FLUOR(lat. Fluorum), F, atom nömrəsi 9 olan kimyəvi element, atom kütləsi 18,998403. Təbii flüor bir sabit nukliddən ibarətdir 19 F. Xarici elektron təbəqənin konfiqurasiyası 2s 2 p 5-dir. Birləşmələrdə yalnız oksidləşmə vəziyyətini -1 (valentlik I) nümayiş etdirir. Flüor Mendeleyevin elementlərin dövri cədvəlinin VIIA qrupunda ikinci dövrdə yerləşir və halogenlərə aiddir.
Neytral flüor atomunun radiusu 0,064 nm, F ionunun radiusu 0,115 (2), 0,116 (3), 0,117 (4) və 0,119 (6) nm (koordinasiya nömrəsinin dəyəri mötərizədə göstərilmişdir) . Neytral flüor atomunun ardıcıl ionlaşmasının enerjiləri müvafiq olaraq 17,422, 34,987, 62,66, 87,2 və 114,2 eV-dir. Elektron yaxınlığı 3.448 eV (bütün elementlərin atomları arasında ən yüksək). Pauling şkalası üzrə flüorun elektronmənfiliyi 4-dür (bütün elementlərin ən yüksək dəyəri). Flüor ən aktiv qeyri-metaldır.
Sərbəst formada flüor kəskin, boğucu bir qoxu olan rəngsiz bir qazdır.
Xüsusiyyətlər: normal şəraitdə flüor kəskin qoxulu qazdır (sıxlığı 1,693 kq/m3). Qaynama temperaturu 188,14°C, ərimə nöqtəsi 219,62°C. Bərk vəziyyətdə iki modifikasiya meydana gətirir: a-ərimə nöqtəsindən 227,60°C-ə qədər mövcud olan forma və b- 227,60°C-dən aşağı temperaturda sabit olan forma.
Digər halogenlər kimi flüor da iki atomlu F 2 molekulları şəklində mövcuddur. Molekulda nüvələrarası məsafə 0,14165 nm-dir. F2 molekulu atomlara anomal olaraq aşağı dissosiasiya enerjisi (158 kJ/mol) ilə xarakterizə olunur ki, bu da xüsusilə flüorun yüksək reaktivliyini müəyyən edir.
Flüorun kimyəvi aktivliyi son dərəcə yüksəkdir. Flüorlu bütün elementlərdən yalnız üç yüngül inert qaz ftoridlər əmələ gətirmir: helium, neon və arqon. Bütün birləşmələrdə flüor yalnız bir oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirir, 1.
Flüor bir çox sadə və mürəkkəb maddələrlə birbaşa reaksiya verir. Beləliklə, su ilə təmasda olduqda, flüor onunla reaksiya verir (tez-tez "su ftorda yanır" deyilir):
2F 2 + 2H 2 O = 4HF + O 2.
Flüor hidrogen (H) ilə sadə təmasda partlayıcı reaksiya verir:
H 2 + F 2 = 2HF.
Bu, nisbətən zəif hidrofluorik turşunun əmələ gəlməsi ilə suda sonsuz həll olunan hidrogen flüorid qazı HF istehsal edir.
Flüor əksər qeyri-metallarla reaksiya verir. Beləliklə, flüor qrafitlə reaksiya verdikdə, ümumi formul CF x birləşmələri əmələ gəlir, flüor silisium (Si) flüorid SiF 4, bor trifluorid BF 3 ilə reaksiya verir. Flüor kükürdlə (S) reaksiyaya girdikdə SF 6 və SF 4 birləşmələri əmələ gəlir və s.
Digər halogenlərlə çox sayda flüor birləşmələri məlumdur, məsələn, BrF 3, IF 7, ClF, ClF 3 və başqaları və brom (Br) və yod (I) adi temperaturda flüor atmosferində alovlanır və xlor ( Cl) 200-250°C-yə qədər qızdırıldıqda flüorla qarşılıqlı təsirə girir.
Göstərilən inert qazlara əlavə olaraq, azot (N), oksigen (O), almaz, karbon qazı və karbon monoksit birbaşa flüorla reaksiya vermir.
Dolayı yolla azot trifluorid NF 3 və oksigen ftoridləri O 2 F 2 və OF 2 əldə edildi, burada oksigen qeyri-adi oksidləşmə vəziyyətinə +1 və +2 malikdir.
Flüor karbohidrogenlərlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, müxtəlif tərkibli flüorokarbonların istehsalı ilə müşayiət olunan onların məhv edilməsi baş verir.
Yüngül qızdırmada (100-250°C) flüor gümüş (Ag), vanadium (V), renium (Re) və osmium (Os) ilə reaksiya verir. Qızıl (Au), titan (Ti), niobium (Nb), xrom (Cr) və bəzi digər metallarla flüorun iştirakı ilə reaksiya 300-350 ° C-dən yuxarı temperaturda baş verməyə başlayır. Ftoridləri uçucu olmayan metallarla (alüminium (Al), dəmir (Fe), mis (Cu) və s.) Flüor 400-500 ° C-dən yuxarı temperaturda nəzərə çarpan sürətlə reaksiya verir.
Bəzi yüksək metal flüoridləri, məsələn, uran heksafluorid UF 6, flüor və ya BrF 3 kimi flüorlaşdırıcı maddə ilə aşağı halidlər üzərində təsir etməklə əldə edilir, məsələn:
UF 4 + F 2 = UF 6
Qeyd etmək lazımdır ki, artıq qeyd olunan hidrofluor turşusu HF yalnız NaF və ya CaF 2 kimi orta flüoridlərə deyil, həm də NaHF 2 və KHF 2 kimi turşulu ftoridlərə və hidrofluoridlərə uyğundur.
Çoxlu sayda müxtəlif üzvi flor birləşmələri də sintez edilmişdir, o cümlədən məşhur Teflon, tetrafloroetilenin polimeri olan material.
Kəşf tarixi: Flüorun kəşf tarixi flüorit mineralı və ya flüorspatla əlaqələndirilir. Bu mineralın tərkibi, indi məlum olduğu kimi, CaF 2 düsturuna uyğundur və insanın istifadə etməyə başladığı ilk flüor tərkibli maddəni təmsil edir. Qədim dövrlərdə qeyd olunurdu ki, əgər metal əridilməsi zamanı filizə flüorit əlavə edilərsə, filiz və şlakın ərimə temperaturu aşağı düşür, bu da prosesi xeyli asanlaşdırır (mineralın adı - latınca fluo - axın buna görədir).
1771-ci ildə İsveç kimyaçısı K. Scheele flüoriti sulfat turşusu ilə müalicə edərək, "flüor turşusu" adlandırdığı bir turşu hazırladı. Fransız alimi A.Lavuazye bu turşunun tərkibində yeni kimyəvi elementin olduğunu irəli sürdü və onu “flüorem” adlandırmağı təklif etdi (Lavuazye hesab edirdi ki, hidrofluorik turşu ftorun oksigenlə birləşməsidir, çünki Lavuazyenin fikrincə, bütün turşuların tərkibində oksigen olmalıdır). . Lakin o, yeni elementi müəyyən edə bilməyib.
Yeni elementə "flüor" adı verildi ki, bu da Latın adında əks olunur. Lakin bu elementi sərbəst formada təcrid etmək üçün uzunmüddətli cəhdlər uğursuz oldu. Onu sərbəst formada əldə etməyə çalışan bir çox elm adamı bu cür təcrübələr zamanı öldü və ya əlil oldu. Bunlar ingilis kimyaçı qardaşları T. və Q. Noks və fransız J.-L. Gay-Lussac və L. J. Thénard və bir çox başqaları. Natrium (Na), kalium (K), kalsium (Ca) və digər elementləri sərbəst formada ilk dəfə əldə edən Q.Deyvin özü flüorun elektroliz yolu ilə alınması təcrübələri nəticəsində zəhərlənib və ağır xəstələnib. . Yəqin ki, bütün bu uğursuzluqların təəssüratı altında 1816-cı ildə yeni element - flüor (yunan dilindən phtoros - məhv, ölüm) üçün səs baxımından oxşar, lakin mənaca tamamilə fərqli olsa da, bir ad təklif edildi. Element üçün bu ad yalnız rus dilində qəbul edilir; fransızlar və almanlar flüor florini, İngilis flüorunu çağırmağa davam edirlər.
