פלואוריד - מה זה? המאפיינים של פלואור

Fluoro - יסוד כימי (סמל F, מספר אטומי 9), שאינה מתכת, השייכת לקבוצת ההלוגן. זהו הסכום המרבי פעיל אלקטרו. בטמפרטורה ובלחץ רגיל של המולקולה פלואור הוא גז רעיל צהוב חיוור עם הנוסחה F _2. כמו עם הלוגנים אחרים, פלואור מולקולרי הוא מאוד מסוכן במגע עם העור גורם לכוויות קשות.

השימוש

פלואור ותרכובותיו נמצאים בשימוש נרחב t. ח, ו לייצור תרופות, אגרוכימיה, דלקים ושמנים, וטקסטיל. חומצה הידרופלואורית משמש כדי לחרוט זכוכית, ואת הפלזמה של פלואור - לייצור מוליכים למחצה וחומרים אחרים. בריכוזים נמוכים של יוני F משחת שיניים ומי שתייה יכולים לסייע במניעת עששת, בעוד ריכוזים גבוהים יותר הם חלק הדברה מסוימת. הרדמה כללית רבה הם נגזרים של fluorocarbons. איזוטופ ¹⁸ F הוא מקור פוזיטרונים לדימות רפואי ידי טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים, וכן hexafluoride אורניום משמש להפרדת איזוטופים של אורניום ולייצר מועשר אורניום עבור תחנות כוח גרעיניות.

היסטוריה של גילוי

מינרלים המכילים תרכובות פלואור, כבר ידוע במשך שנים רבות לפני שחרורו של יסוד כימי זה. לדוגמא, המינרל פלואוריט (או פלוּאוֹרִיט), מורכב פלואוריד הסידן, תואר ב 1530 על ידי Agricola ג גיאורגיו. יצוין, כי זה יכול לשמש שטף - חומר המסייע להפחית את נקודת ההיתוך של המתכת או עפרות מתכת ומסייעות רצויה נקיה. לכן fluoro שמה מהשם הלטיני של המילה fluere קיבל ( «הזרמת»).

בשנת 1670 זגג godu הנרי Shvanhard מצאו כי זכוכית חרוטה תחת השפעת פלואוריד הסידן (fluorspar), חומצה שטופלו. קארל Scheele ורבים החוקרים מאוחר, כולל האמפרי דייווי, ג'וזף-לואי גיי-Lussac, אנטואן Lavuaze, לואיס Tenar ניסויים עם חומצה הידרופלואורית (HF), אשר הושג בקלות על ידי טיפול CAF מרוכזים חומצה גופרתית.

בסופו של הדבר, התברר כי HF מכיל אלמנט ידוע קודם לכן. חומר זה, אולם, עקב התגובה הקיצונית שלה נכשל להקצות במשך שנים. זה לא קשה רק כדי להפריד בין המתחמים, אך מיד מגיב עם רכיבים אחרים ממנו. בידוד של פלואור יסודות מן החומצה הידרופלואורית הוא מסוכן מאוד, וניסיונות מוקדם עיוורים והרגו כמה מדענים. אנשים אלה נודעו בשם "החללי של פלואוריד."

הגילוי וההפקה

לבסוף, בשנת 1886, הכימאי הצרפתי אנרי Muassanu הצליח לבודד תערובת של פלואור על ידי אלקטרוליזה של פלואוריד אשלגן מותך וחומצה הידרופלואורית. לשם כך הוענק לו פרס נובל לכימיה 1906. הגישה אלקטרוליטי שלה עדיין משמשת כיום לייצור התעשייתי של יסוד כימי זה.

ייצור בקנה מידה גדול הראשון של פלואור החל במהלך מלחמת העולם השנייה. הוא נדרש עבור אחד השלבים של יצירת פצצת האטום בפרויקט מנהטן. פלואור משמש לייצור האורניום הקספלואוריד (UF ₆₎ אשר, בתורו, המשמש להפרדה מכל שני איזוטופים אחרים ²³⁵ U ו- ²³⁸ U. היום גזי UF ₆ נדרש להשיג אורניום מועשר עבור כוח גרעיני.

