ФЛОРИН(лат. Fluorum), F, атомын дугаар 9, атомын масс 18.998403 химийн элемент. Байгалийн фтор нь нэг тогтвортой нуклид 19 F-ээс тогтдог. Гадаад электрон давхаргын тохиргоо нь 2s 2 p 5 байна. Нэгдлүүдийн хувьд энэ нь зөвхөн исэлдэлтийн төлөвийг харуулдаг -1 (валент I). Фтор нь Менделеевийн үелэх системийн элементүүдийн VIIA бүлгийн хоёрдугаар үед байрладаг бөгөөд галогенд хамаарна.
Төвийг сахисан фторын атомын радиус нь 0.064 нм, F ионы радиус нь 0.115 (2), 0.116 (3), 0.117 (4) ба 0.119 (6) нм (зохицуулалтын дугаарын утгыг хаалтанд заасан) . Төвийг сахисан фторын атомын дараалсан иончлолын энерги нь 17.422, 34.987, 62.66, 87.2 ба 114.2 эВ байна. Электрон хамаарал 3.448 eV (бүх элементийн атомуудын дунд хамгийн өндөр). Полингийн хэмжүүрээр фторын цахилгаан сөрөг чанар 4 (бүх элементийн хамгийн өндөр утга) байна. Фтор бол хамгийн идэвхтэй металл биш юм.
Чөлөөт хэлбэрийн хувьд фтор нь хурц, амьсгал давчдах үнэртэй өнгөгүй хий юм.
Үл хөдлөх хөрөнгө:хэвийн нөхцөлд фтор нь хурц үнэртэй хий (нягт 1.693 кг / м3) юм. Буцлах цэг 188.14°С, хайлах цэг 219.62°С. Хатуу төлөвт энэ нь хоёр өөрчлөлтийг үүсгэдэг: а-хайлах цэгээс 227.60°С хүртэл орших хэлбэр ба б- 227.60°С-аас бага температурт тогтвортой хэлбэр.
Бусад галогенүүдийн нэгэн адил фтор нь хоёр атомт F 2 молекул хэлбэрээр байдаг. Молекул дахь цөмийн хоорондын зай 0.14165 нм байна. F2 молекул нь атомуудад хуваагдах энерги багатай байдаг (158 кЖ/моль), энэ нь ялангуяа фторын өндөр реактив чанарыг тодорхойлдог.
Фторын химийн идэвхжил маш өндөр байдаг. Фтор агуулсан бүх элементүүдээс зөвхөн гурван хөнгөн идэвхгүй хий нь фторид үүсгэдэггүй: гели, неон, аргон. Бүх нэгдлүүдэд фтор нь зөвхөн нэг исэлдэлтийн төлөвийг харуулдаг, 1.
Фтор нь олон энгийн, нарийн төвөгтэй бодисуудтай шууд урвалд ордог. Тиймээс, устай харьцах үед фтор түүнтэй урвалд ордог ("ус фторд шатдаг" гэж ихэвчлэн хэлдэг):
2F 2 + 2H 2 O = 4HF + O 2.
Фтор нь устөрөгчтэй (H) энгийн харьцахад тэсрэх урвалд ордог.
H 2 + F 2 = 2HF.
Энэ нь устөрөгчийн хайлуур жоншны хий HF үүсгэдэг бөгөөд энэ нь харьцангуй сул фторын хүчил үүсгэдэг усанд хязгааргүй уусдаг.
Фтор нь ихэнх металл бус бодисуудтай урвалд ордог. Тиймээс фтор нь бал чулуутай урвалд ороход ерөнхий томъёо CF x нэгдлүүд, фтор нь цахиур (Si) фтор SiF 4, бор трифторид BF 3-тай урвалд ороход үүсдэг. Фтор нь хүхэртэй (S) урвалд ороход SF 6 ба SF 4 нэгдлүүд үүсдэг.
Бусад галогентэй олон тооны фторын нэгдлүүдийг мэддэг, жишээлбэл, BrF 3, IF 7, ClF, ClF 3 болон бусад, бром (Br) ба иод (I) нь фторын агаар мандалд ердийн температурт гал авалцдаг ба хлор ( Cl) 200-250°С хүртэл халаахад фтортой харилцан үйлчилнэ.
Заасан идэвхгүй хийүүдээс гадна азот (N), хүчилтөрөгч (O), алмаз, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, нүүрстөрөгчийн дутуу исэл нь фтортой шууд урвалд ордоггүй.
Шууд бусаар азотын трифторид NF 3 ба хүчилтөрөгчийн фторид O 2 F 2 ба OF 2-ийг олж авсан бөгөөд хүчилтөрөгч нь +1 ба +2 исэлдэлтийн хэвийн бус төлөвтэй байдаг.
Фтор нь нүүрсустөрөгчтэй харилцан үйлчлэлцэх үед тэдгээрийг устгах нь янз бүрийн найрлагатай фтор нүүрстөрөгчийн үйлдвэрлэл дагалддаг.
Бага зэрэг халаахад (100-250 ° C) фтор нь мөнгө (Ag), ванади (V), рени (Re), осми (Os) -тай урвалд ордог. Алт (Au), титан (Ti), ниобий (Nb), хром (Cr) болон бусад зарим металлын хувьд 300-350 хэмээс дээш температурт фтортой холбоотой урвал явагдаж эхэлдэг. Фтор нь дэгдэмхий бус (хөнгөн цагаан (Al), төмөр (Fe), зэс (Cu) гэх мэт металлуудтай фтор нь 400-500 хэмээс дээш температурт мэдэгдэхүйц хурдтай урвалд ордог.
Зарим өндөр металлын фторидуудыг, жишээлбэл, ураны гексафторид UF 6-ийг фтор эсвэл BrF 3 гэх мэт фторжуулагч бодисоор доод галогенид үйлчилснээр олж авдаг, жишээлбэл:
UF 4 + F 2 = UF 6
Өмнө дурьдсан гидрофторын хүчил HF нь зөвхөн NaF эсвэл CaF 2 зэрэг дунд зэргийн фторидуудтай төдийгүй NaHF 2, KHF 2 зэрэг хүчиллэг фтор ба гидрофторидуудтай тохирч байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Олон тооны өөр өөр фторын органик нэгдлүүдийг нийлэгжүүлсэн бөгөөд үүнд тетрафторэтиленийн полимер болох алдартай тефлоныг оруулав.
Нээлтийн түүх:Фторыг нээсэн түүх нь хайлуур жонш буюу хайлуур жонштой холбоотой. Энэхүү ашигт малтмалын найрлага нь одоо мэдэгдэж байгаагаар CaF 2 томъёотой тохирч байгаа бөгөөд энэ нь хүний хэрэглэж эхэлсэн анхны фтор агуулсан бодис юм. Эрт дээр үед метал хайлуулах явцад хүдэрт флюорит нэмбэл хүдэр, шаарын хайлах температур буурч, энэ нь процессыг ихээхэн хөнгөвчилдөг гэж тэмдэглэсэн байдаг (иймээс ашигт малтмалын нэр - Латин флуо - урсгалаас).
1771 онд Шведийн химич К.Шээле флюоритыг хүхрийн хүчлээр боловсруулснаар хүчил бэлтгэж, түүнийг "фторын хүчил" гэж нэрлэжээ. Францын эрдэмтэн А.Лавуазье энэхүү хүчилд шинэ химийн элемент агуулагдаж байгаа гэж үзээд түүнийгээ “флюорем” гэж нэрлэхийг санал болгосон (Лавуазье фторын хүчил нь фторын хүчилтөрөгчтэй нэгдэл гэж үздэг. Учир нь Лавуазьегийн хэлснээр бүх хүчлүүд нь хүчилтөрөгч агуулсан байх ёстой) . Гэсэн хэдий ч тэрээр шинэ элементийг тодорхойлж чадаагүй юм.
Шинэ элементийг "флюор" гэж нэрлэсэн нь түүний латин нэрэнд бас тусгагдсан байдаг. Гэвч энэ элементийг чөлөөт хэлбэрээр нь тусгаарлах урт хугацааны оролдлого амжилтгүй болсон. Үүнийг чөлөөт хэлбэрээр авахыг оролдсон олон эрдэмтэд ийм туршилтын үеэр нас барсан эсвэл тахир дутуу болсон. Эдгээр нь Английн химич ах дүү Т, Г.Нокс, Францын Ж.-Л. Гэй-Луссак, Л.Ж.Тенард болон бусад олон хүмүүс. Натри (Na), кали (К), кальци (Са) болон бусад элементүүдийг чөлөөт хэлбэрээр анх олж авсан Г.Дэви өөрөө фторыг электролизээр гарган авах туршилт хийсний үр дүнд хордож, хүндээр өвчилсөн. . Магадгүй, эдгээр бүх бүтэлгүйтлийн сэтгэгдэл дор 1816 онд шинэ элемент болох фтор (Грек хэлнээс phtoros - сүйрэл, үхэл) -ийн хувьд дуу чимээтэй төстэй боловч утгаараа огт өөр нэрийг санал болгосон. Элементийн энэ нэрийг зөвхөн Орос хэлээр хүлээн зөвшөөрдөг бөгөөд Франц, Германчууд фторыг фтор, Британийн фтор гэж нэрлэдэг хэвээр байна.