Hətta M.Faraday kimi görkəmli alim də flüoru sərbəst formada əldə edə bilmədi. Yalnız 1886-cı ildə fransız kimyaçısı A. Moissan 23°C temperaturda soyudulmuş maye hidrogen flüorid HF-nin elektrolizindən istifadə edərək (mayenin elektrik keçiriciliyini təmin edən bir az kalium ftorid KF olmalıdır) əldə edə bildi. anodda yeni, son dərəcə reaktiv qazın ilk hissəsi . Moissan ilk təcrübələrində flüor istehsal etmək üçün platin (Pt) və iridiumdan (Ir) hazırlanmış çox bahalı elektrolizatordan istifadə etmişdir. Üstəlik, hər qram flüor 6 q-a qədər platin “yedi”. Daha sonra Moissan daha ucuz olan mis elektrolizatordan istifadə etməyə başladı. Flüor mis (Cu) ilə reaksiya verir, lakin reaksiya metalın daha da məhv olmasına mane olan nazik bir flüor filmi meydana gətirir.
Qəbz: Flüor istehsalının ilk mərhələsində hidrogen flüorid HF buraxılır. Hidrogen flüorid və hidrofluor turşusunun hazırlanması, bir qayda olaraq, flüorapatitin fosfat gübrələrinə emalı ilə birlikdə baş verir. Flüorapatitin sulfat turşusu ilə işlənməsi zamanı əmələ gələn hidrogen flüorid qazı daha sonra toplanır, mayeləşdirilir və elektroliz üçün istifadə olunur. Elektroliz ya HF və KF-nin maye qarışığı (proses 15-20°C temperaturda aparılır), həm də KH 2 F 3 əriməsi (70-120° temperaturda) şəklində həyata keçirilə bilər. C) və ya KHF 2 əriməsi (245-310°C temperaturda) . Laboratoriyada az miqdarda sərbəst flüor hazırlamaq üçün ya flüoru aradan qaldıran MnF 4-ün qızdırılmasından, ya da K 2 MnF 6 və SbF 5 qarışığının qızdırılmasından istifadə edə bilərsiniz:
2K 2 MnF 6 + 4SbF 5 = 4KSbF 6 + 2MnF 3 + F 2.
Təbiətdə tapmaq: Yer qabığında flüorun miqdarı kifayət qədər yüksəkdir və çəki ilə 0,095% təşkil edir (xlor (Cl) qrupunda flüorun ən yaxın analoqundan əhəmiyyətli dərəcədə çoxdur). Yüksək kimyəvi aktivliyə görə flüor, təbii ki, sərbəst formada baş vermir. Ən mühüm flüor mineralları flüorit (fluorspat), həmçinin flüorapatit 3Ca 3 (PO 4) 2 ·CaF 2 və kriolit Na 3 AlF 6-dır. Çirk kimi flüor bir çox mineralların bir hissəsidir və yeraltı sularda olur; dəniz suyunda 1,3·10 4% flüor.
Ərizə: Flüor müxtəlif flüoridlərin (SF 6, BF 3, WF 6 və başqaları), o cümlədən nəcib qazların ksenon (Xe) və kripton (Kr) birləşmələrinin istehsalında flüorlaşdırıcı agent kimi geniş istifadə olunur. Uran heksafluorid UF 6 uran (U) izotoplarını ayırmaq üçün istifadə olunur. Flüor teflon, digər flüoroplastiklər, flüor kauçukları, flüor tərkibli üzvi maddələr və texnologiyada geniş istifadə olunan materialların istehsalında, xüsusilə aqressiv mühitə, yüksək temperatura və s. müqavimət tələb olunan hallarda istifadə olunur.
Flüor(lat. Fluorum), F, Mendeleyevin dövri sisteminin VII qrupunun kimyəvi elementi halogenlərə aiddir, atom nömrəsi 9, atom kütləsi 18,998403; normal şəraitdə (0 °C; 0,1 Mn/m2 və ya 1 kqf/sm2) - kəskin iyli solğun sarı qaz.
Təbii Flüor bir sabit 19 F izotopundan ibarətdir. Bir sıra izotoplar süni şəkildə əldə edilmişdir, xüsusən: Yarımparçalanma müddəti T ½ olan 16 F.< 1 сек, 17 F (T ½ = 70 сек) , 18 F (T ½ = 111 мин) , 20 F (T ½ = 11,4 сек) , 21 F (T ½ = 5 сек).
Tarixi istinad.İlk flüor birləşməsi - flüorit (flüorit) CaF 2 - 15-ci əsrin sonunda "flüor" adı ilə təsvir edilmişdir (latınca fluo - axın, CaF 2 xüsusiyyətinə görə metallurgiya istehsalı mayesinin viskoz şlaklarını hazırlamaq üçün). -axan). 1771-ci ildə K. Scheele hidroflorik turşu əldə etdi. Sərbəst flüor 1886-cı ildə A. Moissan tərəfindən turşu kalium ftorid KHF 2 qarışığı olan maye susuz hidrogen ftoridinin elektrolizi yolu ilə təcrid edilmişdir.
Flüor kimyası 1930-cu illərdə, xüsusilə 1939-45-ci illər İkinci Dünya Müharibəsi zamanı və ondan sonra nüvə sənayesi və raket texnologiyasının ehtiyacları ilə əlaqədar sürətlə inkişaf etməyə başladı. 1810-cu ildə A.Amper tərəfindən təklif edilən "Fluor" (yunan phthoros - məhv, ölüm) adı yalnız rus dilində istifadə olunur; Bir çox ölkələrdə "flüor" adı qəbul edilir.
Flüorun təbiətdə yayılması. Yer qabığında (klark) orta flüorun miqdarı 6,25·10 -2% kütlədir; turşulu maqmatik süxurlarda (qranitlərdə) 8·10 -2%, əsas süxurlarda - 3,7·10 -2%, ultraəsaslı süxurlarda - 1·10 -2% təşkil edir. Flüor vulkanik qazlarda və termal sularda mövcuddur. Ən vacib flüor birləşmələri flüorit, kriolit və topazdır. Ümumilikdə 80-dən çox flüor tərkibli mineral məlumdur. Flüor birləşmələri də apatitlərdə, fosforitlərdə və s. Flüor mühüm biogen elementdir. Yer kürəsinin tarixində biosferə daxil olan flüorun mənbəyi vulkan püskürməsinin məhsulları (qazlar və s.) olmuşdur.
Flüorun fiziki xassələri. Qazlı Flüorun sıxlığı 1,693 q/l (0°C və 0,1 Mn/m2 və ya 1 kqf/sm2), maye - 1,5127 q/sm3 (qaynama nöqtəsində); t pl -219,61 °C; qaynama nöqtəsi -188,13 ° C. Flüor molekulu iki atomdan ibarətdir (F 2); 1000 °C-də molekulların 50%-i dissosiasiya olunur, dissosiasiya enerjisi təxminən 155 kJ/mol (37 kkal/mol) təşkil edir. Flüor maye hidrogen floriddə zəif həll olunur; həllolma qabiliyyəti -70 °C-də 100 q HF-də 2,5·10 -3 g və -20 °C-də 0,4·10 -3 g; maye şəklində, maye oksigen və ozonda qeyri-məhdud şəkildə həll olunur.
