Fluor i jego związki

Fluor 9F 1s²2s²p stanowi zielonożółty gaz skraplający się w bardzo niskich temperaturach na żółtawą ciecz. Jest silnie trujący i odznacza się ostrym, drażniącym zapachem. Jako najbardziej elektroujemny ze wszystkich pierwiastków jest zarazem najbardziej reaktywny spośród nich i łączy się bezpośrednio ze wszystkimi pierwiastkami z wyjątkiem tlenu, azotu, chloru i biernych chemicznych helowców. Działa parząco na skórę ludzką. W następstwie swej wielkiej reaktywności fluor występuje wyłącznie w postaci związków. Stanowi pierwiastek dość pospolity. Do głównych minerałów należą: fluorut CaF2 , jego odmiana itrofluoryt, kriolit Na3AlF6, fluoroapatyt 3 Ca(PO4)2CaF2. Otrzymywane głównie z fluorytu ( Rosja, USA, Niemcy, Anglia, Francja, Polska ( na Dolnym Śląsku ), a w mniejszych ilościachz kriolitu ( Grenlandia, Rosja, USA ). W drobnych ilościach występuje w roślinach, glebie, w kościach i zębach ( jako budulec i wzmacniacz, przez co jest zawarty w pastach do zębów jako CaF2 ) Otrzymywany jest laboratoryjnie i na skalę przemysłową przez elektrolizę stopionego wodorofluorku potasowego KHF2 lub jego roztworu w ciekłym fluorowodorze ( HF ). Katodę stanowi naczynie miedziane, niklowe lub też wykonane ze stopu magnezu z aluminium ( elektron ), zaś anodę – grafit. Elektrolizę prowadzi się w temperaturze około 100˚C przy stosunku KF ( fluorek potasu ) do HF ( fluorowodoru ) równym 1 do 2 lub w temperaturze 240˚C przy stosunku KF do HF równym 1 do 1. Oprócz energicznego reagowania z większością pierwiastków fluor zapala drewno, gumę, rozżarza azbest ( zasadowy krzemian magnezowy ), koroduje powoli nawet szlachetny metal jak platyna. Jednak może być przechowywany w zbiornikach miedzianych lub stalowych dzięki wytwarzaniu się ochronnych warstewek fluorków tych metali na powierzchni naczynia. Fluor energicznie rozkłada wodę z wydzieleniem ozonu i tlenu. Z niemetalami tworzy lotne i nielotne fluorki, stos m.in. do fluorowania. Z wodorem łączy się na fluorowodór HF, którego roztwór wodny stanowi niezbyt mocny kwas fluorowodorowy. Związki fluoru są silnie trujące. W gazowym fluorze zapalają się: siarka, fosfor, krzem, węgiel bezpostaciowy. Fluor odciąga wodór od związków wodorowych innych pierwiastków, rozkłada większość tlenków, wypierając z nich tlen, z którym łączy się na fluorek tlenu OF2 ( odporne są jedynie CO i CO2 ), wypiera chlor, brom i jod z ich soli. W następstwie swej maksymalnej elektroujemności fluor odbiega więc swoim własnościom chemicznym od cięższych halogenów. Stosowany w stanie wolnym oraz w postaci fluorków ( np. ClF, ClF3 JF7 ) do fluorowania związków organicznych i do produkcji wszelkich fluorków. Duże znaczenie mają zwłaszcza pochodne fluorowe niższych alkanów tzw. F r e o n y, stosowane w chłodnictwie oraz jako oleje smarowe i izolacyjne. Szereg związków fluoro-organicznych stanowi bardzo odporne tworzywa sztuczne, na przykład spolimeryzowany fluoroetylen (C2F4)n ( teflon ), środki owadobójcze itp. W postaci florowodoru jest używany do trawienia szkła, porcelany i innych krzemianów, w postaci kriolitu – do produkcji aluminium, emalii, szkła mlecznego, w postaci fluorytu – w hutnictwie ( topnik ),w przemyśle optycznym, stomatologicznym do zwalczania próchnicy zębów, w postaci fluorku sodowego NaF – do zwalczania szkodników, w postaci fluorku boru BF3 oraz HF jako katalizator, a w postaci fluorokrzemianów Me2SiF6 jako środek dezynfekcyjny w browarnictwie.


Fluorek amonowy NH4F; biała substancja krystaliczna o silnym zapachu amoniaku, w temperaturze 40˚C rozkłada się , wydzielając amoniak i przechodząc w kwaśny fluorek amonowy; również w roztworze wodnym rozkłada się. Otrzymywany przez reakcję wodorotlenku amonowego i kwasu fluorowodorowego i następnie krystalizację. Stosowany w analizie chemicznej, metalurgii, galwanotechnice i do trawienia szkła.
Fluorek sodowy NaF; biały krystaliczny proszek, topnieje w temperaturze 988˚C, temperatura wrzenia 1700˚C, włabo rozpuszczalny w wodzie. Otrzymywany przez wprowadzenie fluorowodoru do roztworu wodorotlenku sodowego lub węglanu sodowego. Stosowany do impregnowania drewna, jako środek bakteriobójczy w przemyśle fermentacyjnym.
Fluorek wapniowy CaF2;bezpieczna substancja krystaliczna. Temperatura topnienia 1403˚C, temperatura wrzenia 2500˚C, trudno rozpuszczalny w wodzie. Występuje w przyrodzie w minerale fluorycie. Otrzymywany przez działanie kwasem fluorowodorowym na węglan wapniowy. Stosowany do otrzymywania fluorowodoru, do trawienia szkła, jako składnik emalii.
Fluorkiem wodoru HF, otrzymuje się w przemyśle przez destylację mieszaniny sproszkowanego fluorku wapnia (fluorytu) i stężonego kwasu siarkowego:
CaF2 + H2SO4 ---> 2HF + CaSO4
(fluorek wapnia + kwas siarkowy ( VI ) ---> fluorowodór + siarczan wapnia)

Fluorek potasu KF, jest stosowany jako elektrolit w produkcji fluoru. Sam KF otrzymuje się w przemyśle przez odparowanie mieszaniny węglanu potasu, K2CO3 i ciekłego fluorowodoru:
K2CO3 + 2HF ---> KF + H2CO3
(węglan potasu + fluorowodór ---> fluorek potasu + kwas węglowy)

Fluorki chloru – bezbarwne gazy egzotermincze, bardzo reaktywne ( reagują nawet z tlenkami ( MgO, CaO ) otrzymywane z pierwiastków w temperaturze powyżej 200˚C
Są to: fluorek chloru ClF i powstający wobec nadmiaru fluoru F2, łatwo opuszczający fluor – trójfluorek chloru ClF3.

Fluoboran potasowy KBF4 czterofluoroboran potasowy; białe ciało krystaliczne; temperatura topnienia 529,5˚C trudno rozpuszcza się w wodzie. Otrzymywany jest przez dodanie wodorotlenku potasowego do roztworu kwasu fluoroborowego. Stosowany w metalurgii aluminium i magnez oraz jako topnik przy lutowaniu.