Фтор

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

F	9
18,9984
2s22p5
Фтор

Фтор (F) — химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, относится к галогенам, атомный номер 9, при нормальных условиях — газ бледно-жёлтого цвета с резким запахом, напоминающим озон или хлор.

Содержание 1 История 1.1 Происхождение названия 2 Получение 3 Физические свойства 4 Химические свойства 5 Хранение 6 Применение 6.1 Соединения фтора в ракетной технике 6.2 Соединения фтора в медицине 7 Изотопы 8 См. также 9 Ссылки

[править] История

Первое соединение фтора — флюорит (плавиковый шпат) CaF₂ — описано в конце XV века под названием «флюор». В 1771 году Карл Шееле получил плавиковую кислоту. Свободный фтор выделил Анри Муассан в 1886 году электролизом жидкого безводного фтористого водорода, содержащего примесь кислого фторида калия KHF₂.

[править] Происхождение названия

Название «фтор» (от греч. φθόρος — разрушение), предложенное Андре Ампером в 1810 году, употребляется в русском и некоторых других языках; во многих странах приняты названия, производные от латинского «Fluor» (которое происходит, в свою очередь, от fluere — «течь», по свойству соединения фтора, флюорита (CaF₂), понижать температуру плавления руды и увеличивать текучесть расплава).

[править] Получение

Источником для производства фтора служит фтористый водород HF, получающийся в основном либо при действии серной кислоты H₂SO₄ на флюорит CaF₂, либо при переработке апатитов и фосфоритов.

Производство фтора осуществляется электролизом расплава кислого фторида калия КF·3НF, который образуется при насыщении расплава КF фтористым водородом до содержания 40—41 % HF.

В 1986 году, во время подготовки к конференции по поводу празднования 100-летия открытия фтора, Карл Кристе открыл способ чисто химического получения фтора с использованием реакции во фтороводородном растворе K₂MnF₆ и SbF₅ при 150 °C:[ссылка?]

K₂MnF₆ + 2SbF₅ → 2KSbF₆ + MnF₃ + ½F₂ Хотя этот синтез не имеет практического применения, он демонстрирует, что электролиз необязателен.

[править] Физические свойства

Слабо светло-зеленоватый газ, в малых концентрациях запах напоминает хлор, очень агрессивен и ядовит.

[править] Химические свойства

Самый активный неметалл, бурно взаимодействует почти со всеми веществами (редкие исключения — фторопласты), и с большинством из них — с горением и взрывом. В атмосфере фтора горят даже вода и платина. К реакциям, в которых фтор формально является восстановителем, относятся реакции разложения высших фторидов, например:
XeF₈ => XeF₆ + F₂
MnF₄ => MnF₃ + 1/2 F₂

[править] Хранение

Фтор хранят в газообразном состоянии (под давлением) и в жидком виде (при охлаждении жидким азотом) в аппаратах из никеля и сплавов на его основе (монель-металл), из меди, алюминия и его сплавов, латуни, нержавеющей стали.

[править] Применение

Газообразный фтор служит для фторирования UF₄ в UF₆, применяемого для разделения изотопов урана, а также для получения трёхфтористого хлора ClF₃ (фторирующий агент и мощный окислитель ракетного топлива), шестифтористой серы SF₆ (газообразный изолятор в электротехнической промышленности), фторидов металлов (например, W и V).

[править] Соединения фтора в ракетной технике

В качестве окислителей для жидкостных реактивных двигателей, в составе двух и трехкомпонентных топлив получили широкую известность следующие соединения фтора:

Смеси:

• жидкий фтор,
• смесь жидкого фтора и кислорода,
• смесь жидкого фтора и озона (max65%об,О3 — устойчива к детонации).

Соединения с кислородом:

• окись фтора (дифторид кислорода) (в жидком виде и в составе смесей),
• диоксидифторид (в составе смесей),
• триоксидифторид (в составе смесей),
• тетраоксидифторид (в составе смесей).

Соединения с азотом:

• трехфтористый азот,
• дифтордиазин,
• тетрафторгидразин,
• азид фтора (ограниченно в составе смесей),
• дифторамин,
• хлордифторамин,
• нитрозилфторид,
• фторид нитрония,
• фторнитрат,
• дифторид азота.

Соединения с хлором и другими галогенами:

• трехфтористый хлор,
• пентафторид хлора,
• перхлорилфторид,
• фторперхлорат (только в составе смесей!),
• пентафторид брома,
• гептафторид йода.

Соединения с благородными газами:

• дифторид криптона,
• тетрафторид криптона,
• дифторид ксенона,
• тетрафторид ксенона,
• гексафторид ксенона,
• перфторат ксенона,
• фтороокись ксенона.

[править] Соединения фтора в медицине

Несмотря на то, что большинство фтороорганических соединений сильно ядовиты, ряд насыщенных фтороуглеродных соединений абсолютно химически и биологически нейтральны.

Биологическая пасивность таких соединений в совокупности со свойствами хорошо растворять кислород и др. газы дает возможность использовать их в качестве искусственного кровезаменителя с газотранспортной функцией. На сегодняшний день существует ряд препаратов, используемых в качестве кровезаменителей и содержащих перфторуглеродные соединения:

• Fluosol-DA (Green Cross Corp., Japan) — первый коммерческий препарат на основе перфторуглеродных эмульсий. Препарат был воспринят предвзято — обеспечивал удовлетворительную консервацию органов, но недостаточную, как полагали фармакологи и физиологи, газотранспортную эффективность.
• Перфторан — разработанный российскими учеными в 80-х годах XX в. препарат (так же называемый «Голубая кровь»). Перфторан был допущен к клиническому использованию в 1996 г.
• Oxygent (Alliance Pharmaceutical Corp., USA) — американский препарат, который в данный момент проходит клинические испытания.

Кроме того, на основе биологически нейтральных фторорганических соединений изготовляются искусственные сосуды и клапаны для сердца.

Фтор также имеет очень сильно выраженный противокариесный эффект, который объясняется замещением гидроксильной группы (OH-) гидроксиапатита эмали на фтор (F-). Некоторые авторы приводят данные о том, что фтор также подавляет кислотообразующие бактерии. Самым радикальным и эффективным методом считается фторирование воды (до концентрации 1 мг/л), что приводит к снижению кариеса на 30-50 %, а также применяются местные аппликации 1-2% раствором фторида натрия или фторида олова.

Надо учитывать, что высокое количество фтора (больше чем 1 мг/л) может привести к флюорозу. Исследование, проведенное в 1991 году организацией National Toxicology Program, утверждало, что фтор повышает риск возникновения остеосаркомы, что поставил вопрос о целесообразности фторирования воды.

[править] Изотопы

Природный фтор состоит из одного стабильного изотопа, ¹⁹F. Известны 17 радиоактивных изотопов фтора с массовым числом от 14 до 31. Самым долгоживущим из них является ¹⁸F с периодом полураспада 109,8 минуты, важный источник позитронов, использующийся в позитрон-эмиссионной томографии.

[править] См. также

Категория:Соединения фтора

[править] Ссылки

• Фтор на Webelements
• Фтор в Популярной библиотеке химических элементов
• Информация о Перфторане
• Кровезаменитель Перфторан, ВЕСТНИК РАН, 1997, том 67, N 11, с. 998-1013

Периодическая система элементов

H

He

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs

Ba

*

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

Fr

Ra

**

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Uub

Uut

Uuq

Uup

Uuh

Uus

Uuo

*

La

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

**

Ac

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

Это незавершённая статья о химическом элементе. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её.