Flüorun kimyəvi xassələri. Flüor atomunun xarici elektronlarının konfiqurasiyası 2s 2 2p 5-dir. Birləşmələrdə -1 oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirir. Kovalent atom radiusu 0,72Å, ion radiusu 1,33Å-dir. Elektron yaxınlığı 3,62 eV, ionlaşma enerjisi (F → F+) 17,418 eV. Elektron yaxınlığının və ionlaşma enerjisinin yüksək dəyərləri bütün digər elementlər arasında ən böyüyü olan Flüor atomunun güclü elektronmənfiliyini izah edir. Flüorun yüksək reaktivliyi flüorlaşmanın ekzotermik təbiətini müəyyən edir, bu da öz növbəsində Flüor molekulunun dissosiasiya enerjisinin anomal olaraq aşağı dəyəri və Flüor atomunun digər atomlarla əlaqə enerjisinin böyük dəyərləri ilə müəyyən edilir. Birbaşa flüorizasiya zəncirvari mexanizmə malikdir və asanlıqla yanma və partlayışa səbəb ola bilər. Flüor helium, neon və arqondan başqa bütün elementlərlə reaksiya verir. Aşağı temperaturda O 2 F 2, O 3 F 2 və s. oksigen flüoridləri əmələ gətirərək parıldayan boşalmada oksigenlə qarşılıqlı əlaqədə olur. Flüorun digər halogenlərlə reaksiyaları ekzotermikdir, nəticədə interhalogen birləşmələr əmələ gəlir. Xlor 200-250 "C-yə qədər qızdırıldıqda Flüorla qarşılıqlı əlaqədə olur, xlor monofluorid ClF və xlor trifluorid ClF 3 verir. ClF 5 də məlumdur, ClF 3-ün yüksək temperaturda və 25 Mn/m2 (2250 kqf) təzyiqdə flüorlaşdırılması ilə əldə edilir. ).Brom və yod adi temperaturda flüor atmosferində alovlanır və BrF 3, BrF 5, IF 3, IF 2 əldə edilə bilər.Ftor birbaşa kripton, ksenon və radon ilə reaksiyaya girərək müvafiq ftoridləri əmələ gətirir (məsələn, XeF 4). , XeF 6, KrF 2 Ksenon oksifluoridləri də məlumdur.
Flüorun kükürdlə qarşılıqlı təsiri istiliyin ayrılması ilə müşayiət olunur və çoxsaylı kükürd flüoridlərinin əmələ gəlməsinə səbəb olur. Selen və tellur daha yüksək flüoridlər SeF 6 və TeF 6 əmələ gətirir. Flüor və hidrogen yanma ilə reaksiya verir; bu hidrogen ftorid istehsal edir. Bu, zəncirvari dallanma ilə radikal reaksiyadır: HF* + H 2 = HF + H 2 *; H 2 * + F 2 = HF + H + F (burada HF * və H 2 * vibrasiya ilə həyəcanlı vəziyyətdə olan molekullardır); reaksiya kimyəvi lazerlərdə istifadə olunur. Flüor azotla yalnız elektrik boşalmasında reaksiya verir. Kömür, flüorla qarşılıqlı əlaqədə olduqda, adi temperaturda alovlanır; qrafit güclü qızdırma altında onunla reaksiya verir və bərk qrafit flüoridinin (CF) X və ya qaz halında olan perftorkarbonların CF 4, C 2 F 6 və başqalarının əmələ gəlməsi mümkündür. Flüor soyuqda bor, silisium, fosfor və arsenlə reaksiyaya girərək müvafiq ftoridləri əmələ gətirir.
Flüor əksər metallarla güclü birləşir; qələvi və qələvi torpaq metalları soyuqda flüor atmosferində alovlanır, Bi, Sn, Ti, Mo, W - yüngül qızdırma ilə. Hg, Pb, U, V otaq temperaturunda Flüor ilə reaksiya verir, Pt - tünd qırmızı istilik temperaturunda. Metallar flüorla reaksiya verdikdə adətən daha yüksək ftoridlər əmələ gəlir, məsələn UF 6, MoF 6, HgF 2. Bəzi metallar (Fe, Cu, Al, Ni, Mg, Zn) flüorla reaksiyaya girərək, flüoridlərdən qoruyucu bir film meydana gətirir və sonrakı reaksiyanın qarşısını alır.
Soyuqda flüor metal oksidləri ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, metal ftoridləri və oksigen əmələ gəlir; Metal oksifluoridlərin (məsələn, MoO 2 F 2) əmələ gəlməsi də mümkündür. Qeyri-metal oksidlər ya Flüor əlavə edir, məsələn, SO 2 + F 2 = SO 2 F 2, ya da onların tərkibindəki oksigen Flüor ilə əvəz olunur, məsələn, SiO 2 + 2F 2 = SiF 4 + O 2. Şüşə Flüorla çox yavaş reaksiya verir; suyun varlığında reaksiya sürətlə gedir. Su Flüor ilə qarşılıqlı təsir göstərir: 2H 2 O + 2F 2 = 4HF + O 2; bu zaman OF 2 və hidrogen peroksid H 2 O 2 də əmələ gəlir. Azot oksidləri NO və NO 2 asanlıqla flüor əlavə edərək müvafiq olaraq nitrozil flüorid FNO və nitril flüorid FNO 2 əmələ gətirir. Karbon monoksit (II) karbonil flüorid əmələ gətirmək üçün qızdırıldıqda flüor əlavə edir: CO + F 2 = COF 2.
Metal hidroksidlər flüorla reaksiyaya girərək metal flüorid və oksigen əmələ gətirir, məsələn 2Ba(OH) 2 + 2F 2 = 2BaF 2 + 2H 2 O + O 2. NaOH və KOH-un sulu məhlulları 0°C-də Flüorla reaksiyaya girərək OF2 əmələ gətirir.
Metal və ya qeyri-metal halidlər soyuqda flüorla reaksiya verir, flüor bütün halogenləri əvəz edir.
Sulfidlər, nitridlər və karbidlər asanlıqla flüorlanır. Metal hidridlər soyuqda flüor ilə metal flüor və HF əmələ gətirir; ammonyak (buxarda) - N 2 və HF. Flüor turşularda və ya onların duzlarında metallarda hidrogeni əvəz edir, məsələn, HNO 3 (və ya NaNO 3) + F 2 = FNO 3 + HF (və ya NaF); daha ağır şəraitdə Flüor bu birləşmələrdən oksigeni sıxışdıraraq kükürd ftorid əmələ gətirir, məsələn, Na 2 SO 4 + 2F 2 = 2NaF + SO 2 F 2 + O 2. Qələvi və qələvi torpaq metallarının karbonatları adi temperaturda flüorla reaksiya verir; bu, müvafiq ftorid, CO 2 və O 2 istehsal edir.
Flüor üzvi maddələrlə güclü reaksiya verir.
Flüorun alınması. Flüorun istehsalı üçün mənbə hidrogen ftoriddir ki, bu da əsasən ya sulfat turşusunun H 2 SO 4 · flüorit CaF 2 üzərində təsiri, ya da apatit və fosforitlərin emalı yolu ilə əldə edilir. Flüor istehsalı KF-(1.8-2.0)HF turşulu kalium ftoridinin əriməsinin elektrolizi yolu ilə həyata keçirilir ki, bu da KF-HF əriməsinin hidrogen ftoridlə 40-41% HF tərkibinə doyması zamanı əmələ gəlir. Elektrolizator üçün material adətən poladdır; elektrodlar - karbon anod və polad katod. Elektroliz 95-100 ° C-də və 9-11 V gərginlikdə aparılır; Flüor cərəyanının çıxışı 90-95% -ə çatır. Yaranan flüorun tərkibində 5%-ə qədər HF var, o, dondurulmaqla, sonra natrium flüoridlə udulmaqla çıxarılır. Flüor qaz halında (təzyiq altında) və maye formada (maye azotla soyuduqda) nikeldən və onun əsasında ərintilərdən (Monel metalı), misdən, alüminiumdan və onun ərintilərindən, misdən, paslanmayan poladdan hazırlanmış cihazlarda saxlanılır.
Flüorun tətbiqi. Qazlı Ftor UF 4-ün UF 6-ya flüorlaşdırılması üçün istifadə olunur, uranın izotoplarının ayrılması üçün istifadə olunur, həmçinin xlor trifluorid ClF 3 (flüorlaşdırıcı agent), kükürd heksaflorid SF 6 (elektrik sənayesində qaz izolyatoru), metal flüoridlər (məsələn, W və V ). Maye flüor raket yanacağı üçün oksidləşdiricidir.
Çoxsaylı Flüor birləşmələri geniş istifadə olunur - hidrogen flüorid, alüminium ftorid, silikofluoridlər, flüorosulfon turşusu (həlledici, katalizator, qrupunu ehtiva edən üzvi birləşmələrin istehsalı üçün reagent - SO 2 F), BF 3 (katalizator), flor-orqan birləşmələri və s.
Təhlükəsizlik tədbirləri. Flüor zəhərlidir, onun havada maksimal icazə verilən konsentrasiyası təqribən 2·10 -4 mq/l, 1 saatdan çox olmayan məruz qalma ilə isə icazə verilən maksimal konsentrasiyası 1,5·10 -3 mq/l təşkil edir.
