Fluor

Z Wikipedii

Skocz do: nawigacji, szukaj
Fluor
Dane ogólne
Nazwa, symbol, l.a. Fluor, F, 9
Grupa, okres, blok 17, 2, p
Własności metaliczne halogen
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Fluor (F, łac. fluorum) – pierwiastek chemiczny, niemetal z grupy fluorowców w układzie okresowym. Fluor w stanie wolnym występuje w postaci dwuatomowej cząsteczki F2.

Jest najaktywniejszym niemetalem o największej elektroujemności, tworzącym związki z większością z innych pierwiastków (nawet z gazami szlachetnymi – kryptonem, ksenonem i radonem). W przeciwności do innych fluorowców fluor łączy się wybuchowo z wodorem tworząc fluorowodór bez dostępu światła i w niskiej temperaturze. W strumienu gazowego fluoru palą się szkło, metale i woda. Z powodu jego dużej aktywności nie można go przechowywać, ani wytwarzać w naczyniach szklanych.

Fluor jest otrzymywany poprzez elektrolizę ciekłego fluorowodoru z dodatkiem wodorofluorku potasu (KHF2).

Wchodzi w skład kwasu fluorowodorowego i fluorków. W roztworze wodnym najczęściej występuje jako jon fluorkowy F-. Zdarzają się także jony kompleksowe, np. [FeF4]- albo jon H2F+.

Zawartość w górnych warstwach Ziemi wynosi 0,054%. Jedynym stabilnym izotopem fluoru jest 19F.

Spis treści

[edytuj] Zastosowanie

Gazowego fluoru używa się przy produkcji monomerów, fluorowanych alkenów, z których otrzymuje się teflon i jego pochodne. Oprócz tego jest stosowany do produkcji halonów, które są stosowane jako ciecze chłodzące i hydrauliczne (np. freon). Inne zastosowania:

[edytuj] Historia

Fluoryt (fluorek wapnia) został opisany w 1529 przez Georigiusa Agricolę z powodu jego użycia jako topnika ułatwiającego łączenie metali i minerałów. W 1670 r. Schwandhand odkrył, że szkło można trawić za pomocą fluorytu, na który podziałano kwasem. Karl Scheele i wielu późniejszych badaczy, w tym Humphry Davy, Joseph Louis Gay-Lussac, Antoine Lavoisier i Louis Thenard eksperymentowali z kwasem fluorowodorowym, łatwo otrzymywanym z fluorytu przez potraktowanie go stężonym kwasem siarkowym.

W końcu zdano sobie sprawię, że kwas fluorowodorowy zawiera wcześniej nie znany pierwiastek. Jednak przez wiele lat nie udawało się go wyodrębnić z powodu jego ogromnej aktywności chemicznej - z trudem jest wydzielany ze związku, po czym natychmiast reaguje z pozostałą częścią substancji wyjściowej. W 1886 r. fluor został otrzymany przez Henri'ego Moissana po prawie 74 latach nieustannych wysiłków. Moissanowi odkrycie fluoru przyniosło Nagrodę Nobla w 1906 r. Od początku XX wieku wiedziano, iż podawanie ludziom niewielkich dawek fluoru może sprawić, że staną się ulegli i podatni na manipulacje. Podczas II wojny światowej hitlerowcy szukając sposobu, aby otumanić więźniów obozów koncentracyjnych, zaczęli podawać im duże dawki fluoru w wodzie pitnej. Produkcja fluoru została zlecona koncernowi IG Farben z Frankfurtu nad Menem.

Pierwsza produkcja na skalę przemysłową fluoru została uruchomiona na potrzeby projektu Manhattan. Gazowy fluorek uranu (UF6) był wtedy używany do oddzielenia izotopów uranu (U-235 i U-238). Dzisiaj do wzbogacania uranu używa się fluorku uranu i metody dyfuzyjnej lub wirówkowej. Jako pierwszy polską nazwę – fluor – zaproponował Filip Walter.

Na 100-lecie odkrycia fluoru Karl Christe otrzymał ten pierwiastek poprzez reakcję heksafluoromanganianu(IV) potasu z fluorkiem antymonu(V) w temp. pow. 150 °C:

K2MnF6 + 2SbF5 → 2KSbF6 + MnF2 + F2↑

Reakcja ta nie ma żadnego praktycznego znaczenia, ale pokazuje, że nie jest konieczna elektroliza.

[edytuj] Związki

Fluor może zastępować wodór w związkach organicznych, dlatego liczba związków fluoru może być bardzo duża. Związki fluoru z gazami szlachetnymi po raz pierwszy otrzymali Howard Claassen, Henry Selig i John Malm w 1962 r. Pierwszym z tych związków był tetrafluorek ksenonu. Otrzymano również fluorki kryptonu i radonu.

Fluor otrzymuje się z fluorytu, kriolitu lub apatytu fluorowego.

[edytuj] Znaczenie biologiczne fluoru

Fluor w odpowiednich ilościach jest pierwiastkiem niezbędnym dla prawidłowego rozwoju kości i zębów (odkłada się w nich w postaci fluoroapatytu).

Gazowy fluor dobrze wchłania się przez drogi oddechowe i pokarmowe. Związki fluoru obecne np. w żywności dobrze wchłaniają się z dróg pokarmowych.

Pierwiastkowy fluor jak i jony fluorkowe są silnie toksyczne. Zaburza procesy enzymatyczne w komórkach hamując oddychanie tkankowe, przemianę węglowodanów, lipidów oraz syntezę hormonów. Sam fluor i niektóre jego związki działają żrąco powodując głębokie martwice. Wolny fluor ma charakterystyczny drażniący zapach i jest wyczuwalny nawet w stężeniu 20 ppm.

Po podaniu doustnym w dużych stężeniach związki fluoru powodują zatrucia ostre, na skutek żrącego działania wydzielającego się fluorowodoru. Dalsze objawy to płytki oddech, kurcz dłoni, drgawki, ślinotok i nudności. Bezpośrednią przyczyną zgonu w wyniku zatrucia fluorem jest porażenie ośrodka oddechowego.

Zatrucia przewlekłe małymi dawkami fluoru (fluoroza) objawiają się zaburzeniami w uwapnieniu kości, brunatnym cętkowaniem zębów, zmniejszeniem ruchliwości.

Dozwolone maksymalne stężenie przy założeniu 8-godzinnej ekspozycji na działanie fluoru to 0,05mg/m3 (czyli mniej, niż w przypadku cyjanowodoru).

Źródło: Witold Seńczuk red.: Toksykologia. Podręcznik dla studentów, lekarzy i farmaceutów Wydanie IV. Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2002. 

[edytuj] Środki ostrożności

Zarówno fluor jak i fluorowodór muszą być przechowywane z zachowaniem szczególnych środków ostrożności. Powinno się unikać wszelkiego kontaktu ze skórą lub oczami. Fluoru nie przechowuje się w szkle.

Zobacz galerię na Wikimedia Commons:
Fluor

Źródło „http://pl.wikipedia.org/wiki/Fluor”
Utwórz książkę