М.Фарадей шиг гайхалтай эрдэмтэн хүртэл фторыг чөлөөт хэлбэрээр нь авч чадаагүй. Зөвхөн 1886 онд Францын химич А.Муассан шингэн устөрөгчийн хайлуур жоншны ЭМС-ийн электролизийг ашиглан 230С-ийн температурт хөргөж (шингэн нь цахилгаан дамжуулах чанарыг баталгаажуулдаг бага зэрэг калийн фторид KF агуулсан байх ёстой) олж авах боломжтой болсон. анод дахь шинэ, маш идэвхтэй хийн эхний хэсэг . Моиссан анхны туршилтууддаа фторыг үйлдвэрлэхийн тулд цагаан алт (Pt) болон иридиумаас (Ir) хийсэн маш үнэтэй электролизер ашигласан. Түүгээр ч барахгүй фторын нэг грамм нь 6 г хүртэл цагаан алт "идсэн". Хожим нь Moissan зэсийн электролизерийг хамаагүй хямд ашиглаж эхэлсэн. Фтор нь зэс (Cu) -тай урвалд ордог боловч урвал нь фторидын нимгэн хальс үүсгэдэг бөгөөд энэ нь металыг цаашид устгахаас сэргийлдэг.
Баримт бичиг:Фторын үйлдвэрлэлийн эхний шатанд устөрөгчийн фтор HF ялгардаг. Устөрөгчийн хайлуур жонш ба гидрофторын хүчлийг бэлтгэх нь дүрмээр бол фторапатитыг фосфатын бордоо болгон боловсруулахтай хамт явагддаг. Фторапатитыг хүхрийн хүчлээр боловсруулах явцад үүссэн фтор устөрөгчийн хийг дараа нь цуглуулж, шингэрүүлж, электролиз хийхэд ашигладаг. Электролизийг HF ба KF-ийн шингэн хольц (процесс нь 15-20 ° C температурт явагддаг), мөн KH 2 F 3 (70-120 ° -ийн температурт) хайлмал хэлбэрээр хийж болно. C) эсвэл KHF 2-ийн хайлмал (245-310 ° C температурт) . Лабораторид бага хэмжээний чөлөөт фтор бэлтгэхийн тулд та фторыг арилгадаг MnF 4 халаах эсвэл K 2 MnF 6 ба SbF 5 хольцыг халааж болно.
2K 2 MnF 6 + 4SbF 5 = 4KSbF 6 + 2MnF 3 + F 2.
Байгальд хайх:Дэлхийн царцдас дахь фторын агууламж нэлээд өндөр бөгөөд жингийн хувьд 0.095% байдаг (хлор (Cl) бүлгийн хамгийн ойрын фторын аналогиас хамаагүй их). Химийн өндөр идэвхжилтэй тул фтор нь мэдээжийн хэрэг чөлөөт хэлбэрээр байдаггүй. Фторын хамгийн чухал эрдэс нь флюорит (жонш), мөн фторапатит 3Ca 3 (PO 4) 2 ·CaF 2, криолит Na 3 AlF 6 юм. Фтор нь хольцын хувьд олон ашигт малтмалын нэг хэсэг бөгөөд гүний усанд байдаг; далайн усанд 1.3·10 4% фтор.
Хэрэглээ:Фторыг янз бүрийн фтор (SF 6, BF 3, WF 6 болон бусад) үйлдвэрлэхэд фторжуулагч болгон өргөн ашигладаг бөгөөд үүнд ксенон (Xe) ба криптон (Kr) хийн нэгдлүүд орно. Ураны гексафторид UF 6 нь уран (U) изотопуудыг ялгахад ашигладаг. Технологид өргөн хэрэглэгддэг тефлон, бусад фторопластик, фторын резин, фтор агуулсан органик бодис, материалыг үйлдвэрлэхэд, ялангуяа түрэмгий орчин, өндөр температур зэрэгт тэсвэртэй байх шаардлагатай тохиолдолд фторыг ашигладаг.
Фтор(лат. Fluorum), F, Менделеевийн үечилсэн системийн VII бүлгийн химийн элемент нь галоген, атомын дугаар 9, атомын масс 18.998403; хэвийн нөхцөлд (0 ° C; 0.1 Mn / м2, эсвэл 1 кгс / см2) - хурц үнэртэй цайвар шар өнгийн хий.
Байгалийн фтор нь нэг тогтвортой изотопоос бүрддэг 19 F. Хэд хэдэн изотопуудыг зохиомлоор олж авсан, тухайлбал: 16 F хагас задралын хугацаа T ½< 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).
Түүхийн лавлагаа.Анхны фторын нэгдэл болох хайлуур жонш (жонш) CaF 2-ыг 15-р зууны төгсгөлд "флюор" нэрээр тайлбарласан (Латин хэлнээс - урсгал, CaF 2-ийн шинж чанараас шалтгаалан металлургийн үйлдвэрлэлийн наалдамхай шаарыг шингэн болгох. -урсдаг). 1771 онд К.Шээле фторын хүчлийг олж авсан. Чөлөөт фторыг A. Moissan 1886 онд KHF 2 хүчил калийн фторын хольц агуулсан шингэн усгүй фторыг электролизээр ялгаж авчээ.
Фторын хими нь 1930-аад оноос, ялангуяа 1939-45 оны Дэлхийн 2-р дайны үеэр болон дараа нь цөмийн үйлдвэрлэл, пуужингийн технологийн хэрэгцээтэй холбоотойгоор маш хурдан хөгжиж эхэлсэн. 1810 онд А.Амперийн санал болгосон "Фтор" (Грекийн phthoros - сүйрэл, үхэлээс) нэр нь зөвхөн орос хэл дээр хэрэглэгддэг; Олон оронд "флюор" гэсэн нэрийг хүлээн зөвшөөрдөг.
Байгаль дахь фторын тархалт.Дэлхийн царцдас (кларк) дахь фторын дундаж агууламж 6.25·10 -2% масс; хүчиллэг магмын чулуулагт (боржин) 8·10 -2%, үндсэн чулуулагт - 3.7·10 -2%, хэт суурь чулуулагт - 1·10 -2% байна. Фтор нь галт уулын хий, дулааны усанд агуулагддаг. Фторын хамгийн чухал нэгдлүүд нь флюорит, криолит, топаз юм. Нийтдээ 80 гаруй фтор агуулсан эрдэс бодисыг мэддэг. Фторын нэгдлүүд нь апатит, фосфорит болон бусад зүйлд байдаг. Фтор бол биогенийн чухал элемент юм. Дэлхийн түүхэнд биосферт орж буй фторын эх үүсвэр нь галт уулын дэлбэрэлтийн бүтээгдэхүүн (хий гэх мэт) байв.
Фторын физик шинж чанар.Хийн фторын нягт нь 1.693 г/л (0°С ба 0.1 Мн/м2, эсвэл 1 кгс/см2), шингэн - 1.5127 г/см3 (буцлах цэгт); t pl -219.61 ° C; буцлах цэг -188.13 ° C. Фторын молекул нь хоёр атомаас бүрдэнэ (F 2); 1000 ° C-д молекулуудын 50% нь салдаг, диссоциацийн энерги нь ойролцоогоор 155 кЖ/моль (37 ккал/моль) байна. Фтор нь шингэн устөрөгчийн фторд муу уусдаг; уусах чадвар 100 г HF-д -70 ° C-д 2.5 · 10 -3 г, -20 ° C-д 0.4 · 10 -3 г; шингэн хэлбэрээр, шингэн хүчилтөрөгч, озонд хязгааргүй уусдаг.
Фторын химийн шинж чанар.Фторын атомын гаднах электронуудын тохиргоо нь 2s 2 2p 5 байна. Нэгдлүүдийн хувьд энэ нь исэлдэлтийн төлөвийг -1 харуулдаг. Ковалентын атомын радиус нь 0.72Å, ионы радиус нь 1.33Å. Электрон хамаарал 3.62 эВ, иончлолын энерги (F → F+) 17.418 эВ. Электрон хамаарал ба иончлолын энергийн өндөр утгууд нь бусад бүх элементүүдээс хамгийн том нь болох фторын атомын хүчтэй цахилгаан сөрөг чанарыг тайлбарладаг. Фторын өндөр реактив чанар нь фторжуулалтын экзотермик шинж чанарыг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь фторын молекулын диссоциацийн энергийн хэвийн бус бага утга, фторын атомын бусад атомуудтай холбох энергийн их утгуудаар тодорхойлогддог. Шууд фторжуулах нь гинжин механизмтай бөгөөд шаталт, дэлбэрэлтэд амархан хүргэдэг. Фтор нь гелий, неон, аргоноос бусад бүх элементүүдтэй урвалд ордог. Энэ нь бага температурт хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчилж, хүчилтөрөгчийн фторид O 2 F 2, O 3 F 2 болон бусад бодисыг үүсгэдэг. Фторын бусад галогентэй урвалд орох нь экзотермик бөгөөд үүний үр дүнд галоген хоорондын нэгдлүүд үүсдэг. Хлор нь 200-250 "С хүртэл халаахад фтортой харилцан үйлчилж, хлор монофторид ClF ба хлорын трифторид ClF 3 үүснэ. ClF 5 нь бас мэдэгдэж байгаа бөгөөд ClF 3-ыг өндөр температур, 25 Мн/м2 (2250 кгф) даралтад фторжуулах замаар олж авдаг. ) Бром, иод нь ердийн температурт фторын агаар мандалд гал авалцаж, BrF 3, BrF 5, IF 3, IF 2-ыг олж авах боломжтой.Фтор нь криптон, ксенон, радонтой шууд урвалд орж, харгалзах фторыг үүсгэдэг (жишээлбэл, XeF 4). , XeF 6, KrF 2 Ксенон оксифторидууд бас мэдэгдэж байна.
