Fluorid - kaj je to? Lastnosti fluora

Fluoro - kemični element (simbol F, atomsko število 9), nekovinske, ki spada v skupino halogena. To je najbolj aktiven in elektro. Pri normalni temperaturi in tlaku molekule fluora je strupen plin bledo rumene s formulo F _2. Kot pri drugih halogenov, molekulska fluor je zelo nevarna in v stiku s kožo povzroča hude opekline.

Uporaba

Fluor in njegove spojine se pogosto uporabljajo v t. H. ter za pripravo farmacevtskih, kemičnih sredstev, goriv in maziv, in tekstila. Fluorovodikova kislina uporabimo etch stekla in plazme fluora - za izdelavo polprevodnikov in drugih materialov. Nizke koncentracije F ionov v zobne paste in pitne vode lahko pomaga preprečiti zobno gnilobo, medtem ko višje koncentracije so del nekaterih insekticidov. Številni splošni anestetiki so derivati fluoro. ^18F izotopa je vir tomografijo za medicinsko slikanje ga je pozitronska emisijska tomografija, in uran heksafluorid se uporablja za ločevanje izotopov urana in proizvodnjo obogatenega urana za jedrskih elektrarnah.

Zgodovina odkritja

Minerali, ki vsebujejo fluoride, so bili znani že več let pred objavo tega kemijskega elementa. Na primer, mineralne fluorita (ali fluorita), ki sestoji iz kalcijevega fluorida, je opisana v 1530 z Agricola G. Gheorghiu. Treba je opozoriti, da se lahko uporablja kot tok - snov, ki pomaga zmanjšati tališče kovine ali rude in pomaga čisto želeno kovino. Zato fluoro njegovo ime iz latinskega imena prejetega besede fluere ( "streaming").

V 1670 Henry godu glassmaker Shvanhard ugotovljeno, da je steklo jedkano pod vplivom kalcijevega fluorida (fluorita), obdelan s kislino. Karl Scheele in številni poznejši raziskovalci, vključno Humphrey Davy, Joseph-Louis Gay-Lussac, Antuan Lavuaze Louis Tenar eksperimentiral s klorovodikovo kislino (HF), ki je lahko dobimo z obdelavo CaF koncentrirana žveplova kislina.

Na koncu, je postalo jasno, da je HF vsebuje prej neznano element. Ta snov, vendar je zaradi svoje skrajne reaktivnosti ni dodelila več let. To ni le težko ločiti od spojin, vendar je takoj reagira z njihovimi drugimi komponentami. Izolacija elementarnega fluora iz fluorovodikova kislina je zelo nevarno, in zgodnji poskusi oslepil in ubili več znanstvenikov. Ti ljudje postal znan kot "mučenikov iz fluora."

Odkritje in proizvodnja

Na koncu leta 1886 je francoščina kemik Henri Muassanu uspeli izolirati mešanico fluora z elektrolizo staljenega kalijevega fluorida in fluorovodikove kisline. Za to je prejel 1906 Nobelovo nagrado za kemijo. Njen elektrolitsko pristop se še danes uporabljajo za industrijsko proizvodnjo tega kemijskega elementa.

Prvi množično proizvodnjo fluora je začela med drugo svetovno vojno. Bil je potrebna za eno od faz ustvarjanja atomske bombe v projektu Manhattan. Fluor se uporablja za izdelavo uranov heksafluorid (UF _6), ki v zameno, ki se uporablja za ločevanje od drugega dveh izotopov ²³⁵ U in ²³⁸ U. Danes plinasti UF ₆ je potrebna, da dobimo obogateni uran za jedrsko energijo.

Najpomembnejše lastnosti fluora

V periodnem element je v zgornjem delu 17 skupine (prej skupina 7a), ki se imenuje halogen. Druge halogeni vključujejo klor, brom, jod in astat. Poleg tega F v drugem obdobju med kisikom in neon.

Pure fluoro - koroziven plin (kemijska formula F ₂₎ z značilnim ostrim vonjem, ugotovljen v koncentraciji od 20 nl na liter. Kot najbolj elektro in reaktivno vseh elementov, zlahka tvori spojino z večino od njih. Fluor je tudi reaktiven obstajati v elementarni obliki in ima tako afiniteto z večino materialov, vključno s silicijem, ki ga ni mogoče pripravljeni ali shranjeni v steklenih posodah. V vlažnem zraku, reagira z vodo, da se tvori ni manj nevarno fluorovodikovo kislino.

Fluoro, interakcijo z vodikom eksplodira tudi pri nizki temperaturi in v temi. To burno reagira z vodo, da se tvori fluorovodikovo kislino in plinastega kisika. Različni materiali, vključno steklo in fino porazdeljenih kovin, v toku plinastega fluora gorijo svetlo plamen. Poleg tega je kemijski element tvori spojino s žlahtnih plinov kriptona, ksenona in radon. Vendar direktno dušika in kisika, to ne reagira.

Kljub skrajno dejavnosti fluora, smo postali razpoložljive metode varno rokovanje in transport. Element je lahko shranjeni v posodah iz jekla ali Monel (nikelj bogati zlitine), ker so ti materiali na površini fluoridov tvorjen ki ovirajo nadaljnjo reakcijo.