Bədəndə florid. Flüor daim heyvan və bitki toxumalarına daxil edilir; mikroelement Qeyri-üzvi birləşmələr şəklində əsasən heyvanların və insanların sümüklərində olur - 100-300 mq/kq; Xüsusilə dişlərdə çoxlu flüor var. Dəniz heyvanlarının sümükləri quru heyvanların sümükləri ilə müqayisədə flüorla daha zəngindir. Heyvanların və insanların orqanizminə əsasən içməli su ilə daxil olur, tərkibində optimal flüorun miqdarı 1-1,5 mq/l-dir. Flüor çatışmazlığı ilə bir insan diş kariyesini, artan qəbulu ilə isə flüoroz inkişaf etdirir. Flüor ionlarının yüksək konsentrasiyası bir sıra enzimatik reaksiyaları maneə törətmək, həmçinin bioloji əhəmiyyətli elementləri bağlamaq qabiliyyətinə görə təhlükəlidir. (P, Ca, Mg və başqaları), bədəndə onların balansını pozur. Üzvi florid törəmələri yalnız bəzi bitkilərdə (məsələn, Cənubi Afrika Dichapetalum cymosumda) olur. Əsas olanlar həm digər bitkilər, həm də heyvanlar üçün zəhərli olan flüorosirkə turşusunun törəmələridir. Flüorid mübadiləsi ilə skelet sümük toxumasının və xüsusilə dişlərin əmələ gəlməsi arasında əlaqə qurulmuşdur.
Flüor zəhərlənməsi kimya sənayesində, flüor tərkibli birləşmələrin sintezi zamanı və fosfat gübrələrinin istehsalı zamanı işçilər arasında mümkündür. Flüor tənəffüs yollarını qıcıqlandırır və dərinin yanmasına səbəb olur. Kəskin zəhərlənmə zamanı qırtlaq və bronxların selikli qişasının qıcıqlanması, gözlər, tüpürcək axması, burundan qanaxma baş verir; ağır hallarda - pulmoner ödem, mərkəzi sinir sisteminin zədələnməsi və başqaları; xroniki hallarda - konjonktivit, bronxit, pnevmoniya, pnevmoskleroz, fluoroz. Ekzema kimi dəri lezyonları xarakterikdir. İlk yardım: gözləri su ilə yaxalamaq, dəri yanıqları üçün - 70% spirt ilə suvarma; inhalyasiya zəhərlənməsi halında - oksigenin inhalyasiyası. Qarşısının alınması: təhlükəsizlik qaydalarına riayət etmək, xüsusi paltar geyinmək, müntəzəm tibbi müayinələr, kalsium və vitaminlərin pəhrizə daxil edilməsi.
Məhv və ölüm. Adı yunan dilindən belə tərcümə olunur ftorid. Adı onun kəşf tarixi ilə bağlıdır. Scheele'nin mövcudluğunu ilk dəfə irəli sürdüyü elementi təcrid etməyə çalışarkən onlarla alim yaralandı və ya öldü. O, hidrofluor turşusu əldə etdi, lakin ondan yeni maddə - flüorium çıxara bilmədi.
Adı mineralla əlaqələndirilir - hidroflorik turşunun əsası və əsas flüor mənbəyidir. İngiltərədən olan Knox qardaşları və fransalı Gey-Lussac və Tenard da onu elektroliz yolu ilə əldə etməyə çalışıblar. Təcrübələr zamanı öldülər.
Natrium, kalium və kalsiumu kəşf edən Davy, flüorla təmasda olur, zəhərlənir və əlil olur. Daha sonra elmi ictimaiyyət elementin adını dəyişdirdi. Bəs həqiqətən kimya laboratoriyalarından kənarda bu qədər təhlükəlidirmi və nə üçün lazımdır? Bu suallara daha ətraflı cavab verəcəyik.
Flüorun kimyəvi və fiziki xassələri
Flüorüzrə 9-cu yeri tutur. Təbiətdə bir element tək sabit nukliddən ibarətdir. Həyat dövrü müşahidələr və elmi araşdırmalar üçün kifayət edən atomlara belə ad verilir. Çəki flüor atomu– 18 998. Bir molekulda 2 atom var.
Flüor - elementən yüksək elektronmənfiliyi ilə. Bu fenomen bir atomun başqaları ilə əlaqə qurmaq və elektronları özünə cəlb etmək qabiliyyəti ilə əlaqələndirilir. Pauling şkalası üzrə flüor indeksi 4-dür. Bu, 9-cu elementin ən aktiv qeyri-metal kimi şöhrətinə kömək edir. Normal vəziyyətdə, sarımtıl bir qazdır. Zəhərlidir və kəskin qoxuya malikdir - ozon və xlor aromaları arasında bir şey.
Flüor bir maddədir qazlar üçün qeyri-adi dərəcədə aşağı qaynama nöqtəsi ilə - yalnız 188 dərəcə Selsi. Qalan halogenlər, yəni dövri sistemin 7-ci qrupundan olan tipik qeyri-metallar yüksək sürətlə qaynayırlar. Bu, onların bir yarım istiqrazdan məsul olan d-alt səviyyəyə malik olması ilə bağlıdır. Flüor molekulu biri yoxdur.
Flüorun aktivliyi digər elementlərlə mümkün reaksiyaların sayında və təbiətində ifadə edilir. Onların əksəriyyəti ilə əlaqə yanma və partlayışlarla müşayiət olunur. Hidrogenlə təmasda, hətta aşağı temperaturda da alov yaranır. Hətta su flüor atmosferində yanır. Üstəlik, sarımtıl bir qaz olan bir kamerada ən təsirsiz və qiymətli element alovlanır.
Flüor birləşmələri yalnız neon, arqon və helium ilə mümkün deyil. Hər 3 qaz yüngül və təsirsizdir. Qazlardan deyil, flüora həssas deyil. Yalnız yüksək temperaturda reaksiyaların mümkün olduğu bir sıra elementlər var. Bəli, cütlük xlorofluor yalnız 200-250 dərəcə Selsidə qarşılıqlı təsir göstərir.
Flüorun tətbiqi
Ftorsuz Teflon örtüklərə ehtiyac yoxdur. Onların elmi adı tetrafloroetilendir. Birləşmələr üzvi qrupa aiddir və yapışmayan xüsusiyyətlərə malikdir. Əslində, Teflon plastikdir, lakin qeyri-adi dərəcədə ağırdır. Suyun sıxlığı 2 dəfə yüksəkdir - bu, örtünün və onunla birlikdə qabların artıq çəkisinin səbəbidir.
Nüvə sənayesində flüor Bu var əlaqə uran izotoplarının ayrılması prosesi ilə. Alimlər deyirlər ki, 9-cu element olmasaydı, atom elektrik stansiyaları da olmazdı. Onlar üçün yanacaq kimi yalnız hər hansı bir uran deyil, onun izotoplarının yalnız bir neçəsi, xüsusən 235-i var. Ayırma üsulları qazlar və uçucu mayelər üçün nəzərdə tutulmuşdur.
Ancaq uran 3500 dərəcə Selsidə qaynayır. Sütunlar və sentrifuqalar üçün hansı materialların belə istiyə tab gətirəcəyi bəlli deyil. Xoşbəxtlikdən, yalnız 57 dərəcədə qaynayan uçucu uran heksaflorid var. Məhz bundan metal fraksiya təcrid olunur.
Flüor oksidləşməsi, daha dəqiq desək, onun raket yanacağının oksidləşməsi aviasiya sənayesinin mühüm elementidir. Onda faydalı olan qaz elementi deyil, mayedir. Bu vəziyyətdə flüor parlaq sarıya çevrilir və ən reaktivdir.
Metallurgiyada standart qazdan istifadə olunur. Florid formuluçevrilir. Element alüminium istehsalı üçün lazım olan birləşməyə daxildir. Elektroliz yolu ilə istehsal olunur. Heksafluoroalüminatın iştirak etdiyi yer budur.
Bağlantı optikada faydalıdır maqnezium flüor, yəni flüor. Vakuum ultrabənövşəyidən infraqırmızı radiasiyaya qədər işıq dalğaları diapazonunda şəffafdır. Burada xüsusi optik alətlər üçün linzalar və prizmalarla əlaqə yaranır.