Фторын хүхэртэй харилцан үйлчлэлцэх нь дулаан ялгаруулж, олон тооны хүхрийн фторид үүсэхэд хүргэдэг. Селен ба теллур нь SeF 6 ба TeF 6 өндөр фторидуудыг үүсгэдэг. Фтор ба устөрөгч нь шаталтын үед урвалд ордог; энэ нь устөрөгчийн фторыг үүсгэдэг. Энэ нь гинжин салаалсан радикал урвал юм: HF* + H 2 = HF + H 2 *; H 2 * + F 2 = HF + H + F (энд HF * ба H 2 * нь чичиргээт өдөөгдсөн төлөвт байгаа молекулууд); урвалыг химийн лазерд ашигладаг. Фтор нь зөвхөн цахилгаан цэнэгийн үед азоттой урвалд ордог. Нүүрс нь фтортой харьцахдаа ердийн температурт гал авалцдаг; бал чулуу нь хүчтэй халалтын дор түүнтэй урвалд ордог бөгөөд хатуу бал чулуу хайлуур жонш (CF) X эсвэл хийн перфторкарбонууд CF 4, C 2 F 6 болон бусад бодисууд үүсэх боломжтой. Фтор нь хүйтэнд бор, цахиур, фосфор, хүнцэлтэй урвалд орж, харгалзах фторыг үүсгэдэг.
Фтор нь ихэнх металлуудтай хүчтэй нийлдэг; шүлтлэг ба шүлтлэг шороон металууд нь хүйтэнд фторын агаар мандалд гал авалцдаг, Bi, Sn, Ti, Mo, W - бага зэрэг халаалттай. Hg, Pb, U, V нь тасалгааны температурт фтор, Pt - хар улаан дулааны температурт урвалд ордог. Металл фтортой урвалд ороход ихэвчлэн өндөр фторидууд үүсдэг, жишээ нь UF 6, MoF 6, HgF 2. Зарим металлууд (Fe, Cu, Al, Ni, Mg, Zn) фтортой урвалд орж, фторидын хамгаалалтын хальс үүсгэж, цаашдын урвалаас сэргийлнэ.
Хүйтэнд фтор нь металлын ислүүдтэй харилцан үйлчлэхэд металлын фторид ба хүчилтөрөгч үүсдэг; Металл оксифторид (жишээлбэл, MoO 2 F 2) үүсэх боломжтой. Металл бус ислүүд нь фторыг нэмнэ, жишээлбэл SO 2 + F 2 = SO 2 F 2, эсвэл тэдгээрийн доторх хүчилтөрөгч нь фтороор солигдоно, жишээлбэл SiO 2 + 2F 2 = SiF 4 + O 2. Шил нь фтортой маш удаан урвалд ордог; ус байгаа тохиолдолд урвал хурдан явагдана. Ус нь фтортой харилцан үйлчилдэг: 2H 2 O + 2F 2 = 4HF + O 2; энэ тохиолдолд OF 2 ба устөрөгчийн хэт исэл H 2 O 2 үүсдэг. Азотын исэл NO ба NO 2 нь фторыг хялбархан нэмж, нитрозил фторид FNO ба нитрил фтор FNO 2 үүсгэдэг. Нүүрстөрөгчийн дутуу исэл (II) нь халах үед фтор нэмээд карбонил фторид үүсгэдэг: CO + F 2 = COF 2.
Металлын гидроксид нь фтортой урвалд орж, металл фтор ба хүчилтөрөгч үүсгэдэг, жишээлбэл 2Ba(OH) 2 + 2F 2 = 2BaF 2 + 2H 2 O + O 2. NaOH ба KOH-ийн усан уусмал нь 0°С-т фтортой урвалд орж OF 2 үүснэ.
Металл эсвэл металл бус галогенууд нь хүйтэнд фтортой урвалд ордог бөгөөд фтор нь бүх галогенийг орлодог.
Сульфид, нитрид, карбидууд нь фторжуулдаг. Металл гидрид нь хүйтэнд фторын хамт металл фтор ба HF үүсгэдэг; аммиак (уураар) - N 2 ба HF. Фтор нь хүчилд агуулагдах устөрөгч эсвэл тэдгээрийн давс дахь металыг орлуулдаг, жишээлбэл HNO 3 (эсвэл NaNO 3) + F 2 = FNO 3 + HF (эсвэл NaF); илүү хүнд нөхцөлд фтор нь эдгээр нэгдлүүдээс хүчилтөрөгчийг зайлуулж, хүхрийн фторид үүсгэдэг, жишээ нь Na 2 SO 4 + 2F 2 = 2NaF + SO 2 F 2 + O 2. Шүлт ба шүлтлэг шороон металлын карбонатууд ердийн температурт фтортой урвалд ордог; энэ нь харгалзах фтор, CO 2 ба O 2-ыг үүсгэдэг.
Фтор нь органик бодисуудтай хүчтэй урвалд ордог.
Фторыг олж авах.Фторын үйлдвэрлэлийн эх үүсвэр нь фторын устөрөгч бөгөөд үүнийг голчлон флюорит CaF 2 дээр хүхрийн хүчлийн H 2 SO 4 · үйлчлэлээр эсвэл апатит, фосфоритыг боловсруулах замаар олж авдаг. Фторын үйлдвэрлэлийг KF-(1.8-2.0)HF хүчиллэг калийн хайлмал хайлмалыг электролизийн аргаар явуулдаг бөгөөд энэ нь KF-HF хайлмал нь фтор устөрөгчөөр ханасан 40-41% HF-ийн агууламжтай үед үүсдэг. Электролизерийн материал нь ихэвчлэн ган; электродууд - нүүрстөрөгчийн анод ба ган катод. Электролизийг 95-100 ° C, 9-11 В хүчдэлээр гүйцэтгэдэг; Фторын гүйдлийн гаралт 90-95% хүрдэг. Үүссэн фтор нь 5% хүртэл HF агуулдаг бөгөөд үүнийг хөлдөөж, дараа нь натрийн фтороор шингээж авдаг. Фторыг хийн төлөвт (даралтын дор), шингэн хэлбэрээр (шингэн азотоор хөргөх үед) никель ба түүн дээр суурилсан хайлш (Монел металл), зэс, хөнгөн цагаан, түүний хайлш, гууль, зэвэрдэггүй гангаар хийсэн төхөөрөмжид хадгалдаг.
Фторын хэрэглээ.Хийн фторыг UF 4-ийг UF 6 болгон фторжуулах, ураны изотопыг ялгахад ашигладаг, мөн хлор трифторид ClF 3 (фторжуулагч бодис), хүхрийн гексафторид SF 6 (цахилгаан үйлдвэрлэлийн хийн тусгаарлагч) үйлдвэрлэхэд ашигладаг. металл фторидууд (жишээлбэл, W ба V). Шингэн фтор нь пуужингийн түлшний исэлдүүлэгч бодис юм.
Олон тооны фторын нэгдлүүдийг өргөн ашигладаг - фторын устөрөгч, хөнгөн цагаан хайлуур жонш, цахиурын фторид, фторсульфоны хүчил (уусгагч, катализатор, бүлэг агуулсан органик нэгдлүүдийг үйлдвэрлэх урвалж - SO 2 F), BF 3 (катализатор), фторын органик нэгдлүүд болон бусад.
Аюулгүй байдлын урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээ. Фтор нь хортой, агаарт агуулагдах зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээ нь ойролцоогоор 2·10 -4 мг/л, 1 цагаас илүүгүй хугацаанд өртөхөд зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээ нь 1,5·10 -3 мг/л байна.
Бие дэх фтор.Фтор нь амьтан, ургамлын эдэд байнга ордог; микроэлемент Органик бус нэгдлүүдийн хэлбэрээр энэ нь голчлон амьтан, хүний ясанд байдаг - 100-300 мг / кг; Ялангуяа шүдэнд фтор их байдаг. Далайн амьтдын яс нь хуурай газрын амьтдын ястай харьцуулахад фтороор баялаг байдаг. Энэ нь амьтан, хүний биед голчлон ундны усаар ордог бөгөөд фторын оновчтой агууламж 1-1.5 мг / л байна. Фторын дутагдалтай үед хүн шүд цоорох өвчин, хэрэглээ ихсэх тусам флюороз үүсдэг. Фторын ионуудын өндөр концентраци нь хэд хэдэн ферментийн урвалыг дарангуйлах, мөн биологийн чухал элементүүдийг холбох чадвартай тул аюултай. (P, Ca, Mg болон бусад), бие махбод дахь тэдний тэнцвэрийг алдагдуулдаг. Органик фторын деривативууд нь зөвхөн зарим ургамалд байдаг (жишээлбэл, Өмнөд Африкийн Dichapetalum cymosum). Гол нь бусад ургамал, амьтанд хортой фтор цууны хүчлийн деривативууд юм. Фторын солилцоо ба араг ясны ясны эд, ялангуяа шүд үүсэх хооронд холбоо тогтоогдсон.
