne orbitale, struktura dvoatomskog molekula fluora može se okarakterizirati sljedećim dijagramom. Molekul sadrži 4 vezne orbitale i 3 antivezne orbitale. Red veze u molekulu je 1.

Kristalna ćelija

Fluor formira dvije kristalne modifikacije koje su stabilne na atmosferskom pritisku:

Potvrda

Industrijska metoda dobivanja fluora uključuje ekstrakciju i obogaćivanje fluoritnih ruda, razlaganje sumpornom kiselinom njihovog koncentrata do bezvodnog i njegovo elektrolitičko razlaganje.

Za dobivanje fluora u laboratoriju koristi se razgradnja određenih spojeva, ali svi se ne nalaze u prirodi u dovoljnim količinama i dobivaju se korištenjem slobodnog fluora.

Laboratorijska metoda

Iako ova metoda nema praktičnu primjenu, ona pokazuje da elektroliza nije potrebna i da se sve komponente za ove reakcije mogu pripremiti bez upotrebe plina fluora.

Također, za laboratorijsku proizvodnju fluora može se koristiti zagrijavanje kobalt (III) fluorida na 300°C, razlaganje srebrnih fluorida (preskupo) i neke druge metode.

Industrijska metoda

Industrijska proizvodnja fluora vrši se elektrolizom taline kiselog kalijevog fluorida KF·2HF (često uz dodatak litijum fluorida), koji nastaje kada je KF talina zasićena fluorovodonikom do sadržaja 40-41% HF. . Proces elektrolize se izvodi na temperaturama od oko 100 °C u čeličnim elektrolizerima sa čeličnom katodom i ugljičnom anodom.

Fizička svojstva

Blijedožuti plin, u malim koncentracijama miris podsjeća i na ozon i na hlor, vrlo je agresivan i otrovan.

Fluor ima abnormalno nisku tačku ključanja (tačka topljenja). To je zbog činjenice da fluor nema d-podnivo i nije u stanju da formira seskvi-i-pol veze, za razliku od drugih halogena (mnoštvo veze u drugim halogenima je približno 1,1).

Hemijska svojstva

Reakcije u kojima je fluor formalno redukcijski agens uključuju razgradnju viših fluorida, na primjer:

$\backslash mathsf(\; 2CoF\_3\; \backslash rightarrow\; 2CoF\_2\; +\; F\_2\; \backslash uparrow\; )$ $\backslash mathsf(\; 2MnF\_4\; \backslash rightarrow\; 2MnF\_3\; +\; F\_2\; \backslash uparrow\; )$

Fluor je takođe sposoban da oksidira kiseonik u električnom pražnjenju, formirajući kiseonik fluorid OF 2 i dioksidifluorid O 2 F 2 .

U svim jedinjenjima, fluor pokazuje oksidacijsko stanje od -1. Da bi fluor pokazao pozitivno oksidaciono stanje, potrebno je stvaranje ekscimernih molekula ili drugih ekstremnih uslova. To zahtijeva umjetnu ionizaciju atoma fluora.

Skladištenje

Fluor se skladišti u gasovitom stanju (pod pritiskom) i u tekućem obliku (kada se ohladi tečnim azotom) u uređajima od nikla i legura na njegovoj bazi (monel metal), bakra, aluminijuma i njegovih legura, mesinga, nerđajućeg čelika (ovo je moguće jer su ovi metali i legure obloženi filmom fluorida koji je nepremostiv za fluor).

Aplikacija

Fluor se koristi za dobijanje:

• Freoni su rashladna sredstva koja se široko koriste.
• Fluoroplasti su hemijski inertni polimeri.
• SF6 plin je plinoviti izolator koji se koristi u visokonaponskoj elektrotehnici.
• Uranijum heksafluorid UF 6, koji se koristi za odvajanje izotopa uranijuma u nuklearnoj industriji.
• Natrijum heksafluoroaluminat - elektrolit za proizvodnju aluminijuma elektrolizom.
• Metalni fluoridi (kao što su W i V), koji imaju neka korisna svojstva.