9-cu element həkimlər, xüsusən də diş həkimləri tərəfindən də diqqət çəkdi. Onlar dişlərdə 0,02% flüor aşkar ediblər. Sonra məlum oldu ki, maddə qıtlığı olan bölgələrdə kariyesə daha çox rast gəlinir.
ehtiva edir suda flüor, bədənə daxil olduğu yerdən. Qıt ərazilərdə elementi suya süni şəkildə əlavə etməyə başladılar. Vəziyyət yaxşılaşıb. Buna görə də yaradılmışdır florid pastası.
Dişlərdə florid emaye fluoroza səbəb ola bilər - qaralma, toxumaların ləkələnməsi. Bu, elementin həddindən artıq çoxluğunun nəticəsidir. Buna görə normal su tərkibi olan bölgələrdə seçmək daha yaxşıdır florid olmayan diş pastası. Qida məhsullarında onun tərkibinə də nəzarət etmək lazımdır. Hətta flüorlu süd də var. Dəniz məhsullarını zənginləşdirməyə ehtiyac yoxdur, artıq 9-cu elementin çoxunu ehtiva edir.
Ftorsuz makaron– dişlərin vəziyyəti ilə bağlı seçim. Amma tibbdə elementə təkcə stomatologiya sahəsində ehtiyac yoxdur. Flüorid preparatları tiroid bezi ilə bağlı problemlər, məsələn, Graves xəstəliyi üçün təyin edilir. Buna qarşı mübarizədə aparıcı rolu cütlük oynayır ftor-yod.
Xroniki şəkərli diabet xəstələri üçün 9-cu elementi olan dərmanlar lazımdır. Qlaukoma və xərçəng də müalicə olunan xəstəliklər siyahısındadır ftorid. Necə oksigen maddə bəzən bronxial xəstəliklər və revmatik diaqnozlar üçün tələb olunur.
Flüorun çıxarılması
Flüor hasil edilir hamısı elementi açmağa kömək edən eyni şəkildə. Bir sıra ölümlərdən sonra alimlərdən biri nəinki sağ qalmağı, həm də az miqdarda sarımtıl qaz buraxmağı bacarıb. Dəfnələr Henri Moissan oldu. Fransız kəşfinə görə Nobel mükafatına layiq görülüb. 1906-cı ildə buraxılmışdır.
Moissan elektroliz üsulundan istifadə etdi. Dumandan zəhərlənməmək üçün kimyaçı reaksiyanı polad elektrikləşdiricidə həyata keçirib. Bu cihaz bu gün də istifadə olunur. Tərkibində turş kalium florid.
Proses 100 dərəcə Selsi temperaturunda baş verir. Katod poladdan hazırlanmışdır. Quraşdırmadakı anod karbondur. Sistemin sıxlığını qorumaq vacibdir, çünki flüor buxarı zəhərli.
Laboratoriyalar möhkəmlik üçün xüsusi tıxaclar alırlar. Onların tərkibi: kalsium flüorid. Laboratoriya qurğusu iki mis qabdan ibarətdir. Birincisi ərimə ilə doldurulur, ikincisi içinə batırılır. Daxili gəminin dibində bir deşik var. Oradan bir nikel anod keçir.
Katod birinci qaba yerləşdirilir. Borular cihazdan uzanır. Birindən hidrogen, ikincisindən flüor ayrılır. Sızdırmazlığı qorumaq üçün yalnız tıxaclar və kalsium florid kifayət deyil. Yağlamaya da ehtiyacınız var. Onun rolunu qliserin və ya oksid oynayır.
9-cu elementi əldə etmək üçün laboratoriya üsulu yalnız tədris nümayişləri üçün istifadə olunur. Texnologiyanın praktik tətbiqi yoxdur. Bununla belə, onun mövcudluğu elektroliz olmadan da etmək mümkün olduğunu sübut edir. Bununla belə, bu lazım deyil.
Flüorun qiyməti
Flüor üçün heç bir xərc yoxdur. Dövri cədvəlin 9-cu elementini ehtiva edən məhsullar üçün qiymətlər artıq müəyyən edilib. Diş pastaları, məsələn, adətən 40 ilə 350 rubl arasında dəyişir. Dərmanlar da ucuz və bahadır. Hamısı istehsalçıdan və bazarda digər şirkətlərin oxşar məhsullarının mövcudluğundan asılıdır.
O ki qaldı flüor qiymətləri sağlamlıq üçün, yəqin ki, yüksək ola bilər. Element zəhərlidir. Onu idarə etmək ehtiyatlılıq tələb edir. Flüor faydalı və hətta müalicəvi ola bilər.
Ancaq bunun üçün maddə haqqında çox şey bilmək, onun davranışını proqnozlaşdırmaq və əlbəttə ki, mütəxəssislərlə məsləhətləşmək lazımdır. Flüor yer üzündə yayılma baxımından 13-cü yerdədir. Şeytanın çoxluğu adlanan rəqəmin özü sizi elementlə diqqətli olmağa məcbur edir.
(köhnəlmiş təsnifata görə - VII qrupun əsas yarımqrupunun elementi), ikinci dövr, atom nömrəsi 9. F simvolu ilə işarələnir (lat. Fluorum). Flüor son dərəcə reaktiv qeyri-metal və ən güclü oksidləşdirici maddədir; halogen qrupundan ən yüngül elementdir. Sadə flüor maddəsi (CAS nömrəsi: 7782-41-4) normal şəraitdə ozon və ya xloru xatırladan kəskin qoxusu olan solğun sarı rəngli diatomik qazdır (formula F 2). Çox zəhərli.
Hekayə
İlk flüor birləşməsi - flüorit (fluorspat) CaF 2 - 15-ci əsrin sonunda "flüor" adı ilə təsvir edilmişdir. 1771-ci ildə Karl Scheele hidroflorik turşu əldə etdi.
Hidrofluor turşusunun atomlarından biri olaraq, flüor elementi 1810-cu ildə proqnozlaşdırıldı və yalnız 76 il sonra Henri Moissan tərəfindən 1886-cı ildə turşulu kalium flüorid KHF 2 qarışığı olan maye susuz hidrogen ftoridinin elektrolizi yolu ilə sərbəst formada təcrid edildi.
adının mənşəyi
1810-cu ildə Andre Ampère tərəfindən təklif edilən "flüor" (qədim yunan φθόρος - məhv olmaqdan) adı rus və bəzi digər dillərdə istifadə olunur; bir çox ölkələrdə əriməni azaltmaq üçün flüor birləşməsinin, flüoritin (CaF 2) xassəsinə görə, latın "fluorum" (bu da öz növbəsində fluere - "axmaq" sözündən gəlir) alınan adlar qəbul edilir. filiz nöqtəsi və ərimənin axıcılığını artırır).
Qəbz
Flüorun alınmasının sənaye üsuluna flüorit filizlərinin çıxarılması və zənginləşdirilməsi, onların konsentratının susuz HF əmələ gəlməsi ilə sulfat turşusu ilə parçalanması və onun elektrolitik parçalanması daxildir.
Laboratoriyada flüor əldə etmək üçün müəyyən birləşmələrin parçalanmasından istifadə olunur, lakin onların hamısı təbiətdə kifayət qədər miqdarda tapılmır və sərbəst flüordan istifadə etməklə əldə edilir.
Fiziki xassələri
Açıq sarı qaz, aşağı konsentrasiyalarda qoxusu həm ozona, həm də xlora bənzəyir, çox aqressiv və zəhərlidir.
Flüorun qeyri-adi dərəcədə aşağı qaynama nöqtəsi (ərimə nöqtəsi) var. Bu, flüorun d-alt səviyyəyə malik olmaması və digər halogenlərdən fərqli olaraq bir yarımlıq əlaqə yaratmaq iqtidarında olmaması ilə bağlıdır (digər halogenlərdə bağ çoxluğu təxminən 1,1-dir).