Фторын хордлого нь химийн үйлдвэр, фтор агуулсан нэгдлүүдийн нийлэгжилт, фосфатын бордоо үйлдвэрлэх явцад ажилчдын дунд боломжтой байдаг. Фтор нь амьсгалын замыг цочроож, арьсны түлэгдэлт үүсгэдэг. Цочмог хордлогын үед мөгөөрсөн хоолой, гуурсан хоолойн салст бүрхэвч цочрох, нүд, шүлс гоожих, хамраас цус гарах; хүнд тохиолдолд - уушигны хаван, төв мэдрэлийн тогтолцооны гэмтэл болон бусад; архаг тохиолдолд - коньюнктивит, бронхит, уушигны үрэвсэл, пневмосклероз, флюороз. Экзем гэх мэт арьсны гэмтэл нь онцлог шинж чанартай байдаг. Анхны тусламж: нүдийг усаар зайлах, арьсны түлэгдэлтийн үед - 70% -ийн спиртээр услах; амьсгалын замын хордлогын үед - хүчилтөрөгчөөр амьсгалах. Урьдчилан сэргийлэх: аюулгүй байдлын дүрмийг дагаж мөрдөх, тусгай хувцас өмсөх, эрүүл мэндийн үзлэгт тогтмол хамрагдах, кальци, витаминыг хоолны дэглэмд оруулах.
Сүйрэл ба үхэл. Энэ нэрийг Грек хэлнээс ингэж орчуулдаг фтор. Энэ нэр нь түүний нээлтийн түүхтэй холбоотой юм. Шээлийн анх санал болгосон элементийг тусгаарлах гэж оролдсон олон арван эрдэмтэд шархадсан эсвэл нас баржээ. Тэрээр фторын хүчил авсан боловч түүнээс шинэ бодис болох фторыг гаргаж авч чадаагүй юм.
Энэ нэр нь ашигт малтмалтай холбоотой байдаг - фторын хүчил ба гол үндэс фторын эх үүсвэр. Английн ах дүү Нокс, Францын Гей-Люссак, Тенар нар мөн электролизийн аргаар олж авахыг оролдсон. Туршилтын үеэр тэд нас баржээ.
Натри, кали, кальцийг нээсэн Дэви фтортой холбоо тогтоож, хордож, хөгжлийн бэрхшээлтэй болжээ. Дараа нь шинжлэх ухааны нийгэмлэг элементийн нэрийг өөрчилсөн. Гэхдээ энэ нь химийн лабораториос гадуур үнэхээр аюултай юу, яагаад хэрэгтэй вэ? Бид эдгээр асуултуудад цаашид хариулах болно.
Фторын химийн болон физик шинж чанар
Фтор 9-р байр эзэлдэг. Байгалийн хувьд элемент нь нэг тогтвортой нуклидаас тогтдог. Амьдралын мөчлөг нь ажиглалт, шинжлэх ухааны судалгаа хийхэд хангалттай байдаг атомуудыг ингэж нэрлэдэг. Жин фторын атом– 18,998. Нэг молекулд 2 атом байдаг.
Фтор - элементхамгийн их цахилгаан сөрөг нөлөөтэй. Энэ үзэгдэл нь атом бусадтай холбогдож, электронуудыг өөртөө татах чадвартай холбоотой юм. Полингийн хэмжүүрээр фторын индекс 4 байна. Энэ нь 9-р элементийг хамгийн идэвхтэй металл бус гэж алдаршуулахад хувь нэмэр оруулдаг. Хэвийн төлөв байдалд энэ нь шаргал өнгөтэй хий юм. Энэ нь хортой бөгөөд хурц үнэртэй байдаг - озон ба хлорын үнэрийн хооронд байдаг.
Фтор бол бодис юмхий нь хэвийн бус бага буцалгах цэгтэй - ердөө 188 хэм. Үлдсэн галогенууд, өөрөөр хэлбэл үелэх системийн 7-р бүлгийн ердийн бус металлууд өндөр хурдтай буцалгана. Энэ нь тэд нэг ба хагас бондыг хариуцдаг d дэд түвшинтэй байдагтай холбоотой юм. Фторын молекулнэг ч байхгүй.
Фторын идэвхжил нь бусад элементүүдтэй байж болох урвалын тоо, шинж чанараар илэрхийлэгддэг. Тэдний ихэнхтэй нь холбогдох нь шатах, дэлбэрэлт дагалддаг. Устөрөгчтэй харьцахдаа бага температурт ч дөл үүсдэг. Ус хүртэл фторын уур амьсгалд шатдаг. Түүнээс гадна шаргал хийтэй өрөөнд хамгийн идэвхгүй, үнэ цэнэтэй элемент гал авалцдаг.
Фторын нэгдлүүдзөвхөн неон, аргон, гелитэй байх боломжгүй. Бүх 3 хий нь хөнгөн, идэвхгүй байдаг. Хий биш, фторт мэдрэмтгий биш. Зөвхөн өндөр температурт хариу үйлдэл үзүүлэх боломжтой хэд хэдэн элементүүд байдаг. Тийм ээ, хос хлорфторзөвхөн 200-250 хэмд харилцан үйлчилдэг.
Фторын хэрэглээ
Фторгүй Teflon бүрэх шаардлагагүй. Тэдний шинжлэх ухааны нэр нь тетрафторэтилен юм. Нэгдлүүд нь органик бүлэгт хамаарах бөгөөд наалддаггүй шинж чанартай байдаг. Үндсэндээ Teflon бол хуванцар, гэхдээ ер бусын хүнд юм. Усны нягтрал 2 дахин их байдаг - энэ нь бүрэх болон түүнтэй хамт аяга тавагны илүүдэл жингийн шалтгаан юм.
Цөмийн салбарт фторБайгаа холболтураны изотопыг ялгах үйл явцтай . Эрдэмтэд хэрэв 9-р элемент байгаагүй бол атомын цахилгаан станц байхгүй байх байсан гэж ярьдаг. Зөвхөн ямар ч уран нь тэдэнд түлш биш, харин түүний цөөн хэдэн изотопууд, ялангуяа 235 нь л түлш болдог. Салгах аргууд нь хий болон дэгдэмхий шингэнд зориулагдсан.
Гэхдээ уран 3500 хэмд буцалдаг. Багана, центрифугийн ямар материал ийм халуунд тэсвэрлэх нь тодорхойгүй байна. Аз болоход дэгдэмхий ураны гексафторид байдаг бөгөөд энэ нь ердөө 57 градуст буцалдаг. Үүнээс металлын фракц тусгаарлагдсан байдаг.
Фторын исэлдэлт, илүү нарийвчлалтай, пуужингийн түлшийг исэлдүүлэх нь агаарын тээврийн салбарын чухал элемент юм. Энэ нь хийн элемент биш, харин шингэн нь ашигтай байдаг. Энэ төлөвт фтор нь тод шар өнгөтэй болж, хамгийн идэвхтэй байдаг.
Металлургийн хувьд стандарт хий ашигладаг. Фторын томъёохувиргадаг. Элемент нь хөнгөн цагаан үйлдвэрлэхэд шаардлагатай нэгдэлд багтдаг. Үүнийг электролизийн аргаар үйлдвэрлэдэг. Энд гексафтороалюминат оролцдог.
Холболт нь оптикийн хувьд ашигтай байдаг магнийн фтор, өөрөөр хэлбэл фтор. Энэ нь вакуум хэт ягаан туяанаас хэт улаан туяа хүртэлх гэрлийн долгионы мужид тунгалаг байдаг. Мэргэшсэн оптик хэрэгслүүдийн линз ба призмийг холбох нь энд ирдэг.
9-р элементийг эмч нар, ялангуяа шүдний эмч нар анзаарсан. Тэд шүдэнд 0.02% фтор агуулагдаж байгааг илрүүлжээ. Дараа нь бодисын хомсдолтой бүс нутагт шүд цоорох өвчлөл өндөр байдаг нь тогтоогджээ.
Агуулсан усан дахь фтор, биед нэвтэрдэг газраас. Ховор газар нутагт тэд элементийг усанд зохиомлоор нэмж эхлэв. Нөхцөл байдал сайжирсан. Тиймээс үүнийг бий болгосон фторын оо.
Шүдний фторпаалан нь флюороз үүсгэдэг - харанхуйлах, эдийг толбо үүсгэдэг. Энэ нь элементийн хэт элбэг дэлбэг байдлын үр дагавар юм. Тиймээс усны хэвийн найрлагатай бүс нутгуудад сонгох нь дээр фторгүй шүдний оо. Мөн хүнсний бүтээгдэхүүн дэх түүний агуулгыг хянах шаардлагатай. Фторжуулсан сүү хүртэл байдаг. Далайн хоолыг баяжуулах шаардлагагүй, энэ нь 9-р элементийг аль хэдийн агуулдаг.