Raketarija

Fluor i neki od njegovih spojeva su jaki oksidanti, pa se mogu koristiti kao oksidant u raketnim gorivima. Veoma visoka efikasnost fluora izazvala je veliko interesovanje za njega i njegova jedinjenja. U zoru svemirskog doba, SSSR i druge zemlje imali su istraživačke programe za fluorirana raketna goriva. Međutim, proizvodi izgaranja s oksidantima koji sadrže fluor su toksični. Stoga, goriva na bazi fluora nisu postala široko rasprostranjena u modernoj raketnoj tehnologiji.

Primjena u medicini

Fluorirani ugljovodonici (npr. perfluorodekalin) se koriste u medicini kao zamjena za krv. Postoje mnogi lijekovi koji u svojoj strukturi sadrže fluor (fluorotan, fluorouracil, fluoksetin, haloperidol, itd.).

Biološka i fiziološka uloga

Fluor je vitalni element za tijelo. U ljudskom tijelu, fluor se uglavnom nalazi u zubnoj caklini kao dio fluorapatita - Ca 5 F (PO 4) 3. Uz nedovoljnu (manje od 0,5 mg/litar vode za piće) ili prekomjernu (više od 1 mg/litar) konzumacije fluora, u tijelu se mogu razviti zubne bolesti: karijes i fluoroza (pjegavost cakline), odnosno osteosarkom.

Za prevenciju karijesa preporučuje se upotreba pasta za zube sa fluoridnim aditivima (natrijum i/ili kalaj) ili piti fluorisanu vodu (do koncentracije od 1 mg/l), ili koristiti lokalne aplikacije 1-2% rastvora natrijum fluorida ili kalaj fluorid. Takve radnje mogu smanjiti vjerovatnoću karijesa za 30-50%.

Maksimalna dozvoljena koncentracija vezanog fluora u vazduhu industrijskih prostorija je 0,0005 mg/litar vazduha.

Toksikologija

vidi takođe

Napišite recenziju o članku "Fluor"

Književnost

• Ryss I. G. Hemija fluora i njegovih neorganskih jedinjenja. M. Goskhimizdat, 1966. - 718 str.
• Nekrasov B.V. Osnove opšte hemije. (treće izdanje, tom 1) M. Chemistry, 1973 - 656 str.
• L. Pauling, I. Keaveny i A.B. Robinson, J. Solid State Chem., 1970, 2, str. 225. engleski {{{1}}} - Saznajte više o kristalnoj strukturi fluora.

Bilješke

1. . Pristupljeno 14. marta 2013. .
2. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu.(engleski) // Pure and Applied Chemistry. - 2013. - Vol. 85, br. 5 . - P. 1047-1078. - DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
3. Hemijska enciklopedija / Uredništvo: Zefirov N.S. i dr. - M.: Velika ruska enciklopedija, 1998. - T. 5. - 783 str. - ISBN 5-85270-310-9.
4. na web stranici IUPAC-a
5. Uglavnom u zubnoj caklini
6. Journal of Solid State Chemistry, Vol. 2, broj 2, 1970, str. 225-227.
7. J. Chem. Phys. 49, 1902 (1968)
8. Greenwood N., Earnshaw A.“Hemija elemenata” tom 2, M.: BINOM. Laboratorij znanja, 2008 str. 147-148, 169 - hemijska sinteza fluora
9. Ahmetov N. S."Opća i neorganska hemija".
10. Enciklopedijski rečnik mladog hemičara. Za srednji i stariji uzrast. Moskva, Pedagogija-štampa. 1999
12. Prema Nacionalnom toksikološkom programu
14. u obliku fluorida i organofluornih jedinjenja
15. N. V. Lazarev, I. D. Gadaskina “Štetne materije u industriji” 3. tom, strana 19.

Linkovi

• // Bilten Ruske akademije nauka, 1997, tom 67, N 11, str. 998-1013.

