Fluori është një element kimik (simboli F, numri atomik 9), një jometal që i përket grupit të halogjenëve. Është substanca më aktive dhe elektronegative. Në temperaturë dhe presion normal, molekula e fluorit është një gaz helmues me ngjyrë të verdhë të zbehtë me formulën F2. Ashtu si halogjenët e tjerë, fluori molekular është shumë i rrezikshëm dhe shkakton djegie të rënda kimike në kontakt me lëkurën.
Përdor
Fluori dhe komponimet e tij përdoren gjerësisht, duke përfshirë për prodhimin e produkteve farmaceutike, agrokimikateve, lëndëve djegëse dhe lubrifikantëve dhe tekstileve. Acidi hidrofluorik përdoret për gdhendjen e qelqit, ndërsa plazma e fluorit përdoret për të prodhuar gjysmëpërçues dhe materiale të tjera. Përqendrimet e ulëta të joneve F në pastën e dhëmbëve dhe ujin e pijshëm mund të ndihmojnë në parandalimin e kariesit dentar, ndërsa përqëndrime më të larta gjenden në disa insekticide. Shumë anestetikë të përgjithshëm janë derivate të hidrofluorokarbonit. Izotopi 18F është një burim i pozitroneve për marrjen e mjekësisëImazhe me tomografi me emetim pozitron dhe heksafluoridi i uraniumit përdoret për të ndarë izotopet e uraniumit dhe për të prodhuar uranium të pasuruar për termocentralet bërthamore.
Historia e zbulimit
Mineralet që përmbajnë komponime fluori njiheshin shumë vite përpara izolimit të këtij elementi kimik. Për shembull, minerali fluospar (ose fluorit), i përbërë nga fluori i kalciumit, u përshkrua në 1530 nga George Agricola. Ai vuri re se mund të përdoret si një fluks, një substancë që ndihmon në uljen e pikës së shkrirjes së një metali ose minerali dhe ndihmon në pastrimin e metalit të dëshiruar. Prandaj, fluori mori emrin e tij latin nga fjala fluere ("të rrjedh").
Në vitin 1670, fryrësi i qelqit Heinrich Schwanhard zbuloi se qelqi ishte gdhendur nga veprimi i fluorit të kalciumit (fluorparti) i trajtuar me acid. Carl Scheele dhe shumë studiues të mëvonshëm, duke përfshirë Humphry Davy, Joseph-Louis Gay-Lussac, Antoine Lavoisier, Louis Thénard, eksperimentuan me acidin hidrofluorik (HF), i cili përftohej lehtësisht duke trajtuar CaF me acid sulfurik të koncentruar.
Në fund, u bë e qartë se HF përmbante një element të panjohur më parë. Megjithatë, për shkak të reaktivitetit të tepërt, kjo substancë nuk mund të izolohej për shumë vite. Nuk është vetëm e vështirë të ndahet nga komponimet, por reagon menjëherë me përbërësit e tjerë të tyre. Izolimi i fluorit elementar nga acidi hidrofluorik është jashtëzakonisht i rrezikshëm dhe përpjekjet e hershme verbuan dhe vranë disa shkencëtarë. Këta njerëz u bënë të njohur si "dëshmorëtfluor."
Zbulim dhe prodhim
Më në fund, në 1886, kimisti francez Henri Moissan arriti të izolojë fluorin me elektrolizë të një përzierjeje të fluorideve të kaliumit të shkrirë dhe acidit fluorik. Për këtë ai u nderua me çmimin Nobel në 1906 në Kimi. Qasja e tij elektrolitike vazhdon të përdoret sot për prodhimin industrial të këtij elementi kimik.
Prodhimi i parë në shkallë të gjerë i fluorit filloi gjatë Luftës së Dytë Botërore. Ishte e nevojshme për një nga fazat e krijimit të një bombe atomike si pjesë e Projektit Manhattan. Fluori u përdor për të prodhuar heksafluorid të uraniumit (UF6), i cili nga ana tjetër u përdor për të ndarë dy izotopet 235U dhenga njëri-tjetri 238U. Sot, UF i gaztë6 nevojitet për të prodhuar uranium të pasuruar për energjinë bërthamore.