Fluoridi - snov, v kateri je prisotna kot negativno nabit ion (F ^-) fluor v kombinaciji z nekaterimi pozitivno nabitih elementov. Fluorove spojine s kovinami so med najbolj stabilnih soli. Ko raztopimo v vodi, jih delimo na ionov. Druge oblike fluora so kompleksi, npr [FEF _4] ^-, in H ₂ F ^+.

izotopi

Obstaja množica izotopov halogena, s ¹⁴ F in konča s ³¹ F. Toda fluor izotop sestavek obsega samo eden izmed njih, ^19F, ki vsebuje 10 nevtrone, da takoj, ko je stabilen. Radioaktivni izotop ¹⁸ F - dragocen vir pozitronov.

biološki učinki

Fluor v telesu predvsem na kosti in zobe v obliki ionov. Fluoridation pitne vode v koncentraciji manj kot en del na milijon bistveno zmanjša pojavnost kariesa - tako menijo Nacionalni raziskovalni svet National Academy of Sciences ZDA. Po drugi strani pa lahko preveliko kopičenje fluorida privedejo do fluoroze, ki se manifestira v prevleko zob. Ta učinek je jasno razvidno na območjih, kjer je vsebnost danega kemijskega elementa v koncentraciji pitne vode presega 10 ppm.

Elementarnega fluora in fluorid soli so strupene in jih je treba obravnavati z veliko pozornostjo. Stik s kožo ali z očmi je treba skrbno izogibati. Reakcijo s kožo proizvaja fluorovodikove kisline, ki hitro prodre v tkivo in reagira s kalcija v kosti, poškoduje trajno.

Fluor v okolju

Letna svetovna proizvodnja mineralne fluorita približno 4 milijone ton, in skupna moč je raziskati depozite v 120 milijonov ton. Glavnice tega minerala rudarska območja so Mehika, Zahodna Evropa in Kitajska.

V naravi fluoro najdemo v zemeljski skorji, kjer je mogoče najti v skale, gline in oglja. Fluoridov v zrak, ko je erozije vetra. Fluor je 13. najpogostejši kemijski element v zemeljski skorji - njena vsebina je 950 ppm. V tleh, njena povprečna koncentracija - okoli 330 ppm. Vodikov fluorid se lahko sprosti v zrak kot posledica procesov zgorevanja v industriji. Fluoridi, ki so v zraku, na koncu pade na tla ali vodo. Ko fluor tvori vez z zelo majhnimi delci, lahko ostanejo v zraku za daljša časovna obdobja.

V atmosferi 0,6 ppb kemijskega elementa je prisoten v obliki pršila soli in organskih klorovih spojin. V mestnem okolju koncentracija doseže 50 ppb.

povezave

Fluoro - je element, ki tvori širok spekter organskih in anorganskih spojin. Kemiki more nadomestiti atoma vodika, s čimer se ustvarja več novih snovi. To tvori visoko reaktivna halogenskih spojin z žlahtnimi plini. Leta 1962, Neil Bartlett sintetizira ksenon geksaftorplatinat (XePtF6). Pripravljene so tudi fluoridov iz kriptona in radona. Druga spojina ftorgidrid argon, edina stabilna pri zelo nizkih temperaturah.

tehnično vlogo

Atomska in molekularna fluorovega se uporablja za plazemsko jedkanje v polprevodniški proizvodnji, ploščatih zaslonov in microelectromechanical sistemov. Fluorovodikova kislina se uporablja za jedkanja stekla za svetilke in druge izdelke.

Poleg nekatere njegove spojine, fluor - pomemben del proizvodnji zdravil, agrokemična, goriv in maziv, in tekstila. Kemijski element, potreben za pripravo halogenirani alkani (halonov), ki se nato široko uporabljajo v klimatsko napravo in hlajenje. Kasneje je bil prepovedan ta uporaba CFC, saj prispeva k uničenju ozonskega plašča v zgornji atmosferi.

Žveplov heksafluorid - zelo inertno, netoksično plina pripisati snovi, ki povzročajo učinek tople grede. Brez fluorom nemogoče izdelovati plastike z nizkim koeficientom trenja, kot je teflon. Veliko anestetikov (npr sevoflurana, desfluran in Izofluran) so derivati fluoro. natrijev Geksaftoralyuminat (kriolit) se uporablja v aluminij elektrolize.

Fluorove spojine, vključno NaF, ki se uporablja v zobnih pastah, da bi preprečili nastanek kariesa. Te snovi so dodane občinskega vodovodnega sistema za fluoriranjem vode, ampak zaradi vpliva na zdravje ljudi, je ta praksa je sporna. Pri višjih koncentracijah NaF se uporablja kot insekticid, zlasti proti ščurkov.

V preteklosti fluoridi uporablja za znižanje kovinske tališča in rud ter povečanje njihove izkoristek. Fluor - je pomemben del proizvodnje uranovega heksafluorida, ki se uporablja za ločevanje njegovih izotopov. ^18F, radioaktivni izotop z razpolovnim časom 110 minut, oddaja pozitrone ter se pogosto uporablja v pozitronske emisije medicinske pozitronske.

Fizikalne lastnosti fluora

Izhodiščne značilnosti kemijskih elementov so naslednji:

• 18.9984032 atomska masa g / mol.
• Elektronska konfiguracija 1s 2s ^{2 2 5} _2p.
• Stanje oksidacijo -1.
• Gostota 1,7 g / l.
• 53,53 K. Temperatura tališča
• K. vrelišča 85.03
• 31,34 toplotna kapaciteta J / (K · mola).