Izvod koji karakteriše fluor

Kad čovjek vidi životinju na samrti, obuzima ga užas: ono što on sam jeste, njegova suština, očito je uništena u njegovim očima - prestaje postojati. Ali kada je umiruća osoba, a voljena osoba se osjeti, tada se, pored užasa uništenja života, osjeća jaz i duhovna rana, koja, baš kao i fizička rana, ponekad ubija, ponekad leči, ali uvek boli i boji se spoljašnjeg iritantnog dodira.
Nakon smrti princa Andreja, Nataša i princeza Marija su to podjednako osetile. Oni, moralno pognuti i zatvarajući oči od prijetećeg oblaka smrti koji se nadvio nad njima, nisu se usudili pogledati životu u lice. Pažljivo su štitili svoje otvorene rane od uvredljivih, bolnih dodira. Sve: kočija koja brzo vozi niz ulicu, podsjetnik na ručak, djevojčino pitanje o haljini koju treba pripremiti; još gore, riječ neiskrenog, slabašnog saučešća bolno je nadražila ranu, djelovala je kao uvreda i narušila onu nužnu tišinu u kojoj su oboje pokušavali osluškivati ​​strašni, strogi hor koji još nije prestao u njihovoj mašti i spriječio ih da zavirujući u te tajanstvene beskrajne daljine koje su se na trenutak otvorile pred njima.
Samo njih dvoje, nije bilo uvredljivo ni bolno. Malo su razgovarali jedni s drugima. Ako su razgovarali, radilo se o najnebitnijim temama. Obojica su podjednako izbjegavali spominjati bilo šta vezano za budućnost.
Priznati mogućnost budućnosti činilo im se kao uvreda za njegovo sjećanje. Još su više pazili da u razgovoru izbjegavaju sve što bi moglo biti vezano za pokojnika. Činilo im se da se ono što su doživjeli i osjetili ne može izraziti riječima. Činilo im se da svako spominjanje pojedinosti njegovog života u riječima narušava veličinu i svetost sakramenta koji se dogodio u njihovim očima.
Neprestano uzdržavanje od govora, stalno marljivo izbjegavanje svega što bi moglo dovesti do riječi o njemu: ta zaustavljanja na različitim stranama na granici onoga što se ne može reći, još jasnije i jasnije izlažu pred maštom ono što su osjećali.

