Fluor

A fluor a halogének csoportjába tartozó kémiai elem, a vegyjele F és a rendszáma 9. A fluor két atomos molekulaként fordul elő elemi állapotban (F₂) és a legreaktivabb és a legelektronegativabb az ősszes elemek közül.

Tartalomjegyzék

1 Jellemzői
2 A fluor felfedezése
3 A fluor előfordulása
4 Előállítása
5 Hatása az élővilágra
6 A flor felhasználása

[szerkesztés] Jellemzői

Az elemi fluor egy erősen maró, halvány sárga vagy barnás színű gáz. Erős oxidáló szer és könnyen reagál a legtöbb elemmel, még a nemes gázokkal (krypton, xenon, és radon) is. A hidrogénnel hideg, sötét körülmények között is robbanásszerűen reagál. A nedves levegőben reagál a vízzel; víz gőz, fluor áramban fényes lánggal ég, és az ugyancsak veszélyes hidrogén-fluorid vagy folysav (HF) keletkezik. Nagy reaktivitása miatt a természetben csak vegyületekben fordul elő. Megtámadja a sziliciumoxidot és ezért nem lehet előálitani és tárolni üveg edényekben, ezért speciális védő réteggel (fluorocarbon) ellátott kvarc palackban tárolják. Egyes fémeket (réz, nikkel) nem támadja meg a száraz, hideg fluor gáz, mert a felületen keletkezik egy ellenálló fluorid réteg. Melegítés hatására a fluor reagál a legtöbb fémmel, még az arany és a platina sem tud ellenállni.

[szerkesztés] A fluor felfedezése

A fluor egyik vegyületét a fluoritot mint ércek és salak olvadáspontjának csökkentésére használt adalékot 1530-ban Georgius Agricola megemlíti. Innen ered a fluorit mint folypát elnevezése. 1670-ben Schwanhard feljegyzi hogy az üveg edény melyben fluorit volt tárolva, sav jelenlétében bemaratódott. Karl Scheele és később sok más kutató köztük Humphry Davy, Gay-Lussac, Antoine Lavoisier, kísérleteztek a hidrogén-fluoriddal, amit könnyen állítottak elő folypátból és tömény kénsavból. Rájöttek hogy a hidrogén-fluorid egy ismeretlen elemet tartalmaz, ennek ellenére a fluort, mint vegyi elemet alig 1886-ban állította elő Henri Moissan. Előállítása azért volt olyan nehéz mert azonnal reagál a közegben jelenlevő anyagokkal. Az akkori kutatok nem ismerték fel a folysav veszélyességét és ezért sokan egészségükkel (vakság) vagy életükkel fizettek, és mint a "fluor mártirjai" vannak számontartva. Moissan mukájával kiérdemelte 1906-ban a Nobel-díjat kémiából. Nem tisztázott ha, rövid életért (54 év) nem a fluorral való kísérletezések a felelősek.

[szerkesztés] A fluor előfordulása

A természetben állapotban található. Fontosabb ásványai:

fluorit CaF₂ vagy folypát,
kriolit Na₃(AlF₆),
fluorapatit Ca₅(PO₄)₃.F.

[szerkesztés] Előállítása

Az egyetlen előállítási módszer, amit iparilag is használnak, a kálium-fluorid (KF) száraz hidrogén-fluorid (HF) oldat elektrolízise. Az oldatban a fluor mint diflorid ion van jelen (KHF₂). Az elektrolízist réz vagy nikkel edényekben végzik melyek egyben a katódot képezik és ahol keletkezik a fluor, és a grafit anodnál hidrogén fejlődik. A fluor felfedezésének századik évfordulóján rendezett konferencián Karl Christe bemutatott egy vegyi eljárást (elektrolízis nélkül) a fluor előálítására, de ennek nincs ipari fontossága. A reakció 150 °C-on megy végbe és a száraz folysav a közeg.

$\mathrm{2K_2MnF_6 + 4SbF_6 \Rightarrow 4KSbF_6 + MnF_2 + F_2}\,\!$

[szerkesztés] Hatása az élővilágra

Az elemi fluor, a fluor-hidrogén és a vízben oldódó szervetlen fluoridok, nagyon mérgezők és maró hatásúak. Ezért nagy elővigyázattal kell kezelni és kerülni hogy a bőrre vagy a szembe kerüljenek. Mint említettük a fluor nagyon reaktív és szerves anyaggal érintkezvén, ebből hidrogént von el és hidrogén-fluorid (HF) keletkezik, ez az első lépés a bőr roncsolásában. A keletkezett HF, ellentétben más diszociált savakkal, nincs megállítva a sejt zsír membránja által így mélyebbre hatol, és ez a második és veszélyesebb lépés a bőr roncsolásában. Ezt még fokozza az is hogy az idegvégződések is károsodnak és az első fázisokban az égés fájdalom mentes. A hidrogén-fluor reagálhat a csont kálciumjával és idült csont károsodást okoz. Ennél veszélyesebb, a forgalomban levő kálcium megkötése, ami szívritmus zavart okoz, amit szivstop követhet. Ha egy HF ömlés a bőrfelület 2.5%-át érinti (ez kb. 23 cm²) és nincs azonnal bő vizzel le mosva, a sebesült nyílt, nehezen gyógyuló sebekkel marad, ha sikerül túlélni a balesetet.:S

[szerkesztés] A flor felhasználása

Fluorra, ipari mennyiségben szükség volt az atom bomba kivitelezésénél a második világháború idején. A természetes uránium kis mennyiségben tartalmaz ²³⁵U izotopot ami lánc-reakcióra képes, és nagy mennyiségben ²³⁸U izotópot. Izotópok külön választása elég nehéz művelet, mivel legtőbb tulajdonságuk megegyezik. Uránium esetében előállították az uránium-hexa-fluoridot (UF₆) amit felhevítve elpárologtaták és ezt egy speciális rácson difundáltatták. Az ²³⁵U floridja nagyobb mennyiségben difundál és így „dúsítot urániumot” lehetett előállítani. Az újabb eljárás ugyancsak UF₆ használ, de difuzió helyet a centrifugálást használja.
A félvezető ipar és az új nanotehnologia, használják a fluor plazmát, maratásra
Egyes eljárások használják a hidrogén-fluoridot a matt üveg előállítására (marja az üveget)
Fuorozot polimereket hsználnak mint tapadásgátló bevonatokat: teflon
A höelszivó berendezések még használják a freonokat mint hőszálitó közeget. A freonok az ozon ellenségei és ezért mind kevésbé használják. A freon negatív hatásáért nem a fluor a felelős hanem a klór.
Az egészségügyben a fluor jelen van egyes érzéstelenitökben, antibiotikumokban, gombaölőszerekben, adalékokban egyes fogpasztákban mint fogszuvasodást gátló.
Nagy adagban anátrium-fluoridot mint rovarirtót használták.
A hatvanas években kísérletek folytak a fluor használatára mint rakéta üzemanyag. Mérgező és maró hatása miatt a kutatások abbamaradtak.