Фторгүй гоймон– шүдний нөхцөлтэй холбоотой сонголт. Гэхдээ анагаах ухаанд элемент нь зөвхөн шүдний салбарт төдийгүй шаардлагатай байдаг. Фторын бэлдмэлийг бамбай булчирхайтай холбоотой асуудлууд, жишээлбэл, Грейвсийн өвчинд заадаг. Үүний эсрэг тэмцэлд хосууд гол үүрэг гүйцэтгэдэг фтор-иод.
Архаг чихрийн шижин өвчтэй хүмүүст 9-р элемент бүхий эм хэрэгтэй. Глауком, хорт хавдар нь эмчилдэг өвчний жагсаалтад багтдаг фтор. Хэрхэн хүчилтөрөгчЭнэ бодис нь заримдаа гуурсан хоолойн өвчин, хэрх өвчний оношлогоонд шаардлагатай байдаг.
Фторын олборлолт
Фторыг олборлодогбүгд ижил аргаар элементийг нээхэд тусалсан. Цуврал нас барсны дараа эрдэмтдийн нэг нь амьд үлдэж чадсан төдийгүй бага хэмжээний шаргал хий ялгаруулж чадсан юм. Лаврууд Анри Моиссанд очсон. Франц хүн нээлтийнхээ төлөө Нобелийн шагнал хүртжээ. Энэ нь 1906 онд гарсан.
Моиссан электролизийн аргыг ашигласан. Утаанд хордохгүйн тулд химич урвалыг ган цахилгаанжуулагчаар хийсэн. Энэ төхөөрөмжийг өнөөг хүртэл ашиглаж байна. Энэ нь исгэлэн агуулдаг калийн фтор.
Процесс нь 100 градусын температурт явагддаг. Катод нь гангаар хийгдсэн байдаг. Суурилуулалтын анод нь нүүрстөрөгч юм. Системийн битүүмжлэлийг хадгалах нь чухал, учир нь фторын уурхортой.
Лабораториуд битүүмжлэхийн тулд тусгай залгуур худалдаж авдаг. Тэдний найрлага: кальцийн фтор. Лабораторийн төхөөрөмж нь хоёр зэс савнаас бүрдэнэ. Эхнийх нь хайлмалаар дүүргэж, хоёр дахь нь дүрнэ. Дотор сав нь ёроолд нүхтэй байдаг. Түүгээр никель анод дамждаг.
Катодыг эхний саванд хийнэ. Хоолойнууд төхөөрөмжөөс гарч ирдэг. Нэгээс устөрөгч, хоёрдугаарт фтор ялгардаг. Битүүмжлэлийг хадгалахын тулд зөвхөн залгуур болон кальцийн фтор хангалттай биш юм. Та бас тосолгооны материал хэрэгтэй. Үүний үүргийг глицерин эсвэл исэл гүйцэтгэдэг.
9-р элементийг олж авах лабораторийн аргыг зөвхөн боловсролын үзүүлэхэд ашигладаг. Энэ технологи нь практик хэрэглээгүй. Гэсэн хэдий ч түүний оршин тогтнох нь электролизгүйгээр хийх боломжтой гэдгийг баталж байна. Гэсэн хэдий ч энэ нь шаардлагагүй юм.
Фторын үнэ
Фторын хувьд ийм зардал гарахгүй. Тогтмол системийн 9-р элементийг агуулсан бүтээгдэхүүний үнийг аль хэдийн тогтоосон. Жишээлбэл, шүдний оо нь ихэвчлэн 40-350 рубль байдаг. Эм нь бас хямд, үнэтэй байдаг. Энэ бүхэн үйлдвэрлэгч болон зах зээл дээрх бусад компаниудын ижил төстэй бүтээгдэхүүн байгаа эсэхээс хамаарна.
Хувьд фторын үнээрүүл мэндийн хувьд энэ нь өндөр байж магадгүй юм. Элемент нь хортой. Үүнийг зохицуулах нь болгоомжтой байхыг шаарддаг. Фтор нь ашигтай, бүр эдгээх чадвартай.
Гэхдээ үүний тулд та бодисын талаар ихийг мэдэж, түүний зан байдлыг урьдчилан таамаглаж, мэдээжийн хэрэг мэргэжилтнүүдтэй зөвлөлдөх хэрэгтэй. Фтор нь дэлхий дээр тархалтаараа 13-т ордог. Чөтгөрийн хэдэн арван гэж нэрлэгддэг тоо нь таныг элементтэй болгоомжтой байхыг шаарддаг.
(хуучирсан ангиллын дагуу - VII бүлгийн үндсэн дэд бүлгийн элемент), хоёр дахь үе, атомын дугаар 9. F тэмдгээр тэмдэглэгдсэн (лат. Fluorum). Фтор бол маш идэвхтэй металл бус бөгөөд хамгийн хүчтэй исэлдүүлэгч бодис бөгөөд галоген бүлгийн хамгийн хөнгөн элемент юм. Энгийн бодис фтор (CAS дугаар: 7782-41-4) хэвийн нөхцөлд бол озон эсвэл хлорыг санагдуулам хурц үнэртэй цайвар шар өнгөтэй хоёр атомт хий (томьёо F 2) юм. Маш хортой.
Өгүүллэг
Анхны фторын нэгдэл болох хайлуур жонш (жонш) CaF 2-ийг 15-р зууны төгсгөлд "жолуур" нэрээр дүрсэлсэн байдаг. 1771 онд Карл Шееле фторын хүчил гаргаж авсан.
Фторын хүчлийн атомуудын нэг болох фторын элементийг 1810 онд урьдчилан таамаглаж, 76 жилийн дараа 1886 онд Анри Моиссан 1886 онд хүчиллэг калийн фторын KHF 2 хольц агуулсан шингэн устөрөгчийн хайлуур жоншны электролизээр чөлөөт хэлбэрээр нь ялгаж авчээ.
нэрний гарал үүсэл
1810 онд Андре Амперын санал болгосон "фтор" (эртний Грек хэлнээс φθόρος - сүйрэл) нэр нь Орос болон бусад хэл дээр хэрэглэгддэг; Олон оронд хайлалтыг бууруулахын тулд фторын нэгдэл болох флюорит (CaF 2) -ийн шинж чанарын дагуу латин "флюорум" (энэ нь эргээд fluere - "урсдаг" гэсэн үгнээс гаралтай нэрсийг ашигладаг. хүдрийн цэг ба хайлмалын шингэнийг нэмэгдүүлэх).
Баримт
Фторыг олж авах үйлдвэрлэлийн аргад хайлуур жоншны хүдрийг олборлох, баяжуулах, тэдгээрийн баяжмалыг хүхрийн хүчлээр задлах, усгүй HF үүсэх, электролитийн задрал орно.
Лабораторид фторыг олж авахын тулд тодорхой нэгдлүүдийн задралыг ашигладаг боловч тэдгээр нь бүгд байгальд хангалттай хэмжээгээр байдаггүй бөгөөд чөлөөт фтор ашиглан олж авдаг.
Физик шинж чанар
Цайвар шар өнгөтэй хий, бага концентрацитай үнэр нь озон, хлорын аль алиныг нь санагдуулдаг, маш түрэмгий, хортой байдаг.
Фтор нь хэвийн бус бага буцалгах цэгтэй (хайлах цэг). Энэ нь фтор нь d-дэд түвшингүй бөгөөд бусад галогенүүдээс ялгаатай нь нэг ба хагас холбоо үүсгэх чадваргүйтэй холбоотой юм (бусад галогенд бондын үржвэр нь ойролцоогоор 1.1).
Химийн шинж чанар
Хамгийн идэвхтэй металл бус нь мэдээжийн хэрэг өндөр исэлдэлтийн төлөвт байгаа фторууд ба ховор үл хамаарах зүйлүүд болох фторопластикууд ба тэдгээрийн ихэнх нь шаталт, дэлбэрэлтээс бусад бараг бүх бодисуудтай хүчтэй харилцан үйлчилдэг. Зарим металлууд нь фторын нягт хальс үүсгэдэг тул өрөөний температурт фторыг тэсвэрлэдэг бөгөөд энэ нь фторын урвалыг дарангуйлдаг - Al, Mg, Cu, Ni. Фторын устөрөгчтэй холбоо барих нь маш бага температурт (-252 ° C хүртэл) гал авалцаж, дэлбэрэхэд хүргэдэг. Ус, цагаан алт хүртэл фторын уур амьсгалд шатдаг.
2F 2 + 2H 2 O → 4HF + O 2
Фтор нь албан ёсоор бууруулагч бодис болох урвалд илүү өндөр фторидын задрал орно, жишээлбэл:
2CoF 3 → 2CoF 2 + F 2
MnF 4 → MnF 3 + 1/2 F 2
Фтор нь цахилгаан цэнэгийн үед хүчилтөрөгчийг исэлдүүлж, хүчилтөрөгчийн фтор OF 2 ба диоксидифторид O 2 F 2 үүсгэх чадвартай.
Бүх нэгдлүүдэд фтор нь исэлдэлтийн төлөвийг -1 харуулдаг. Фтор нь эерэг исэлдэлтийн төлөвтэй байхын тулд эксимер молекул эсвэл бусад онцгой нөхцөлийг бий болгох шаардлагатай. Энэ нь фторын атомыг зохиомлоор ионжуулахыг шаарддаг.