Ali čista, potpuna tuga je isto tako nemoguća kao i čista i potpuna radost. Princeza Marija, kao jedna samostalna gospodarica svoje sudbine, čuvarica i vaspitačica svog nećaka, prva je pozvana u život iz svijeta tuge u kojem je živjela prve dvije sedmice. Primala je pisma od rodbine na koja je trebalo odgovoriti; prostorija u kojoj je Nikolenka bila vlažna i on je počeo da kašlje. Alpatych je došao u Jaroslavlj sa izvještajima o poslovima i sa prijedlozima i savjetima da se preseli u Moskvu u kuću Vzdvizhensky, koja je ostala netaknuta i zahtijevala je samo manje popravke. Život nije stao, a mi smo morali živjeti. Koliko god da je princezi Mariji bilo teško da napusti svet usamljene kontemplacije u kojem je do sada živela, ma koliko je bilo sažaljivo i kao da je bilo sramota ostaviti Natašu na miru, životne brige su zahtevale njeno učešće, a ona je nehotice predao im se. Provjeravala je račune kod Alpatycha, konsultovala se sa Desallesom o svom nećaku i davala naređenja i pripreme za njeno preseljenje u Moskvu.
Nataša je ostala sama, a pošto je princeza Marija počela da se priprema za odlazak, izbegavala je i nju.
Princeza Marija pozvala je groficu da pusti Natašu s njom u Moskvu, a majka i otac su radosno pristali na ovaj prijedlog, primjećujući svaki dan opadanje tjelesne snage njihove kćeri i vjerujući da će i promjena mjesta i pomoć moskovskih ljekara biti od koristi za nju.
„Ne idem nigde“, odgovorila je Nataša kada joj je ovaj predlog upućen, „samo me molim te ostavi“, rekla je i istrčala iz sobe, jedva suzdržavajući suze, ne toliko od tuge koliko od frustracije i ljutnje.
Nakon što se osećala napuštena od princeze Marije i sama u svojoj tuzi, Nataša je većinu vremena, sama u svojoj sobi, sedela sa nogama u uglu sofe i, kidajući ili meseći nešto tankim, napetim prstima, gledala uporan, nepomičan pogled na ono na čemu su oči počivale. Ova samoća ju je iscrpljivala i mučila; ali joj je to bilo neophodno. Čim bi neko ušao da je vidi, ona je brzo ustala, promenila položaj i izraz lica i uzela knjigu ili šivanje, očigledno nestrpljivo čekajući odlazak onoga koji ju je uznemirio.
Činilo joj se da će sada shvatiti, proniknuti u šta je uperen njen duševni pogled sa strašnim pitanjem koje je izvan njene moći.
Krajem decembra, u crnoj vunenoj haljini, sa pletenicom nemarno zavezanom u punđu, tanka i bleda, Nataša je sedela sa nogama u uglu sofe, napeto gužvajući i odmotavajući krajeve pojasa, i gledala u ugao vrata.
Pogledala je kuda je otišao, na drugu stranu života. A ona strana života, o kojoj nikada ranije nije razmišljala, koja joj se ranije činila tako dalekom i nevjerovatnom, sada joj je bila bliža i draža, razumljivija od ove strane života, u kojoj je sve bilo ili praznina i uništenje, ili patnja i uvreda.
Pogledala je tamo gdje je znala da je; ali nije mogla da ga vidi drugačije nego kako je bio ovde. Ponovo ga je videla kao što je bio u Mitiščiju, u Trinitiju, u Jaroslavlju.
Vidjela je njegovo lice, čula njegov glas i ponavljala njegove riječi i svoje riječi izgovorene njemu, a ponekad je smišljala za sebe i za njega nove riječi koje bi se tada mogle izgovoriti.
Ovdje leži na fotelji u svom baršunastom krznenom kaputu, naslonivši glavu na svoju tanku, blijedu ruku. Prsa su mu užasno niska, a ramena podignuta. Usne su čvrsto stisnute, oči blistaju, a bora iskoči i nestane na blijedom čelu. Jedna noga mu drhti gotovo primjetno. Nataša zna da se on bori sa strašnim bolom. „Kakav je ovo bol? Zašto bol? Kako se osjeća? Kako boli!” - misli Nataša. Primetio je njenu pažnju, podigao oči i, bez osmeha, počeo da govori.
“Jedna užasna stvar,” rekao je, “je da se zauvijek vežeš za osobu koja pati. Ovo je večna muka." I pogledao ju je tražećim pogledom - Nataša je sada videla ovaj pogled. Nataša je, kao i uvek, tada odgovorila pre nego što je stigla da razmisli šta je odgovorila; rekla je: „Ovo ne može ovako, ovo se neće desiti, bićete zdravi – potpuno.”
Sada ga je prva vidjela, a sada iskusila sve što je tada osjećala. Sjetila se njegovog dugog, tužnog, strogog pogleda na ove riječi i shvatila značenje prijekora i očaja ovog dugog pogleda.
„Složila sam se“, govorila je sada sebi Nataša, „da bi bilo strašno da on stalno pati. Ja sam to tako rekao samo zato što bi mu to bilo strašno, ali on je to drugačije shvatio. Mislio je da će to biti strašno za mene. Tada je još želeo da živi - plašio se smrti. I rekla sam mu tako grubo i glupo. Nisam to mislio. Mislio sam nešto sasvim drugo. Da sam rekao ono što mislim, rekao bih: čak i da je umirao, umirao sve vreme pred mojim očima, bio bih srećan u poređenju sa ovim što sam sada. Sada... Ništa, niko. Da li je znao ovo? br. Nisam znao i nikad neću. I sada to nikada, nikada neće biti moguće ispraviti.” I opet joj je govorio iste reči, ali mu je sada u svojoj mašti Nataša odgovorila drugačije. Zaustavila ga je i rekla: “Strašno za tebe, ali ne i za mene. Znaš da bez tebe nemam ništa u životu, a patnja sa tobom je za mene najbolja sreća.” I uzeo je njenu ruku i stisnuo je kao što ju je stisnuo one strašne večeri, četiri dana prije njegove smrti. I u svojoj mašti mu je govorila druge nježne, ljubavne govore koje je tada mogla izgovoriti, a koje je izgovorila sada. “Volim te... tebe... volim te, volim te...” rekla je grčevito stežući ruke, škrgućući zubima od žestokog napora.