Fluorida - šta je ovo? Svojstva fluora

Fluoro - hemijski element (simbol F, atomski broj 9), nemetala, koji spada u halogene grupe. Ovo je najaktivniji i elektronegativnost. Na normalnoj temperaturi i pritisku fluora molekula je otrovni plin blijedo žuta s formulom F _2. Kao i kod drugih halogena, molekularne fluor je veoma opasno iu kontaktu s kožom izaziva teške opekotine.

korištenje

Fluora i njegovi spojevi su naširoko koristi u t. H., a za proizvodnju farmaceutskih proizvoda, agrokemikalija, goriva i maziva, kao i tekstila. Fluorovodonična kiselina se koristi za etch stakla, a plazma fluora - za proizvodnju poluvodiča i drugih materijala. Niskim koncentracijama F jona u pastu za zube i vodi za piće može pomoći u sprečavanju karijesa, dok veće koncentracije su dio nekih insekticida. Mnogi opšte anestezije su derivati fluorougljenike. ¹⁸ F izotop je izvor pozitrona za medicinsko snimanje emisijom pozitrona tomografija, a uranijumheksafluorida se koristi za odvajanje izotopa urana i proizvode obogaćenog urana za nuklearne elektrane.

Povijest otkrića

Minerali koji sadrže jedinjenja fluora, bili su poznati već dugi niz godina prije objavljivanja ovog hemijskog elementa. Na primjer, mineralna fluorit (ili fluorit), koji se sastoji od kalcij fluorida, opisan je u 1530 od strane Agricola G. Gheorghiu. Napominje se da se može koristiti i kao tok - supstanca koja pomaže da se smanji topljenja metala ili ruda i pomaže čist željenog metala. Stoga fluoro svoje ime od latinskog naziva primljenog riječ fluere ( «streaming»).

U 1670 Henry godu proizvođač stakla Shvanhard otkrili da staklo je urezano pod uticajem kalcijum fluorida (fluorit), obrađeni kiselinom. Karl Scheele i mnoge kasnije istraživače, uključujući i Humphrey Davy, Joseph-Louis Gay-Lussac, Antuan Lavuaze, Louis Tenar eksperimentisao sa fluorovodonične kiseline (HF), koji je lako dobiti tretiranjem CaF koncentrirana sumporna kiselina.

Na kraju, postalo je jasno da je HF sadrži prethodno nepoznati element. Ova supstanca, međutim, zbog svoje ekstremne reaktivnost nije izdvojiti godinama. To je ne samo teško da se odvoje od sastojaka, ali je odmah reagira s drugim komponentama istih. Izolacija elementarnog fluora iz fluorovodoničnu kiselina je izuzetno opasna, i rani pokušaji zaslijepljen i ubio nekoliko naučnika. Ovi ljudi je postao poznat kao "mučenika fluorida."

Otkrivanje i proizvodnja

Konačno, 1886. godine, francuski hemičar Henri Muassanu uspjeli izolirati mješavinu fluora elektrolizom rastopljene kalijumfluorid i fluorovodonične kiseline. Za to je dobio Nobelovu nagradu za kemiju 1906. Njegova elektrolitskih pristup se i danas koristi za industrijsku proizvodnju ovog hemijskog elementa.

Prva proizvodnja velikih količina fluora počeo za vrijeme Drugog svjetskog rata. Bio je potrebno za jednu od faza stvaranja atomske bombe u Manhattan Project. Fluor se koristi za proizvodnju uranijumheksafluorida (UF ₆₎ koji, s druge strane, koristi se za odvajanje od drugog dva izotopa ²³⁵ U i ²³⁸ U. Danas plinovitih UF ₆ je potrebno za dobijanje obogaćenog urana za nuklearne elektrane.

Najvažniji svojstva fluora

Periodnog sistema element u gornjem delu 17 grupe (ranije Grupa 7A), koji se zove halogena. Halogena uključuju klor, brom, jod i Astat. Osim toga, F u drugom periodu između kisika i neona.

Pure fluoro - korozivni plin (hemijska formula F ₂₎ s karakterističnim oštrog mirisa koji je otkriven u koncentraciji od 20 NL po litri. Kao najviše elektronegativan i reaktivne svih elemenata, lako formira spoj sa većinom njih. Fluorida je previše reaktivan da postoji u elementarnom obliku i ima takav afinitet sa većinu materijala, uključujući i silicij, da ne može biti pripremljen ili čuvaju u staklenim posudama. U vlažnom vazduhu, reaguje sa vodom da se formira ne manje opasan fluorovodonične kiseline.

Fluoro, u interakciji sa hidrogen eksplodira čak i pri niskim temperaturama i u mraku. To burno reagira s vodom i stvara fluorovodonične kiseline i plinovitih kisik. Različitih materijala, uključujući i stakla i fino podijeljeni metala, u potoku fluora plina spaliti svijetle plamena. Osim toga, kemijski element formira jedinjenja sa plemenitih gasova kripton, xenon i radon. Međutim direktno dušika i kisika, to ne reaguje.

Unatoč ekstremnim aktivnost fluora, sada smo postali dostupni metode sigurno rukovanje i prijevoz. Element može se čuvati u posude od čelika ili Monel (nikal-bogat legura), jer ovi materijali na površini fluorida se formiraju koje ometaju daljnje reakcije.