Фтор нь бусад дэд бүлгүүдийн бүх шинж чанартай байдаг, гэхдээ энэ нь пропорциональ мэдрэмжгүй хүнтэй адил юм: бүх зүйл туйлширч, хязгаар хүртэл нэмэгддэг. Үүнийг үндсэндээ үелэх систем дэх 9-р элементийн байрлал, электрон бүтцээр тайлбарладаг. Үелэх систем дэх түүний байр нь баруун дээд буланд "метал бус шинж чанарын туйл" юм. Фторын атомын загвар: цөмийн цэнэг 9+, хоёр электрон нь дотоод бүрхүүлд, долоо нь гаднах бүрхүүлд байрладаг. Атом бүр тогтвортой төлөв байдалд үргэлж тэмүүлдэг. Үүнийг хийхийн тулд гаднах электрон давхаргыг дүүргэх шаардлагатай. Энэ утгаараа фторын атом нь үл хамаарах зүйл биш юм. Найм дахь электроныг барьж, зорилгодоо хүрэв - "ханасан" гаднах бүрхүүлтэй фторын ион үүсдэг.
Хавсаргасан электронуудын тоо нь фторын сөрөг валент нь 1-; бусад галогенээс ялгаатай нь энэ нь эерэг валентыг харуулж чадахгүй.
Фторын гаднах электрон давхаргыг найман электрон тохиргоонд дүүргэх хандлага маш хүчтэй байдаг. Тиймээс энэ нь ер бусын урвалд ордог бөгөөд бараг бүх элементүүдтэй нэгдлүүд үүсгэдэг. Саяхан ихэнх химичүүд үнэт хий нь жинхэнэ химийн нэгдлүүдийг үүсгэж чадахгүй гэдэгт сайн шалтгаантай итгэдэг байв. Гэсэн хэдий ч удалгүй зургаан "хавчдаг" элементийн гурав нь гайхалтай түрэмгий фторын довтолгоог эсэргүүцэж чадсангүй. 1962 оноос хойш фторидууд болон тэдгээрээр дамжуулан криптон, ксенон, радоны бусад нэгдлүүдийг гаргаж авсан.
Фторыг урвалд оруулахгүй байх нь маш хэцүү боловч нэгдлүүдээс түүний атомыг зайлуулах нь ихэвчлэн тийм ч хялбар биш юм. Өөр нэг хүчин зүйл нь энд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг - фторын атом ба ионы маш бага хэмжээтэй байдаг. Тэдгээр нь хлороос нэг хагас дахин бага, иодоос хоёр дахин бага байдаг.
Галоген атомууд хэдий чинээ том байх тусам тэдгээрийн цөөхөн нь молибдений атомын эргэн тойронд байрладаг нь ойлгомжтой. Молибдений хамгийн их валентийг зөвхөн фторын атомуудтай хослуулан олж авдаг бөгөөд жижиг хэмжээ нь молекулыг хамгийн нягт "савлах" боломжийг олгодог.
Фторын атомууд нь маш өндөр цахилгаан сөрөг нөлөөтэй, өөрөөр хэлбэл электрон татах чадвартай: хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчлэх үед фтор нь хүчилтөрөгч эерэг цэнэгтэй нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Халуун ус нь фторын урсгалд шатаж хүчилтөрөгч үүсгэдэг. Энэ нь онцгой тохиолдол биш гэж үү? Хүчилтөрөгч нь гэнэт шалтгаан биш, харин шаталтын үр дагавар болж хувирав.
Зөвхөн ус төдийгүй асбест, тоосго, олон металл зэрэг ихэвчлэн шатдаггүй материалууд нь фторын урсгалд шатдаг. Бром, иод, хүхэр, селен, теллур, фосфор, хүнцэл, сурьма, цахиур, нүүрс нь ердийн температурт ч гэсэн фторт аяндаа гал авалцдаг бөгөөд бага зэрэг халаахад химийн идэвхгүй чанараараа алдартай цагаан алтны үнэт металлууд ижил хувь тавилантай байдаг.
Тиймээс фторын нэр нь өөрөө гайхмаар зүйл биш юм. Грек хэлнээс орчуулсан энэ үг нь "устгах" гэсэн утгатай.
Фтор эсвэл фтор уу?
Фтор - хор хөнөөлтэй - гайхалтай тохиромжтой нэр. Гэсэн хэдий ч 9-р элементийн өөр нэр нь гадаадад илүү түгээмэл байдаг - флюор нь Латинаар "шингэн" гэсэн утгатай.
Энэ нэр нь фторын хувьд биш, харин түүний зарим нэгдлүүдийн хувьд илүү тохиромжтой бөгөөд хүний хэрэглэдэг анхны фторын нэгдэл болох флюорит эсвэл жоншноос гаралтай. Эрт дээр үед хүмүүс энэ ашигт малтмалын хүдэр, металлургийн шаар хайлах температурыг бууруулах чадварыг мэддэг байсан ч мэдээжийн хэрэг түүний найрлагыг мэддэггүй байв. Энэхүү ашигт малтмалын үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болох химичдэд мэдэгдээгүй элементийг флюор гэж нэрлэдэг байв.
Энэ нэр нь эрдэмтдийн оюун санаанд маш их шингэсэн тул 1816 онд дэвшүүлсэн элементийн нэрийг өөрчлөх логик үндэслэлтэй санал дэмжлэг аваагүй юм. Гэвч эдгээр жилүүдэд жоншны эрэл хайгуул эрчимтэй явагдаж, хайлуур ба түүний нэгдлүүдийн хор хөнөөлийн чадварыг баталгаажуулсан олон туршилтын мэдээлэл аль хэдийн хуримтлагдсан байв. Саналыг зохиогчид нь хэн ч биш, тэр үеийн хамгийн том эрдэмтэд болох Андре Ампер, Хамфри Дэви нар байв. Гэсэн хэдий ч фтор нь фтор хэвээр байв.
Хохирогчид уу? - Үгүй ээ, баатрууд
Хайлуур жонш, хайлуур жоншны тухай анх дурдсан нь 15-р зууны үеэс эхтэй.
18-р зууны эхэн үед. Устөрөгчийн хайлуур жоншны усан уусмалыг нээсэн бөгөөд 1780 онд Шведийн нэрт химич Карл Вильгельм Шееле энэ хүчилд шинэ идэвхтэй элемент агуулагдаж байгааг анх санал болгов. Гэсэн хэдий ч Шеэлийн таамаглалыг баталж, фторыг (эсвэл фторыг) ялгахын тулд химич нарт 100 гаруй жил, өөр өөр орны олон эрдэмтдийн бүтэн зуун жилийн шаргуу хөдөлмөр зарцуулсан.
Өнөөдөр бид фтор нь маш хортой бөгөөд түүн болон түүний нэгдлүүдтэй ажиллах нь маш болгоомжтой, болгоомжтой хамгаалалтын арга хэмжээ шаарддаг гэдгийг бид мэднэ. Фторыг нээсэн хүмүүс энэ талаар зөвхөн таамаглаж чаддаг байсан, тэр ч байтугай үргэлж биш юм. Тиймээс фторыг нээсэн түүх нь шинжлэх ухааны олон баатруудын нэртэй холбоотой байдаг. Английн химич ах дүүс Томас, Жорж Нокс нар мөнгө, хар тугалганы фторидуудаас фтор гаргаж авахыг оролдсон. Туршилтууд эмгэнэлтэй дуусав: Жорж Нокс тахир дутуу болж, Томас нас барав. Д.Никлс, П.Лайет нарт ч ийм хувь тавилан тохиосон. 19-р зууны шилдэг химич. Хүчлийн устөрөгчийн онолыг бүтээгч, натри, кали, магни, кальци, стронций, барийг анх гаргаж авсан, хлорын элементийн шинж чанарыг нотолсон хүн Хамфри Дэви бүх устгагч элементийг олж авах асуудлыг шийдэж чадаагүй юм. . Эдгээр туршилтуудын үеэр тэрээр хордож, хүндээр өвчилсөн. Ж.Гэй-Люссак, Л.Тенард нар ямар ч урам зоригтой үр дүнд хүрч чадалгүй эрүүл мэндээрээ хохирчээ.
А.Лавуазье, М.Фарадей, Э.Фреми нар илүү амжилттай байсан. Фтор тэднийг "хэрвээсэн" боловч тэд бас амжилтанд хүрээгүй. 1834 онд Фарадей эцэст нь баригдашгүй хийг олж авч чадсан гэж боджээ. Гэвч тэр удалгүй "Би фтор авч чадаагүй. Хатуу шинжилгээнд хамрагдсан миний таамаглал ар араасаа унав...” Шинжлэх ухааны энэ аварга 50 (!) жилийн турш фтор авах асуудлыг шийдэх гэж оролдсон боловч хэзээ ч даван туулж чадаагүй.
Бүтэлгүйтэл нь эрдэмтдийг зовоож байсан ч фторыг ялгах боломж, оршин тогтнох чадварт итгэх итгэл шинэ туршилт болгонд улам бүр нэмэгдсээр байв. Энэ нь аль хэдийн мэдэгдэж байсан галоген - хлор, бром, иодын нэгдлүүдтэй фторын нэгдлүүдийн зан байдал, шинж чанарын олон тооны аналоги дээр үндэслэсэн байв.