Kimyəvi xassələri
Ən aktiv qeyri-metal, əlbəttə ki, daha yüksək oksidləşmə vəziyyətində olan flüoridlər və nadir istisnalar istisna olmaqla, demək olar ki, bütün maddələrlə şiddətlə qarşılıqlı təsir göstərir - flüoroplastiklər və onların əksəriyyəti ilə - yanma və partlayış. Bəzi metallar flüorla - Al, Mg, Cu, Ni ilə reaksiyaya mane olan sıx bir flüor filminin meydana gəlməsi səbəbindən otaq temperaturunda flüora davamlıdır. Flüorun hidrogenlə təması hətta çox aşağı temperaturda (-252°C-ə qədər) alovlanma və partlayışa səbəb olur. Hətta su və platin flüor atmosferində yanır:
2F 2 + 2H 2 O → 4HF + O 2
Flüorun formal olaraq azaldıcı agent olduğu reaksiyalara daha yüksək flüoridlərin parçalanması daxildir, məsələn:
2CoF 3 → 2CoF 2 + F 2
MnF 4 → MnF 3 + 1/2 F 2
Flüor həmçinin elektrik boşalmasında oksigeni oksidləşdirərək oksigen flüorid OF 2 və dioksidifluorid O 2 F 2 əmələ gətirir.
Bütün birləşmələrdə flüor -1 oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirir. Flüorun müsbət oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirməsi üçün eksimer molekullarının yaradılması və ya digər ekstremal şərait tələb olunur. Bunun üçün flüor atomlarının süni ionlaşması tələb olunur.
Flüor öz alt qruplarının bütün xüsusiyyətlərinə malikdir, lakin bu, nisbət hissi olmayan bir insana bənzəyir: hər şey həddindən artıq, həddindən artıq artır. Bu, ilk növbədə 9 nömrəli elementin dövri sistemdəki mövqeyi və elektron quruluşu ilə izah olunur. Onun dövri cədvəldəki yeri "qeyri-metal xassələrin qütbü", yuxarı sağ küncdür. Flüorun atom modeli: nüvə yükü 9+, iki elektron daxili qabıqda, yeddisi xarici qabıqda yerləşir. Hər bir atom həmişə sabit vəziyyətə can atır. Bunun üçün o, xarici elektron təbəqəni doldurmalıdır. Bu mənada flüor atomu da istisna deyil. Səkkizinci elektron tutulur və məqsədə nail olunur - "doymuş" xarici qabığı olan bir flüor ionu əmələ gəlir.
Birləşdirilmiş elektronların sayı göstərir ki, flüorun mənfi valentliyi 1-dir; digər halogenlərdən fərqli olaraq müsbət valentlik nümayiş etdirə bilməz.
Flüorun xarici elektron təbəqəsini səkkiz elektron konfiqurasiyaya doldurmaq meyli olduqca güclüdür. Buna görə də qeyri-adi reaktivliyə malikdir və demək olar ki, bütün elementlərlə birləşmələr əmələ gətirir. Bu yaxınlarda, kimyaçıların əksəriyyəti nəcib qazların həqiqi kimyəvi birləşmələr əmələ gətirə bilməyəcəyinə inanırdılar. Ancaq tezliklə altı "təcrid" elementdən üçü təəccüblü dərəcədə aqressiv flüorun hücumuna müqavimət göstərə bilmədi. 1962-ci ildən ftoridlər və onların vasitəsilə kripton, ksenon və radonun digər birləşmələri əldə edilmişdir.
Flüorun reaksiya verməməsi çox çətindir, lakin onun atomlarını birləşmələrdən çıxarmaq çox vaxt asan olmur. Burada başqa bir amil rol oynayır - flüor atomunun və ionunun çox kiçik ölçüləri. Onlar xlordan təxminən bir yarım dəfə, yoddan isə yarısı qədər azdır.
Aydındır ki, halogen atomları nə qədər böyükdürsə, onların bir o qədər az hissəsi molibden atomunun ətrafında yerləşir. Molibdenin mümkün olan maksimum valentliyi yalnız flüor atomları ilə birlikdə həyata keçirilir, kiçik ölçüsü molekulun ən sıx şəkildə "qablaşdırılmasına" imkan verir.
Flüor atomları çox yüksək elektromənfiliyə, yəni elektronları cəlb etmək qabiliyyətinə malikdir: oksigenlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, flüor oksigenin müsbət yüklü olduğu birləşmələr əmələ gətirir. İsti su oksigen əmələ gətirmək üçün flüor axınında yanır. Bu, müstəsna hal deyilmi? Oksigen birdən-birə yanmanın səbəbi deyil, nəticəsi oldu.
Yalnız su deyil, həm də asbest, kərpic və bir çox metal kimi digər adətən yanmayan materiallar da flüor axınında alovlanır. Brom, yod, kükürd, selen, tellur, fosfor, arsen, sürmə, silisium, kömür hətta adi temperaturda ftorda öz-özünə alovlanır və bir qədər qızdırma ilə eyni aqibət kimyəvi passivliyi ilə tanınan nəcib platin metallarının başına gəlir.
Buna görə də flüor adının özü təəccüblü deyil. Yunan dilindən tərcümədə bu söz "məhv etmək" deməkdir.
Flüor yoxsa flüor?
Flüor - dağıdıcı - təəccüblü uyğun bir ad. Bununla belə, 9 nömrəli elementin başqa adı xaricdə daha çox yayılmışdır - fluor, latınca "maye" deməkdir.
Bu ad flüor üçün deyil, onun bəzi birləşmələri üçün daha uyğundur və flüoritdən və ya flüorşpatdan qaynaqlanır - insanın istifadə etdiyi ilk flüor birləşməsidir. Göründüyü kimi, hətta qədim zamanlarda insanlar bu mineralın filizlərin və metallurgiya şlaklarının ərimə temperaturunu azaltmaq qabiliyyətini bilirdilər, lakin təbii olaraq, onun tərkibini bilmirdilər. Bu mineralın əsas komponenti, kimyaçılara hələ də məlum olmayan element fluor adlanırdı.
Bu ad alimlərin beyninə o qədər kök salıb ki, 1816-cı ildə irəli sürülən elementin adının dəyişdirilməsi ilə bağlı məntiqi əsaslandırılmış təklif dəstək tapmadı. Lakin bu illərdə flüor üçün intensiv axtarış aparıldı, flor və onun birləşmələrinin dağıdıcı qabiliyyətini təsdiqləyən çoxlu eksperimental məlumatlar artıq toplanmışdı. Təklifin müəllifləri isə sadəcə hər kəs deyil, o dövrün ən böyük alimləri Andre Amper və Humphry Davy idi. Və yenə də flüor flüor olaraq qaldı.
Qurbanlar? - Yox, qəhrəmanlar
Flüor və flüorit haqqında ilk qeyd 15-ci əsrə aiddir.
18-ci əsrin əvvəllərində. hidrofluor turşusu kəşf edildi - hidrogen floridin sulu məhlulu və 1780-ci ildə məşhur İsveç kimyaçısı Karl Vilhelm Scheele ilk dəfə bu turşunun yeni aktiv elementi ehtiva etdiyini irəli sürdü. Bununla belə, Scheele-nin təxminlərini təsdiqləmək və flüor (və ya flüor) təcrid etmək üçün kimyaçılara 100 ildən çox, müxtəlif ölkələrdən olan bir çox elm adamının bütöv bir əsrlik zəhməti lazım idi.
Bu gün biz bilirik ki, flüor çox zəhərlidir və onunla və onun birləşmələri ilə işləmək böyük diqqət və düşünülmüş qoruyucu tədbirlər tələb edir. Flüorun kəşfçiləri bu barədə yalnız təxmin edə bilirdilər, hətta həmişə deyil. Buna görə də flüorun kəşf tarixi bir çox elm qəhrəmanlarının adı ilə bağlıdır. İngilis kimyaçı qardaşları Tomas və Corc Knoks gümüş və qurğuşun flüoridlərindən flüor almağa çalışdılar. Təcrübələr faciəli şəkildə başa çatdı: Georg Nox əlil oldu, Tomas öldü. Eyni aqibət D.Niklz və P.Layetin başına gəlib. 19-cu əsrin görkəmli kimyaçısı. Turşuların hidrogen nəzəriyyəsinin yaradıcısı, ilk dəfə natrium, kalium, maqnezium, kalsium, stronsium və barium əldə edən, xlorun elementar təbiətini sübut edən Humphry Davy tam dağıdıcı elementin alınması problemini həll edə bilmədi. . Bu təcrübələr zamanı o, zəhərləndi və ağır xəstələndi. J. Gay-Lussac və L. Tenard heç bir ümidverici nəticə əldə etmədən sağlamlıqlarını itirdilər.