Vetitë më të rëndësishme të fluorit
Në tabelën periodike, elementi është në krye të grupit 17 (më parë grupi 7A), i cili quhet halogjen. Halogjenë të tjerë përfshijnë klorin, bromin, jodin dhe astatinën. Përveç kësaj, F është në periudhën e dytë midis oksigjenit dhe neonit.
Fluori i pastër është një gaz gërryes (formula kimike F2) me një erë karakteristike të athët që gjendet në një përqendrim prej 20 nl për litër vëllim. Si elementi më reaktiv dhe elektronegativ nga të gjithë, ai formon lehtësisht komponime me shumicën e tyre. Fluori është shumë reaktiv për të ekzistuar në formë elementare dhe ka të tillëafiniteti me shumicën e materialeve, duke përfshirë silikonin, që nuk mund të përgatitet ose ruhet në enë qelqi. Në ajrin e lagësht, ai reagon me ujin për të formuar acidin hidrofluorik po aq të rrezikshëm.
Fluori, duke ndërvepruar me hidrogjenin, shpërthen edhe në temperatura të ulëta dhe në errësirë. Ai reagon dhunshëm me ujin për të formuar acid fluorik dhe gaz oksigjen. Materiale të ndryshme, duke përfshirë metale të shpërndara imët dhe gota, digjen me një flakë të ndezur në një rrymë fluori të gaztë. Përveç kësaj, ky element kimik formon komponime me gazet fisnike kripton, ksenon dhe radon. Megjithatë, ai nuk reagon drejtpërdrejt me nitrogjenin dhe oksigjenin.
Pavarësisht aktivitetit ekstrem të fluorit, metodat për trajtimin dhe transportimin e tij të sigurt tashmë janë bërë të disponueshme. Elementi mund të ruhet në kontejnerë çeliku ose monel (aliazh i pasur me nikel), pasi në sipërfaqen e këtyre materialeve formohen fluoride, të cilat parandalojnë reagime të mëtejshme.
Fluoridet janë substanca në të cilat fluori është i pranishëm si një jon i ngarkuar negativisht (F-) në kombinim me disa elementë të ngarkuar pozitivisht. Përbërjet e fluorit me metale janë ndër kripërat më të qëndrueshme. Kur treten në ujë, ato ndahen në jone. Forma të tjera të fluorit janë komplekset, për shembull, [FeF4]-, dhe H2F+.
Izotope
Ka shumë izotope të këtij halogjeni, duke filluar nga 14F deri në 31F. Por përbërja izotopike e fluorit përfshin vetëm një prej tyre,19F, i cili përmban 10 neutrone, pasi është i vetmi që është i qëndrueshëm. Izotopi radioaktiv 18F është një burim i vlefshëm i pozitroneve.
Ndikimi biologjik
Fluori në trup gjendet kryesisht në kocka dhe dhëmbë në formën e joneve. Fluorizimi i ujit të pijshëm në një përqendrim më të vogël se një pjesë për milion redukton ndjeshëm incidencën e kariesit - sipas Këshillit Kombëtar të Kërkimeve të Akademisë Kombëtare të Shkencave të Shteteve të Bashkuara. Nga ana tjetër, akumulimi i tepërt i fluorit mund të çojë në fluorozë, e cila manifestohet në dhëmbë lara-lara. Ky efekt zakonisht vërehet në zonat ku përmbajtja e këtij elementi kimik në ujin e pijshëm tejkalon një përqendrim prej 10 ppm.
Fluori elementar dhe kripërat e fluorit janë toksike dhe duhen trajtuar me shumë kujdes. Kontakti me lëkurën ose sytë duhet të shmanget me kujdes. Reagimi me lëkurën prodhon acid hidrofluorik, i cili depërton shpejt në inde dhe reagon me kalciumin në kocka, duke i dëmtuar ato përgjithmonë.
Florin mjedisor
Prodhimi vjetor botëror i mineralit fluorit është rreth 4 milion ton, dhe kapaciteti i përgjithshëm i depozitave të eksploruara është brenda 120 milion ton. Zonat kryesore minerare për këtë mineral janë Meksika, Kina dhe Evropa Perëndimore.