Энэ замд зарим амжилтууд байсан. Фреми электролиз ашиглан фторыг фтороос гаргаж авахыг оролдохдоо усгүй фторыг устөрөгч үйлдвэрлэх аргыг олсон. Туршлага бүр, тэр ч байтугай бүтэлгүйтсэн ч гэсэн гайхалтай элементийн талаархи мэдлэгийн санг нөхөж, түүнийг нээх өдрийг ойртуулсан. Тэгээд энэ өдөр ирлээ. 1886 оны 6-р сарын 26-нд Францын химич Анри Мойсан усгүй фторын устөрөгчийг электролизжив. -23°С-ийн температурт тэрээр анод дахь шинэ, маш идэвхтэй хийн бодисыг олж авсан. Моиссан хэд хэдэн хийн бөмбөлөг цуглуулж чадсан. Энэ бол фтор байсан!
Мойсан нээлтээ Парисын академид мэдээлэв. Тэр даруй комисс байгуулж, хэдхэн хоногийн дараа Моиссаны лабораторид ирж, бүх зүйлийг өөрийн нүдээр харах ёстой байв. Мойсан давтан туршилтанд анхааралтай бэлтгэсэн. Тэрээр анхны устөрөгчийн хайлуур жоншийг нэмэлт цэвэрлэгээнд хамруулж, ... өндөр албан тушаалын комисс фторыг хараагүй. Туршилтыг дахин гаргаагүй, фтор ялгаруулах электролиз ажиглагдаагүй! Скандал?!
Гэвч Мойсан учрыг нь олж чаджээ. Фтор устөрөгчийн найрлагад агуулагдах бага хэмжээний калийн фтор нь түүнийг цахилгаан дамжуулагч болгодог нь тогтоогджээ. Эхний туршилтанд устөрөгчийн хайлуур жоншийг нэмэлт цэвэршүүлэхгүйгээр ашиглах нь амжилтанд хүрсэн: хольцууд байсан - электролиз явагдсан. Хоёр дахь туршилтыг сайтар бэлдсэн нь бүтэлгүйтлийн шалтгаан болсон.
Гэсэн хэдий ч аз нь Моиссаны талд байсан нь гарцаагүй. Удалгүй тэрээр фтор үйлдвэрлэдэг төхөөрөмжүүдэд хямд, найдвартай материалыг олж чаджээ. Энэ асуудал нь эсэргүүцэгч элемент олж авахаас багагүй хэцүү байсан. Устөрөгчийн фтор, фтор нь ямар ч төхөөрөмжийг устгасан. Дэви мөн талст хүхэр, нүүрс, мөнгө, цагаан алтаар хийсэн савнуудыг туршиж үзсэн боловч эдгээр бүх материалыг фторын нэгдлүүдийн электролизийн явцад устгасан.
Моиссан анхны грамм фторыг иридиум-платин хайлшаар хийсэн электрод бүхий цагаан алтны электролизерт гаргаж авсан. Туршилт хийсэн температур бага байсан ч фторын нэг грамм нь 5-6 г цагаан алтыг "устгав".
Моиссан цагаан алтны савыг зэсээр сольсон. Мэдээжийн хэрэг, зэс нь фторын үйлчлэлд өртөмтгий боловч хөнгөн цагааныг агаараас исэлдүүлэх хальсаар хамгаалдаг шиг зэс нь фтороос "нуугдсан" бөгөөд үүнийг тэсвэрлэх чадваргүй зэсийн фторын хальсан дээр байрлуулжээ.
Электролиз нь фтор үйлдвэрлэх цорын ганц арга зам хэвээр байна. 1919 оноос хойш бифторидын хайлалтыг электролит болгон ашиглаж эхэлсэн. Орчин үеийн электролизер ба электродын материал нь зэс, никель, ган, бал чулуу юм. Энэ бүхэн нь 9-р элементийн үйлдвэрлэлийг хэд дахин хямд болгож, үйлдвэрлэлийн хэмжээнд үйлдвэрлэх боломжтой болгосон. Гэсэн хэдий ч фторыг олж авах зарчим нь Дэви, Фарадей нарын санал болгож, Моиссан анх хэрэгжүүлсэнтэй ижил хэвээр байв.
Фтор ба түүний олон нэгдлүүд нь онолын хувьд ихээхэн сонирхол татаад зогсохгүй практикт өргөн хэрэглэгддэг. Олон тооны фторын нэгдлүүд байдаг бөгөөд тэдгээрийн хэрэглээ нь маш олон талт бөгөөд өргөн цар хүрээтэй тул энэ элементтэй холбоотой сонирхолтой бүх зүйлийн талаар ярихад 100 хуудас ч хангалтгүй байх болно. Тиймээс манай түүхээс та зөвхөн манай үйлдвэр, бидний амьдрал, өдөр тутмын амьдрал, тэр ч байтугай урлагт бат бөх нэвтэрсэн хамгийн сонирхолтой фторын нэгдлүүдийг олж авах болно - үүнгүйгээр (үүнийг хэтрүүлэггүйгээр хэлж болно) ахиц дэвшилд хүргэдэг нэгдлүүд. төсөөлшгүй.
Фторын гидрид ба ... ус
Бүхэл бүтэн хор хөнөөлтэй фтор ба "тайван" танил ус хоёр юугаараа нийтлэг байдаг вэ? Энэ нь юу ч биш юм шиг санагдаж байна. Гэхдээ яаран дүгнэлт хийхээс болгоомжил. Эцсийн эцэст усыг хүчилтөрөгчийн гидрид гэж үзэж болох бөгөөд гидрофторын хүчил HF нь фторын гидридээс өөр зүйл биш юм. Тиймээс бид хамгийн ойрын химийн "хамаатан садан" - хоёр хүчтэй исэлдүүлэгч бодисын гидридтэй харьцаж байна.
Бүх галогенийн гидридийг мэддэг. Тэдний шинж чанар нь байгалийн жамаар өөрчлөгддөг боловч устөрөгчийн хайлуур жонш нь бусад галоген устөрөгчтэй харьцуулахад усанд ойр байдаг. Диэлектрик тогтмолуудыг харьцуулна уу: HF ба H 2 O-ийн хувьд тэдгээр нь маш ойрхон (83.5 ба 80), харин бром, иод, хлорын гидридын хувьд энэ үзүүлэлт хамаагүй бага (зөвхөн 2.9 - 4.6). HF-ийн буцалгах цэг нь +19 ° C байхад HI, HBr, HCl нь тэгээс доош температурт аль хэдийн хийн төлөвт шилждэг.
Байгалийн фторын нэгдлүүдийн нэг болох эрдэс криолитыг хайлдаггүй мөс гэж нэрлэдэг. Үнэн хэрэгтээ асар том криолит талстууд нь мөсөн блокуудтай маш төстэй юм.
Шинжлэх ухааны зөгнөлт зохиолч И.А.Ефремовын түүхүүдийн нэг нь исэлдэлтийн бүх үйл явцад хүчилтөрөгч биш фтор оролцдог гаригийн оршин суугчидтай сансарт уулзсан тухай өгүүлдэг. Хэрэв тийм гараг байдаг бол оршин суугчид нь устөрөгчийн фтороор цангаагаа тайлдаг гэдэгт эргэлзэхгүй байна.
Дэлхий дээр устөрөгчийн фтор нь өөр зорилгоор үйлчилдэг
1670 онд Нюрнбергийн зураач Швангард жоншийг хүхрийн хүчилтэй хольж, энэ хольцоор шилэн дээр зурсан зургуудыг зуржээ. Швангард түүний хольцын бүрэлдэхүүн хэсгүүд өөр хоорондоо урвалд орж байгааг мэдээгүй боловч урвалын бүтээгдэхүүнийг "зурсан". Энэ нь Швангардын нээлтийг хэрэгжүүлэхэд саад болоогүй юм. Тэд үүнийг өнөөг хүртэл ашигладаг. Шилэн саванд парафины нимгэн давхаргыг хэрэглэнэ. Зураач энэ давхаргыг будаж, дараа нь савыг фторын хүчлийн уусмалд дүрнэ. Устөрөгчийн хайлуур жоншны нөлөөнд автдаггүй парафины "хуяг" -ыг арилгаж, хүчил нь шилийг зэврүүлж, загвар нь мөнхөд хэвлэгддэг. Энэ бол устөрөгчийн хайлуур жоншны хамгийн эртний хэрэглээ боловч цорын ганц зүйл биш юм.
Устөрөгчийн хайлуур жоншны үйлдвэрлэлийн анхны үйлдвэрүүд байгуулагдаад 20 гаруй жилийн дараа түүний жилийн үйлдвэрлэл АНУ-д 125 мянган тоннд хүрсэнийг хэлэхэд хангалттай.Шил, хүнс, газрын тос, цөмийн, металлурги, хими, нисэх онгоц, цаас - энэ бол устөрөгчийн хайлуур жоншийг хамгийн өргөн ашигладаг үйлдвэрүүдийн бүрэн жагсаалт биш юм. Устөрөгчийн хайлуур жонш нь олон урвалын хурдыг өөрчлөх чадвартай бөгөөд олон төрлийн химийн хувиргалтуудад катализатор болгон ашигладаг. Орчин үеийн химийн үндсэн чиг хандлагын нэг бол усан бус орчинд урвал явуулах явдал юм. Устөрөгчийн хайлуур жонш нь хамгийн сонирхолтой бөгөөд аль хэдийн өргөн хэрэглэгддэг усан бус уусгагч болжээ.