Fluoridi - supstanca u kojoj je fluor je prisutan kao negativno napunjena ion (F ^-) u kombinaciji sa određenim pozitivno naplaćuje elemenata. Jedinjenja fluora sa metali su među najstabilnije soli. Kada se rastvori u vodi, oni su podijeljeni u jona. Drugi oblici fluora su kompleksi, npr [FeF _4] ^-, i H ₂ F ^+.

izotopi

Postoji mnoštvo izotopa halogena, od ¹⁴ F i zaključno sa ^31. F. Ali fluor izotopa sastav čine samo jedan od njih, ¹⁹ F, koja sadrži 10 neutrone, pa čim je stabilna. Radioaktivnog izotopa ¹⁸ C - vrijedan izvor pozitrona.

biološki efekti

Fluora u tijelu uglavnom u kostima i zubima u obliku iona. Fluorisanje vode za piće u koncentraciji manjoj od jednog dijela na milion značajno smanjuje učestalost karijesa - tako uzeti u obzir National Research Council of National Academy of Sciences USA. S druge strane, prekomjerne akumulacije fluorida može dovesti do fluoroze, koja se manifestira u tačkice zuba. Ovaj efekat se obično posmatra u područjima gdje je sadržaj određenog hemijskog elementa u koncentraciji pitke vode prelazi 10 ppm.

Elemental fluora i fluorida soli su otrovne i treba ih tretirati s velikom pažnjom. Kontakt s kožom ili očima treba pažljivo izbjegavati. Reakcija s kožom daje fluorovodonične kiseline, koji se brzo prodire u tkivo i reagira s kalcij u kostima, oštetivši ga za stalno.

Fluor u okruženju

Godišnji svjetska proizvodnja mineralne fluorita od oko 4 miliona tona, a ukupna snaga je istražen depozita u roku od 120 milijuna tona. Glavni ovog minerala rudarskih područja su Meksiko, zapadnoj Evropi i Kini.

U prirodi fluoro naći u Zemljine kore gdje se može naći u stijenama, gline i ugljen. Fluorida u zrak kada je erozija vjetra. Fluor je 13. najrasprostranjeniji hemijski element u Zemljinoj kori - njegov sadržaj je 950 ppm. U tlu, prosječna koncentracija - oko 330 ppm. Fluorovodonika može biti pušten u zrak kao rezultat procesa sagorijevanja u industriji. Fluorida koji su u zraku, na kraju pasti na tlo ili vode. Kada je fluor formira vezu sa vrlo malih čestica, može ostati u zraku za duži vremenski period.

U atmosferi od 0,6 ppb elementa kemijskih prisutna u obliku soli sprej i jedinjenja organskih hlora. U urbanim sredinama koncentracija doseže 50 ppb.

veze

Fluoro - to je element koji čini širok spektar organskih i neorganskih jedinjenja. Hemičari može zamijeniti atomima vodonika, čime se stvara mnoštvo novih supstanci. To čini vrlo reaktivni halogena jedinjenja sa plemenitih gasova. 1962. godine, Neil Bartlett sintetizira xenon geksaftorplatinat (XePtF6). su i pripremljeni fluorida od kripton i radon. Još jedan spoj je ftorgidrid argon, stabilna samo na ekstremno niskim temperaturama.

tehničke primjene

Atomske i molekularne države fluora se koristi za plazme jetkanje u poluvodiča proizvodnje, ravnih ekrana i mikroelektromehaničke sisteme. Fluorovodonična kiselina se koristi za bakropis staklo za lampe i drugih proizvoda.

Uz neke od njegovih jedinjenja, fluor - važan dio proizvodnje farmaceutskih proizvoda, agrokemikalija, goriva i maziva, kao i tekstila. Hemijskog elementa potrebna za pripremu halogenih alkana (halona), što su naširoko koristi u klimatizacija i hlađenje. Kasnije je bio zabranjen ovom korištenje CFC, jer doprinose uništavanju ozonskog omotača u gornjim slojevima atmosfere.

Sumporheksafluorid - izuzetno inertni, neotrovan plin pripisati tvari koje izazivaju efekat staklene bašte. Bez fluora nemoguće proizvodnju plastike sa malim koeficijentom trenja, kao što je teflon. Mnogi anestetika (npr sevoflurana, desflurane i izofluranom) su derivati fluorougljenike. natrijum Geksaftoralyuminat (kriolit) se koristi u aluminijuma elektrolize.

Jedinjenja fluora, uključujući NaF, koristi u pastama za zube kako bi se spriječilo karijesa. Ove supstance se dodaju gradskog vodovoda za fluorisanje vode, ali zbog uticaja na ljudsko zdravlje, ova praksa je kontroverzna. U većim koncentracijama Naf se koristi kao insekticid, posebno protiv žohara.

U prošlosti, fluorida koriste za smanjenje metalnih temperaturu topljenja i ruda, kao i povećanje njihovog prinosa. Fluorida - je važna komponenta za proizvodnju uranijumheksafluorida, koji se koristi za odvajanje svojih izotopa. ¹⁸ F, radioaktivni izotop s pola života 110 minuta, emituje pozitrona i često se koristi u medicinskoj pozitron emisiona tomografija.

Fizička svojstva fluora

Osnovne karakteristike hemijskih elemenata su kako slijedi:

• 18.9984032 atomska masa g / mol.
• Elektronski konfiguraciju 1s 2s ^{2 2 5} _2P.
• Je oksidacijsko stanje -1.
• Gustoća 1,7 g / l.
• 53.53 K. temperature topljenja
• K. Boiling 85.03
• 31.34 Toplotni kapacitet J / (K · mol).