Fluori gjendet natyrshëm në koren e tokës, ku mund të gjendet në shkëmbinj, qymyr dhe argjilë. Fluoridet çlirohen në ajër nga erozioni i tokës nga era. Fluori është elementi i 13-të kimik më i bollshëm në koren e tokës - përmbajtja e tijështë e barabartë me 950 ppm. Në tokë, përqendrimi mesatar i tij është rreth 330 ppm. Fluori i hidrogjenit mund të lëshohet në ajër si rezultat i proceseve të djegies industriale. Fluoridet që janë në ajër përfundojnë duke rënë në tokë ose në ujë. Kur fluori lidhet me grimca shumë të vogla, ai mund të qëndrojë në ajër për periudha të gjata kohore.
Në atmosferë, 0.6 miliarda e këtij elementi kimik është i pranishëm në formën e mjegullës së kripës dhe përbërjeve organike të klorit. Në zonat urbane, përqendrimi arrin 50 pjesë për miliard.
Lidhje
Fluori është një element kimik që formon një gamë të gjerë përbërjesh organike dhe inorganike. Kimistët mund të zëvendësojnë atomet e hidrogjenit me të, duke krijuar kështu shumë substanca të reja. Halogjeni shumë reaktiv formon komponime me gazra fisnikë. Në vitin 1962, Neil Bartlett sintetizoi ksenon heksafluoroplatinat (XePtF6). Janë marrë gjithashtu fluoride kripton dhe radon. Një përbërës tjetër është fluorohidridi i argonit, i cili është i qëndrueshëm vetëm në temperatura jashtëzakonisht të ulëta.
Aplikacione industriale
Në gjendjen e tij atomike dhe molekulare, fluori përdoret për gravimin e plazmës në prodhimin e gjysmëpërçuesve, ekraneve me panele të sheshta dhe sistemeve mikroelektromekanike. Acidi hidrofluorik përdoret për të gdhendur xhamin në llamba dhe produkte të tjera.
Së bashku me disa nga përbërësit e tij, fluori është një komponent i rëndësishëm në prodhimin e produkteve farmaceutike, agrokimikateve, karburanteve dhe lubrifikantëvematerialeve dhe tekstileve. Elementi kimik nevojitet për të prodhuar alkane të halogjenizuara (halone), të cilat, nga ana tjetër, u përdorën gjerësisht në sistemet e ajrit të kondicionuar dhe ftohjes. Më vonë, një përdorim i tillë i klorofluorokarbureve u ndalua sepse ato kontribuojnë në shkatërrimin e shtresës së ozonit në atmosferën e sipërme.
Heksafluoridi i squfurit është një gaz jashtëzakonisht inert, jo toksik që klasifikohet si gaz serrë. Pa fluor, prodhimi i plastikës me fërkim të ulët si Teflon nuk është i mundur. Shumë anestetikë (p.sh. sevofluran, desfluran dhe izofluran) janë derivate të CFC. Heksafluoroaluminat natriumi (kriolit) përdoret në elektrolizën e aluminit.
Përbërjet e fluorit, duke përfshirë NaF, përdoren në pastat e dhëmbëve për të parandaluar prishjen e dhëmbëve. Këto substanca shtohen në ujësjellësin komunal për të siguruar fluorizimin e ujit, megjithatë praktika konsiderohet e diskutueshme për shkak të ndikimit në shëndetin e njeriut. Në përqendrime më të larta, NaF përdoret si insekticid, veçanërisht për kontrollin e kacabuve.
Në të kaluarën, fluoridet përdoreshin për të ulur pikën e shkrirjes së metaleve dhe xeheve dhe për të rritur rrjedhshmërinë e tyre. Fluori është një komponent i rëndësishëm në prodhimin e heksafluoridit të uraniumit, i cili përdoret për të ndarë izotopet e tij. 18F, një izotop radioaktiv me një gjysmë jete prej 110 minutash, lëshon pozitrone dhe përdoret shpesh në tomografinë mjekësore me emetim positron.
Vetitë fizike të fluorit
Karakteristikat themeloreelement kimik si më poshtë:
- Masa atomike 18,9984032 g/mol.
- Konfigurimi elektronik 1s22s22p5..
- Gjendja e oksidimit -1.
- Densiteti 1,7 g/L.
- Pika e shkrirjes 53,53 K.
- Pika e vlimit 85,03 K.
- Kapaciteti i nxehtësisë 31,34 J/(K mol).