המאפיינים החשובים ביותר של פלואור

באלמנט הטבלה המחזורית נמצאת בחלק העליון 17 של הקבוצה (לשעבר קבוצה 7A), אשר נקרא הלוגן. הלוגנים אחרים כוללים כלור, ברום, יוד אסטטין. יתר על כן, F בתקופה השנייה היא בין חמצן ניאון.

fluoro טהור - גז מאכל (הנוסחה הכימית F ₂₎ עם ריח חריף אופייני אשר מזוהה בריכוז של 20 NL לליטר. כמו רוב אלקטרו-תגובתי של כל האלמנטים, זה בקלות יוצר תרכובת עם רובם. פלואוריד הוא תגובתי מדי להתקיים בצורה פשוטה ויש כאלה זיקה עם רוב החומרים, כולל סיליקון, כי זה לא יכול להיות מוכן או מאוחסן במיכלי זכוכית. באוויר לח, הוא מגיב עם מים ליצירה לא פחות חומצה הידרופלואורית מסוכנת.

Fluoro, אינטראקציה עם המימן מתפוצץ אפילו בטמפרטורה נמוכה בחושך. הוא מגיב באלימות עם מים ליצירת חומצה הידרופלואורית וחמצן גזיים. חומרים שונים, כוללים זכוכית ומתכות מחולקות דק, בזרם של גז פלואור לשרוף להבה בהירה. בנוסף, יסוד כימי יוצר תרכובת עם ראדון קריפטון, קסנון וגזים אצילים. עם זאת ישירות חנקן וחמצן, זה לא להגיב.

למרות הפעילות הקיצונית של פלואור, יש לנו עכשיו להיות שיטות זמינות של טיפול תחבורה בטוח. האלמנט עשוי להיות מאוחסן במיכלים העשויים פלדה או מונל (סגסוגת עשירה-ניקל), שכן חומרים אלה על פני השטח של ופלוארידים נוצרים המעכבים תגובה נוספת.

פלואורידים - חומר שבו פלואור קיים בתור יון טעון שלילית (F ^-) בשילוב עם אלמנטים מסוימים במטען חיובי. תרכובות פלואור עם מתכות הן בין המלחים היציב ביותר. כאשר מומס במים, הם מחולקים יונים. צורות אחרות של פלואור הם קומפלקסים, לדוגמה, [FeF _4] ^-, ו H ₂ F ^+.

איזוטופים

ישנו ריבוי של איזוטופים של הלוגן, מ ¹⁴ F וכלה ³¹ F. אבל ההרכב האיזוטופי פלואור כוללת רק אחד מהם, ¹⁹ F, אשר מכיל 10 נויטרונים, זאת בהקדם היא יציבה. ה- F ¹⁸ איזוטופ רדיואקטיבי - מקור חשוב של פוזיטרונים.

השפעות ביולוגיות

פלואור בגוף בעיקר בעצמות ובשיניים בצורה של יונים. הפלרת מי השתייה בריכוז של פחות מ חלק אחד למיליון מפחיתה באופן משמעותי את השכיחות של עששת - כך לשקול את המועצה הלאומית למחקר של האקדמיה הלאומית למדעים של ארה"ב. מצד השני, הצטברות יתר של פלואוריד יכולה להוביל פלואורוזיס, אשר בא לידי הביטוי המנומר של שיניים. אפקט זה נפוץ שנצפה באזורים שבם התוכן של יסוד כימי נתון ריכוז שתיית המים עולה 10 עמודים לדקה.

מלחי פלואור פלואוריד יסודות הם רעילים ויש להתייחס אליהם בזהירות רבה. במגע עם העור או העיניים יש להימנע בזהירות. התגובה עם העור מייצר חומצה הידרופלואורית, אשר במהירות חודר לרקמה מגיב עם סידן בעצמות, פגיעה בו לצמיתות.

פלואור בסביבה

הייצור בעולם השנתי של פלואוריט המינרלים של כ -4 מיליון טון, ואת הכח הכולל חקרו משקעים בתוך 120 מ'טונות. קרן מינרל זה באזורי כרייה הם מקסיקו, מערב אירופה וסין.

