Fluor - ogólna charakterystyka

Fluor ma symbol F, jest to pierwiastek chemiczny należący do grupy VII A w układzie okresowym, liczba atomowa 9, masa atomowa 19,0. W przyrodzie fluor występuje wyłącznie w stanie związanym w minerałach: fluorycie CaF2, kriolicie Na3AlF6, apatycie 3Ca3(PO4)2.CaF2.
Fluor jest otrzymywany w skali przemysłowej przez elektrolizę stopionego KF . HF.
Jego atom ma największe zdolności do przechodzenia w jon fluorkowy F- . Fluor nie występuje w stanie wolnym, ale jego udział w budowie skorupy ziemskiej jest znaczny (0,072%).
Fluor jest gazem o słabym żółtozielonym zabarwieniu i ostrym zapachu.
Ciekły fluor ma gęstość 1,51 g/cm3, temperatura wrzenia − 188,1C
Powyżej dawki dziennej 0,15mg jest silnie trujący. Zatrucia występują w hutach aluminium, fabrykach nawozów sztucznych i kopalniach apatytu.
Fluor wykazuje największą aktywność chemiczną - z wieloma pierwiastkami reaguje już w temperaturze pokojowej. Pierwiastki bardziej odporne chemicznie (np. większość gazów szlachetnych, złoto, platynowce) ulegają działaniu fluoru w podwyższonej temperaturze. Niektóre metale (np. nikiel, miedź, żelazo) wytwarzają jednak ochronną warstewkę fluorku, która zabezpiecza je przed dalszym działaniem fluoru. Z wodorem fluor tworzy fluorowodór HF, z tlenem nietrwałe fluorki: OF2 i O2F2. Fluor energicznie rozkłada wodę wytwarzając HF i tlen. Fluor nie tworzy żadnych kwasów tlenowych.
Gazowy fluorowodór HF jest tak silnie reaktywny, że reaguje nawet ze szkłem. Ze względu na tę właściwość używany jest do trawienia szkła.

CaF2 + H2SO4  CaSO4 + 2 HF  powstanie fluorowodoru
4 HF + SiO2  SiF4 + 2 H2O rekcja z dwutlenkiem krzemu

Niezwykła aktywność fluoru spowodowała, ze otrzymano go w stanie wolnym dopiero w 1886r. Dokonał tego Henri Moissan - francuski chemik i farmaceuta, późniejszy laureat Nagrody Nobla.
Dla naszego zdrowia najważniejsza jest informacja, że fluor w bardzo małych stężeniach jest niezbędny do prawidłowego budowania kości i zębów, w skład których wchodzi apatyt. Istotne jest zwłaszcza przyswajanie fluoru przez młode organizmy w okresie kształtowania się kośćca i zębów.
W wielu krajach poważnym problemem jest próchnica - choroba zębów. Pojawia się w wyniku działania obecnych w jamie ustnej bakterii, które już w kilka godzin po umyciu zębów tworzą tzw. płytkę nazębną. Bakterie płytki nazębnej przetwarzają ślady obecnych w jamie ustnej cukrów na kwasy. Spadek poziomu pH poniżej 5 staje się niebezpieczny dla szkliwa zębów. Odpowiedni poziom fluoru w organizmie zwiększa odporność szkliwa zębów na rozpuszczanie w kwasach i przeciwdziała osadzaniu się bakterii na powierzchni zębów.
Organizm przyswaja fluor głównie z wodą pitną, ale zawarty w niej poziom jest często niewystarczający. Dlatego na całym świecie fluorkuje się wodę, dodając do niej fluorokrzemian sodu Na2SiF6 lub fluorek sodu NaF. W Polsce robi się to tylko w kilkunastu miastach wojewódzkich.
Innym sposobem zapobiegania próchnicy jest fluoryzowanie zębów dzieci w szkołach podstawowych za pomocą żelów zawierających związki fluoru. Należy również myć zęby pastami zawierającymi związki fluoru (NaF, SnF2 i fluoroamina).


Teflon jest to wielocząsteczkowy polimer zawierający atomy fluoru, stosuje się go do pokrywania patelni; charakteryzuje się on właściwością zmniejszania tarcia, dlatego też potrawy smażone na takiej powierzchni nie przywierają do niej i nie przypalają się. Z tego samego powodu teflon stosuje się w olejach silnikowych, tworzy on na metalowych częściach śliską powłokę, co ułatwia rozruch i pracę silnika oraz zmniejsza zużycie paliwa i oleju.
W latach pięćdziesiątych światową karierę zrobiły organiczne związki fluoru - freony - pochodne fluorowcowe metanu i etanu. Najbardziej znanym jest dichlorodifluorometan o wzorze CF2Cl2 Ze względu na to, że jest nietoksyczny i niepalny, a jego temperatura wrzenia wynosi - 30 C znalazł on zastosowanie jako czynnik chłodzący w lodówkach i zamrażarkach a także jako wypełniacz w pojemnikach z aerozolami środków kosmetycznych (dezodorantów) i leków.
Jednak na początku lat siedemdziesiątych zaczęto przypuszczać, że freony mogą przedostawać się do wysokich warstw atmosfery. Tam na wysokości 30-50 km gromadzi się ozon - alotropowa odmiana tlenu o wzorze O3. Ozon powstaje i rozpada się pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. Chroni on Ziemię przed tą częścią promieniowania słonecznego, która jest bardzo niebezpieczna dla życia. Freony docierając do warstwy ozonowej zakłócają ten cykl, bo rozpadając się na węgiel, chlor i fluor przyspieszają reakcję rozpadu cząsteczek ozonu. Dlatego wiele krajów zakazało już używania freonów do rozpylaczy i zaleciło ograniczenie jego stosowania w chłodnictwie. W aerozolach freon może być z powodzeniem zastąpiony przez butan (używany w zapalniczkach), natomiast zastąpienie go w przemyśle chłodniczym to już dużo trudniejszy problem. Warstwa ozonu ma największą koncentrację nad biegunami i w okresie wczesnej wiosny. Stężenie ozonu podaje się w dobsonach - na cześć uczonego, który badał ozon. Z badań prowadzonych w Obserwatorium Geofizycznym w Belsku (pod Warszawą) wynika, że w porównaniu z wynikami stężenia ozonu w tych okolicach od roku 1979 zmniejszyła się ona od 438 dobsonów do zaledwie 193 w roku 1992. Warstwa ochronna staje się więc coraz cieńsza.



BIBLIOGRAFIA

 ,,CHEMIA DLA SZKÓŁ ŚREDNICH 2"
Anna Bogdańska Zarembina
Elżbieta I. Matusewicz
Janusz Matusewicz
 Wielka Encyklopedia Multimedialna
 Życie Świata