Устөрөгчийн хайлуур жонш нь маш түрэмгий бөгөөд аюултай урвалж боловч орчин үеийн үйлдвэрлэлийн олон салбарт зайлшгүй шаардлагатай байдаг. Тиймээс түүнтэй харьцах аргууд нь маш боловсронгуй болсон тул орчин үеийн чадварлаг химичүүдийн хувьд фторын устөрөгч нь үл мэдэгдэх фтор гаригийн оршин суугчидтай адил аюулгүй болжээ.
Усны дутагдал илэрсэн газруудад фторыг зохиомлоор нэмэх нь өвчний шинэ тохиолдлыг арилгах, өвчтэй хүмүүсийн шүд цоорох өвчнийг бууруулахад хүргэдэг. Нэн даруй захиалга хийцгээе - усан дахь фторын хэт их хэмжээ нь цочмог өвчин үүсгэдэг - флюороз (толботой паалан). Анагаах ухааны мөнхийн бэрхшээл: их тун нь хор, бага тун нь эм юм.
Олон газарт усыг зохиомлоор фторжуулах байгууламжууд баригдсан. Хүүхдэд цоорох өвчнөөс урьдчилан сэргийлэх энэ арга нь ялангуяа үр дүнтэй байдаг. Тиймээс зарим оронд фторын нэгдлүүдийг (маш бага тунгаар) нэмдэг. сүү.
Фтор нь амьд эсийг хөгжүүлэхэд зайлшгүй шаардлагатай бөгөөд фосфорын хамт амьтан, ургамлын эдэд агуулагддаг гэсэн таамаглал байдаг.
Фторыг янз бүрийн эмийн нийлэгжилтэнд өргөн ашигладаг. Органофторын нэгдлүүдийг бамбай булчирхайн өвчин, ялангуяа Грейвсийн өвчин, чихрийн шижингийн архаг хэлбэр, гуурсан хоолойн болон хэрэх өвчин, глауком, хорт хавдрыг эмчлэхэд амжилттай ашигладаг. Эдгээр нь хумхаа өвчнөөс урьдчилан сэргийлэх, эмчлэхэд тустай бөгөөд стрептококк, стафилококкийн халдварын эсрэг сайн эм юм. Зарим органофторын эм нь найдвартай өвдөлт намдаах эм юм.
Фтор ба амьдрал - энэ бол фторын химийн энэ хэсэг бөгөөд хамгийн их хөгжих ёстой бөгөөд ирээдүй нь үүнтэй холбоотой юм. Фтор ба үхэл үү? Энэ чиглэлээр ажиллах боломжтой бөгөөд шаардлагатай, гэхдээ үхлийн аюултай хорт бодис биш, харин мэрэгч болон бусад хөдөө аж ахуйн хортон шавьжтай тэмцэх янз бүрийн эмүүдийг олж авахын тулд. Ийм хэрэглээний жишээнд монофтор цууны хүчил ба натрийн фтор ацетат орно.
Зуны халуун өдөр хөргөгчнөөсөө нэг шил мөс шиг хүйтэн рашаан гаргах ямар сайхан гээч...
Ихэнх хөргөгчинд - үйлдвэрлэлийн болон ахуйн аль алинд нь хөргөгч, хүйтэн үүсгэдэг бодис нь фреон-органофторын шингэн юм.
Фреоныг хамгийн энгийн органик нэгдлүүдийн молекул дахь устөрөгчийн атомыг фтор эсвэл фтор, хлороор солих замаар олж авдаг. Хамгийн энгийн нүүрсустөрөгч бол метан CH4 юм. Хэрэв метан дахь бүх устөрөгчийн атомууд фтороор солигдвол тетрафторметан CF 4 (Фреон-14) үүснэ, хэрэв зөвхөн хоёр устөрөгчийн атом фтор, нөгөө хоёр нь хлороор солигдвол дифторохлорометан CF 2 Cl 2 (Фреон) үүсдэг. -12) олж авсан.
Гэрийн хөргөгчинд ихэвчлэн Freon-12 ашигладаг. Энэ нь эфиртэй төстэй үнэртэй, өнгөгүй, усанд уусдаггүй, шатдаггүй хий юм. Фреон 11 ба 12 нь агааржуулалтын төхөөрөмжид мөн ажилладаг. Ашигласан бүх хөргөлтийн хувьд эмхэтгэсэн "хор хөнөөлийн хэмжээ" -д фреонууд хамгийн сүүлийн байруудыг эзэлдэг. Эдгээр нь "хуурай мөс" - хатуу нүүрстөрөгчийн давхар ислээс ч илүү хор хөнөөлгүй юм.
Фреонууд нь маш тогтвортой бөгөөд химийн хувьд идэвхгүй байдаг. Энд, фторопластикийн нэгэн адил бид ижил гайхалтай үзэгдэлтэй тулгардаг: хамгийн идэвхтэй элемент болох фторын тусламжтайгаар химийн хувьд маш идэвхгүй бодисыг олж авах боломжтой. Тэд ялангуяа исэлдүүлэгч бодисын нөлөөнд тэсвэртэй байдаг бөгөөд энэ нь гайхмаар зүйл биш юм - эцсийн эцэст тэдний нүүрстөрөгчийн атомууд исэлдэлтийн хамгийн өндөр түвшинд байдаг. Тиймээс фтор нүүрстөрөгч (ялангуяа фреонууд) нь цэвэр хүчилтөрөгчийн уур амьсгалд ч шатдаггүй. Хүчтэй халалтын үед эвдрэл үүсдэг - молекулуудын задрал, харин исэлдэлт биш юм. Эдгээр шинж чанарууд нь фреоныг бусад хэд хэдэн тохиолдолд ашиглах боломжийг олгодог: тэдгээрийг дөл унтраагч, идэвхгүй уусгагч, хуванцар, тосолгооны материал үйлдвэрлэх завсрын бүтээгдэхүүн болгон ашигладаг.
Төрөл бүрийн фторын олон мянган нэгдлүүд одоо мэдэгдэж байна. Тэдний олонх нь орчин үеийн технологийн хамгийн чухал салбаруудад ашиглагддаг. Фреонуудад фтор нь "хүйтэн үйлдвэр" -д ажилладаг боловч түүний тусламжтайгаар маш өндөр температурыг олж авах боломжтой. Эдгээр тоонуудыг харьцуулж үзээрэй: хүчилтөрөгч-устөрөгчийн дөлний температур 2800 ° C, хүчилтөрөгч-ацетилений дөл нь 3500 ° C, фтор дахь устөрөгч шатаах үед 3700 ° C температур үүсдэг. Энэхүү урвал нь метал хайчлах зориулалттай гидрофторидын бамбарт практик хэрэглээг аль хэдийн олсон. Нэмж дурдахад фторхлорид (фтор ба хлорын нэгдлүүд), түүнчлэн азотын трифторид ба устөрөгчийн холимог дээр ажилладаг шарагчдыг мэддэг. Сүүлчийн хольц нь ялангуяа тохиромжтой, учир нь азотын трифторид нь тоног төхөөрөмжийн зэврэлт үүсгэдэггүй. Мэдээжийн хэрэг, эдгээр бүх урвалд фтор ба түүний нэгдлүүд нь исэлдүүлэгч бодисын үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэдгээрийг мөн шингэн тийрэлтэт хөдөлгүүрт исэлдүүлэгч болгон ашиглаж болно. Фтор ба түүний нэгдлүүдтэй холбоотой урвалын талаар олон зүйл ярьдаг. Илүү өндөр температур үүсдэг бөгөөд энэ нь шаталтын камер дахь даралт ихсэж, тийрэлтэт хөдөлгүүрийн хүч нэмэгдэх болно гэсэн үг юм. Ийм урвалын үр дүнд хатуу шаталтын бүтээгдэхүүн үүсдэггүй бөгөөд энэ тохиолдолд цорго бөглөрөх, хөдөлгүүр хагарах аюул байхгүй гэсэн үг юм.
Гэхдээ пуужингийн түлшний бүрэлдэхүүн хэсэг болох фтор нь хэд хэдэн томоохон сул талуудтай. Энэ нь маш хортой, идэмхий, маш бага буцалгах цэгтэй. Бусад хийтэй харьцуулахад шингэн хэлбэрээр хадгалах нь илүү хэцүү байдаг. Тиймээс хүчилтөрөгч, галогентэй фторын нэгдлүүдийг энд илүү хүлээн зөвшөөрдөг.
Эдгээр нэгдлүүдийн зарим нь исэлдүүлэх шинж чанараараа шингэн фтороос дутахгүй боловч асар их давуу талтай: хэвийн нөхцөлд тэдгээр нь шингэн эсвэл амархан шингэрүүлсэн хий юм.