בטבע fluoro נמצא בקרום כדור הארץ שבו ניתן למצוא סלעים, חימר פחמן. פלואורידים לאוויר כאשר שחיקת הרוח. פלואור הוא היסוד הכימי -13 בשכיחותו בקרום כדור הארץ - שתוכן 950 ppm. בקרקעות, הריכוז הממוצע שלה - כ 330 ppm. פלואוריד מימן עשוי להשתחרר לאוויר כתוצאה תהליכי בעירה בתעשייה. פלואורידים הנמצאים באוויר, ובסופו של דבר ליפול אל הקרקע או המים. כאשר פלואור יוצר קשר עם חלקיקים קטנים מאוד, זה יכול להישאר באוויר במשך תקופות זמן ארוכות.

באווירה של 0.6 ppb של היסוד הכימי נוכחים בצורת תרסיס מלח ותרכובות כלור אורגניים. בסביבות עירוניות ריכוז מגיע 50 ppb.

חיבורים

Fluoro - הוא אלמנט, המהווה מגוון רחב של תרכובות אורגניות ואי-אורגניות. כימאים יכולים להחליף את אטומי המימן, ובכך ליצור ריבוי של חומרים חדשים. זה יוצר תרכובות הלוגן תגובתי עם גזים אצילים. בשנת 1962, ניל ברטלט מסנתז geksaftorplatinat קסנון (XePtF6). פלואורידים של קריפטון ראדון נערכו גם. עוד במתחם הוא ארגון ftorgidrid, יציב רק בטמפרטורות נמוכות מאוד.

יישום טכני

פלואור המדינה אטומית ומולקולרית משמש תחריט פלזמה בייצור מוליכים למחצה, צגים שטוחים מערכות מיקרו. חומצת הידרופלואורית משמשת חריטה בזכוכית עבור מנורות ומוצרים אחרים.

יחד עם כמה ותרכובותיו, פלואור - חלק חשוב לייצור תרופות, אגרוכימיה, דלקים ושמנים, וטקסטיל. אלמנט כימי הנדרש להכנת אלקאנים הלוגנים (halons), אשר בתורו נמצא בשימוש נרחב מיזוג אוויר וקירור. בהמשך השימוש הזה של CFCs נאסר, משום שהם תורמים להרס שכבת האוזון באטמוספירה העליונה.

hexafluoride גופרית - גז אינרטי, רעיל מאוד מיוחס חומרי גרימת אפקט החממה. ללא פלואור בלתי אפשרי לייצר פלסטיק עם נמוך מקדם חיכוך, כגון טפלון. סוכני הרדמה רבים (כמו sevoflurane, desflurane ו isoflurane) הם נגזרים של fluorocarbons. נתרן Geksaftoralyuminat (cryolite) משמש אלקטרוליזה אלומיניום.

תרכובות פלואור, כולל NaF, השתמשו במשחות שיניים כדי למנוע עששת. חומרים אלה מתווספים למערכת אספקת המים העירונית של הפלרת המים, אבל בגלל ההשפעה על בריאות האדם, בפועל מדובר במחלוקת. בריכוזים גבוהים של NaF משמשת הדברה, במיוחד נגד ג'וקים.

בעבר, ופלוארידים המשמשים להפחתת טמפרטורת התכת מתכת עפרות, והגדלת התשואה שלהם. פלואוריד - הוא מרכיב חשוב בייצור אורניום הקספלואוריד, המשמש להפרדת איזוטופים שלה. ¹⁸ F, האיזוטופ הרדיואקטיבי עם מחצית חיים של 110 דקות, פולט פוזיטרונים משמש לעתים קרובות טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים רפואיים.

תכונות פיסיקליות של פלואור

מאפייני Baseline של יסודות כימיים הנם כדלקמן:

• 18.9984032 המונית g / mol אטומי.
• התצורה האלקטרונית של 1s 2s ^{2 2 5} _2P.
• מדינת החמצון של -1.
• צפיפות 1.7 גר '/ ליטר.
• טמפרטורת ההתכה 53.53 ק
• ק רתיחה 85.03
• 31.34 קיבולת חום J / (K · mol).