A.Lavuazye, M.Faradey, E.Fremi daha uğurlu oldu. Flüor onları "ehtiyat etdi", lakin onlar da müvəffəq olmadılar. 1834-cü ildə Faraday, nəhayət ki, çətin qazı əldə etməyə müvəffəq olduğunu düşünürdü. Lakin o, tezliklə etiraf etməyə məcbur oldu: “Ftorid ala bilmədim. Ciddi təhlillərə məruz qalan fərziyyələrim bir-birinin ardınca puç oldu...” 50 (!) il ərzində bu elm nəhəngi flüor əldə etmək problemini həll etməyə çalışsa da, heç vaxt onun öhdəsindən gələ bilməyib.
Uğursuzluqlar alimləri narahat edirdi, lakin flüorun təcrid olunmasının mövcudluğuna və mümkünlüyünə inam hər yeni təcrübə ilə daha da güclənirdi. Bu, flüor birləşmələrinin artıq məlum olan halogenlərin - xlor, brom və yodun birləşmələri ilə davranış və xassələrində çoxsaylı analogiyalara əsaslanırdı.
Bu yolda bəzi uğurlar da oldu. Elektrolizdən istifadə edərək flüoridlərdən flüor çıxarmağa çalışan Fremi, susuz hidrogen flüorid əldə etməyin yolunu tapdı. Hər bir təcrübə, hətta uğursuz olanlar da, heyrətamiz element haqqında bilik bazasını doldurdu və onun kəşf gününü yaxınlaşdırdı. Və bu gün gəldi. 26 iyun 1886-cı ildə fransız kimyaçısı Henri Moissan susuz hidrogen floridi elektroliz etdi. -23°C temperaturda o, anodda yeni, son dərəcə reaktiv qazlı maddə əldə etdi. Moissan bir neçə qaz qabarcığını toplaya bilib. Bu flüor idi!
Moissan kəşfi haqqında Paris Akademiyasına məlumat verdi. Dərhal bir komissiya yaradıldı, bir neçə gündən sonra hər şeyi öz gözləri ilə görmək üçün Moissanın laboratoriyasına gəlməli idi. Moissan təkrar sınaq üçün diqqətlə hazırlanmışdır. O, ilkin hidrogen flüoridi əlavə təmizləməyə məruz qoydu və... yüksək rütbəli komissiya flüor görmədi. Təcrübə təkrarlanmadı, flüorun sərbəst buraxılması ilə elektroliz müşahidə edilmədi! Qalmaqal?!
Lakin Moissan səbəbi tapa bildi. Məlum oldu ki, hidrogen flüoridin tərkibində olan yalnız kiçik miqdarda kalium ftorid onu elektrik cərəyanının keçiricisi edir. Hidrogen flüoridinin ilk təcrübədə əlavə təmizlənmədən istifadəsi müvəffəqiyyəti təmin etdi: çirklər var idi - elektroliz baş verdi. İkinci eksperimentin diqqətlə hazırlanması uğursuzluğa səbəb oldu.
Yenə də şans mütləq Moissanın tərəfində idi. Tezliklə o, flüorun istehsal olunduğu cihazlar üçün ucuz və etibarlı material tapmağı bacardı. Bu problem inadkar element əldə etməkdən az çətin deyildi. Hidrogen flüor və flüor istənilən avadanlıqları məhv etdi. Davy kristal kükürd, kömür, gümüş və platindən hazırlanmış gəmiləri də sınaqdan keçirdi, lakin bütün bu materiallar flüor birləşmələrinin elektrolizi zamanı məhv edildi.
Moissan ilk qram flüorunu iridium-platin ərintisindən hazırlanmış elektrodları olan platin elektrolizatorunda əldə etdi. Təcrübənin aparıldığı temperaturun aşağı olmasına baxmayaraq, hər qram flüor 5-6 q platini “məhv etdi”.
Moissan platin qabı mis ilə əvəz etdi. Əlbəttə ki, mis də flüorun təsirinə həssasdır, lakin alüminium havadan bir oksid filmi ilə qorunduğu kimi, mis də flüordan qarşısıalınmaz bir mis flüor filminin arxasında "gizlənmişdir".
Elektroliz hələ də flüor istehsal etmək üçün praktiki olaraq yeganə üsuldur. 1919-cu ildən bifluorid ərimələri elektrolit kimi istifadə olunur. Müasir elektrolizatorların və elektrodların materialları mis, nikel, polad, qrafitdir. Bütün bunlar 9 nömrəli elementin istehsalını dəfələrlə ucuzlaşdırdı və onu sənaye miqyasında istehsal etməyə imkan verdi. Bununla belə, flüorun alınması prinsipi Davy və Faraday tərəfindən təklif edilən və ilk dəfə Moissan tərəfindən həyata keçirilən prinsiplə eyni qaldı.
Flüor və onun bir çox birləşmələri nəinki böyük nəzəri maraq doğurur, həm də geniş praktik tətbiq tapır. Bir çox flüor birləşmələri var, onların istifadəsi o qədər çox yönlü və genişdir ki, bu elementlə əlaqəli maraqlı hər şeyi danışmaq üçün hətta 100 səhifə kifayət etməyəcəkdir. Buna görə də, hekayəmizdə yalnız sənayemizdə, həyatımızda, gündəlik həyatımızda və hətta sənətimizdə möhkəm şəkildə qurulmuş ən maraqlı flüor birləşmələrini tapa bilərsiniz - birləşmələr olmadan (bunu şişirtmədən demək olar) tərəqqi ağlasığmaz.
Flüor hidrid və... su
Tamamilə dağıdıcı flüor və "dinc" tanış suyun ortaq nələri ola bilər? Görünür - heç nə. Ancaq tələsik nəticələrdən ehtiyat edək. Axı, su oksigen hidrid kimi qəbul edilə bilər və hidrofluorik turşu HF flüor hidridindən başqa bir şey deyil. Beləliklə, biz ən yaxın kimyəvi "qohumlar" ilə - iki güclü oksidləşdirici maddənin hidridləri ilə məşğul oluruq.
Bütün halogenlərin hidridləri məlumdur. Onların xassələri təbii olaraq dəyişir, lakin hidrogen ftorid bir çox cəhətdən digər hidrogen halidlərinə nisbətən suya daha yaxındır. Dielektrik sabitləri müqayisə edin: HF və H 2 O üçün onlar çox yaxındır (83,5 və 80), brom, yod və xlor hidridləri üçün bu xüsusiyyət çox aşağıdır (yalnız 2,9 - 4,6). HF-nin qaynama nöqtəsi +19°C-dir, HI, HBr və HCl isə artıq sıfırdan aşağı temperaturda qaz halına çevrilir.
Təbii flüor birləşmələrindən biri, mineral kriolit əriməyən buz adlanır. Həqiqətən də nəhəng kriolit kristalları buz bloklarına çox bənzəyir.
Elmi fantastika yazıçısı I. A. Efremovun hekayələrindən biri, bütün həyati oksidləşmə proseslərində oksigen deyil, flüorun iştirak etdiyi bir planetin sakinləri ilə kosmosda görüşü təsvir edir. Əgər belə bir planet varsa, onun sakinlərinin susuzluğunu... hidrogen flüoridlə yatırdıqlarına şübhə yoxdur.
Yer üzündə hidrogen flüorid başqa məqsədlərə xidmət edir
Hələ 1670-ci ildə Nürnberq rəssamı Şvanqard florspatı kükürd turşusu ilə qarışdırdı və bu qarışıqla şüşəyə rəsmlər çəkdi. Schwangard onun qarışığının komponentlərinin bir-biri ilə reaksiya verdiyini bilmirdi, lakin reaksiya məhsulunu “çəkdi”. Bu, Şvanqardın kəşfinin həyata keçirilməsinə mane olmadı. Onlar bu gün də istifadə edirlər. Şüşə qaba nazik bir parafin təbəqəsi tətbiq olunur. Rəssam bu təbəqənin üzərində boya çəkir və sonra qabı hidroflorik turşunun məhluluna batırır. Hidrogen floridinə toxunulmayan parafin "zirehinin" çıxarıldığı yerlərdə turşu şüşəni korlayır və dizaynı əbədi olaraq ona həkk olunur. Bu, hidrogen flüoridin ən qədim istifadəsidir, lakin heç bir halda yeganə deyil.
Təkcə onu qeyd etmək kifayətdir ki, hidrogen flüorid istehsalı üzrə ilk sənaye qurğularının yaradılmasından 20 ildən az bir müddət sonra onun ABŞ-da illik istehsalı 125 min tona çatmışdır.Şüşə, qida, neft, nüvə, metallurgiya, kimya, aviasiya, kağız. - bu, hidrogen flüoridin ən çox istifadə olunduğu sənaye sahələrinin tam siyahısı deyil. Hidrogen ftorid bir çox reaksiyaların sürətini dəyişdirməyə qadirdir və müxtəlif kimyəvi çevrilmələr üçün katalizator kimi istifadə olunur. Müasir kimyanın əsas istiqamətlərindən biri reaksiyaların sulu olmayan mühitlərdə aparılmasıdır. Hidrogen florid ən maraqlı və artıq geniş istifadə olunan sulu olmayan həlledici olmuşdur.
Hidrogen florid çox aqressiv və təhlükəli reagentdir, lakin müasir sənayenin bir çox sahələrində əvəzolunmazdır. Buna görə də, onunla işləmə üsulları o qədər təkmilləşdirilmişdir ki, günümüzün səlahiyyətli kimyaçısı üçün hidrogen flüorid, naməlum flüor planetinin sakinləri üçün demək olar ki, təhlükəsiz hala gəldi.
Flüorun çatışmazlığı aşkar olunan yerlərdə suya süni şəkildə əlavə edilməsi xəstəliyin yeni hallarının aradan qaldırılmasına və xəstə insanlarda kariyesin azalmasına səbəb olur. Dərhal rezervasiya edək - suda çox miqdarda flüor kəskin xəstəliyə səbəb olur - fluoroz (xallı emaye). Təbabətin əbədi dilemması: böyük dozalar zəhərdir, kiçik dozalar dərmandır.
Bir çox yerlərdə suyun süni florlaşdırılması üçün qurğular tikilib. Uşaqlarda kariyesin qarşısının alınmasının bu üsulu xüsusilə təsirlidir. Buna görə də bəzi ölkələrdə flüor birləşmələri (son dərəcə kiçik dozalarda) əlavə edilir. süd.
Flüorun canlı hüceyrənin inkişafı üçün zəruri olduğu və onun fosforla birlikdə heyvan və bitki toxumalarına daxil olduğu bir fərziyyə var.
Flüor müxtəlif dərman preparatlarının sintezində geniş istifadə olunur. Orqanofluor birləşmələri qalxanabənzər vəzin xəstəliklərinin, xüsusilə Qreyves xəstəliyinin, şəkərli diabetin xroniki formalarının, bronxial və revmatik xəstəliklərin, qlaukoma və xərçəngin müalicəsində uğurla istifadə olunur. Onlar həmçinin malyariyanın qarşısının alınması və müalicəsi üçün faydalıdır və streptokok və stafilokok infeksiyalarına qarşı yaxşı vasitədir. Bəzi orqanofluor dərmanları etibarlı ağrı kəsiciləridir.
Flüor və həyat - ən böyük inkişafa layiq olan flüor kimyasının bu bölməsidir və gələcək onunla bağlıdır. Florid və ölüm? Bu sahədə işləmək mümkündür və lazımdır, ancaq ölümcül zəhərli maddələr deyil, gəmiricilər və digər kənd təsərrüfatı zərərvericiləri ilə mübarizə aparmaq üçün müxtəlif dərmanlar əldə etmək üçün. Belə tətbiqlərə misal olaraq monofluoroasetik turşu və natrium flüoroasetat daxildir.
İsti yay günündə soyuducudan bir şüşə buz kimi mineral su çıxarmaq necə də gözəldir...
Əksər soyuducularda - həm sənaye, həm də məişət - soyuducu, soyuq əmələ gətirən maddə, orqanofluor mayesi - freondur.
Freonlar ən sadə üzvi birləşmələrin molekullarında hidrogen atomlarını flüor və ya flüor və xlorla əvəz etməklə əldə edilir. Ən sadə karbohidrogen metan CH4-dür. Əgər metanın tərkibindəki bütün hidrogen atomları flüorla əvəz olunarsa, onda tetrafluorometan CF 4 (Freon-14) əmələ gəlir və yalnız iki hidrogen atomu flüor, digər ikisi isə xlorla əvəz olunarsa, onda difluorodixlorometan CF 2 Cl 2 (Freon) əmələ gəlir. -12) əldə edilir.
Ev soyuducularında adətən Freon-12 istifadə olunur. Rəngsiz, suda həll olunmayan və efirə bənzər qoxuya malik yanmaz qazdır. Freon 11 və 12 də kondisioner bölmələrində işləyir. Bütün istifadə olunan soyuducular üçün tərtib edilmiş "zərərlilik şkalası"nda freonlar son yerləri tutur. Onlar "quru buzdan" - bərk karbon qazından daha zərərsizdirlər.
Freonlar son dərəcə sabit və kimyəvi cəhətdən təsirsizdir. Burada, flüoroplastikada olduğu kimi, eyni heyrətamiz hadisə ilə qarşılaşırıq: ən aktiv elementin - flüorun köməyi ilə kimyəvi cəhətdən çox passiv maddələr əldə etmək mümkündür. Xüsusilə oksidləşdirici maddələrin təsirinə davamlıdırlar və bu təəccüblü deyil - bütün bunlardan sonra karbon atomları ən yüksək oksidləşmə vəziyyətindədir. Buna görə də, flüorokarbonlar (və xüsusilə freonlar) hətta təmiz oksigen atmosferində də yanmır. Güclü istiləşmə ilə məhv olur - molekulların parçalanması, lakin oksidləşməsi deyil. Bu xüsusiyyətlər freonlardan bir sıra digər hallarda istifadə etməyə imkan verir: onlar alov mühafizəçiləri, təsirsiz həlledicilər və plastik və sürtkü materiallarının istehsalı üçün aralıq məhsullar kimi istifadə olunur.
İndi minlərlə müxtəlif növ üzvi flor birləşmələri məlumdur. Onların bir çoxu müasir texnologiyanın ən mühüm sahələrində istifadə olunur. Freonlarda flüor "soyuq sənaye" üçün işləyir, lakin onun köməyi ilə çox yüksək temperatur əldə etmək mümkündür. Bu rəqəmləri müqayisə edin: oksigen-hidrogen alovunun temperaturu 2800°C, oksigen-asetilen alovu 3500°C-dir, hidrogen ftorda yandıqda isə 3700°C temperatur yaranır. Bu reaksiya artıq metal kəsmək üçün hidrofluorid məşəllərində praktik tətbiq tapmışdır. Bundan əlavə, flüorxloridlər (flüor və xlor birləşmələri), həmçinin azot trifluorid və hidrogen qarışığı üzərində işləyən ocaqlar məlumdur. Sonuncu qarışıq xüsusilə rahatdır, çünki azot triflorid avadanlıqların korroziyasına səbəb olmur. Təbii ki, bütün bu reaksiyalarda flüor və onun birləşmələri oksidləşdirici maddə rolunu oynayır. Onlar həmçinin maye reaktiv mühərriklərdə oksidləşdirici kimi istifadə edilə bilər. Flüor və onun birləşmələri ilə reaksiyanın lehinə çox şey danışır. Daha yüksək bir temperatur inkişaf edir, bu da yanma kamerasındakı təzyiqin daha çox olacağını və reaktiv mühərrikin itələnməsinin artacağını göstərir. Bu cür reaksiyalar nəticəsində bərk yanma məhsulları əmələ gəlmir, yəni bu halda həm də burunların tıxanması və mühərrikin qırılması təhlükəsi yoxdur.
Lakin flüor raket yanacağının tərkib hissəsi kimi bir sıra böyük çatışmazlıqlara malikdir. Çox zəhərli, aşındırıcıdır və çox aşağı qaynama nöqtəsinə malikdir. Onu maye halında saxlamaq digər qazlara nisbətən daha çətindir. Buna görə də burada oksigen və halogenlərlə flüor birləşmələri daha məqbuldur.
Bu birləşmələrin bəziləri oksidləşdirici xassələrinə görə maye flüordan geri qalmır, lakin böyük üstünlüyə malikdir: normal şəraitdə onlar ya maye, ya da asanlıqla mayeləşdirilmiş qazlardır.