Təhsil:Orta təhsil və məktəblər

Kimyəvi element florası: valensiya, xüsusiyyətləri, xüsusiyyətləri

Ftor (F) ən reaktiv kimyəvi element və dövri masanın 17-ci qrupunun ən yüngül halogenidir (VIIa). Flüorun bu xarakteristikası elektronları cəlb etmək qabiliyyəti (bu, ən çox elektriksel elementdir) və atomlarının kiçik ölçüsü ilə izah olunur.

Kəşf tarixi

Fluorin tərkibli mineral fluorspar 1529-cu ildə bir Alman həkim və mineralogist Georgy Agricola tərəfindən təsvir edilmişdir. 1720-ci ildə neytrofluorik turşusu bilinməyən İngilis şüşə üfleyicisi tərəfindən ilk əldə ediləcəyi ehtimal edilir. 1771-ci ildə İsveçli kimyacı Karl Wilhelm Scheele, floresparın konsentratlı sülfürik turşu ilə bir şüşə retortda qızdırıldığı və rezistiv olmayan hidrofluorik turşu aldı. . Buna görə, sonrakı sınaqlarda, metal gəmilər istifadə edildi. Hələ demək olar ki, susuz turşu 1809-cu ildə alınmışdı və iki il sonra Fransız fizik André-Marie Ampere bu xloruna bənzər bir element olan bir hidrogen tərkibli olduğunu iddia etdi və bunun üçün "fəlakət" edən Yunan φθóριοs adından flüor təklif etdi. Fluorid kalsium florid idi.

Ftorin sərbəst buraxılması 1886-cı ilə qədər qeyri-üzvi kimyanın əsas həll olunmamış problemlərindən biri olmuşdur. Fransız kimyacı Henri Moissan hidrogen floriddə potasyum hidrofluorid həllinə elektrolizlə elemanı əldə etmişdi. Bunun üçün 1906-cı ildə Nobel mükafatı almışdır. Bu maddəni idarə etməkdə çətinlik və floranın zəhərli xüsusiyyətləri bu elementin kimya sahəsindəki yavaş irəliləyməyə kömək etdi. İkinci Dünya Müharibəsinə qədər laboratoriya möcüzəsi idi. Bununla belə, bu elementin üzvi birləşmələrinin sənaye dəyərinin artması ilə yanaşı, uran izotoplarının ayrılmasında uran heksafloridinin istifadəsi onu əhəmiyyətli fayda olan bir kimyəvi hala gətirdi.

Tarazlıq

Fluorin tərkibində olan florit (fluorit, CaF2) bir çox əsrlər boyu metalurji proseslərdə bir ağ (təmizləyici) kimi istifadə edilmişdir. Mineral sonradan elementin mənbəyi olduğu ortaya çıxdı və bu da flor deyildi. Rəngsiz şəffaf fluorit kristallarının işıqlandırması altında mavi bir rəng var. Bu xüsusiyyət floresans kimi tanınır.

Fluorin radiumdan radiasiya məruz qaldıqda fluorazlarda az miqdarda azad elementdən istisna olmaqla, təbiətdə yalnız kimyəvi birləşmələr şəklində baş verən bir elementdir. Yerin qabığında elementin tərkibi 0.065% -dir. Əsas fluorin ehtiva edən minerallar fluorspar, kriolit (Na3 AlF6), fluorapatite (Ca 5 [PO 4 ] 3 [F, Cl]), topaz (Al 2 SiO 4 [F, OH] 2 ) və lepidolitdir.

Ftorun fiziki və kimyəvi xüsusiyyətləri

Oda istiliyində florin ürəkbulandırıcı bir qoxu olan solğun sarı bir qazdır. Onun inhalasiyası təhlükəlidir. Soyudulduğunda sarı bir maye olur. Bu kimyəvi elementin yalnız bir sabit izotopu var - florin-19.

Bu halogenin ilk ionlaşma enerjisi çox yüksəkdir (402 kcal / mol), bu da katyon F + 420 kcal / mol.

Element atomunun kiçik ölçüsü onları sabit atom kompleksləri, məsələn, heksafluorosilikat (SiF6) 2- və heksafluoroalüminat (AlF6) 3- meydana gətirmək üçün mərkəzi atom ətrafında olduqca böyük miqdarda yerləşdirməyə imkan verir. Florin ən güclü oksidləşdirici xüsusiyyətlərə malik bir elementdir. Heç bir başqa maddə fluorid anyonunun azad bir element olmaq üçün oksidləşməsinə qadir deyil və bu səbəblə element təbiətdə azad bir vəziyyətdə deyildir. 150 ildən çoxdur ki, floranın bu xarakteristikası hər hansı bir kimyəvi üsulla əldə edilməsinə imkan vermədi. Bu elektroliz istifadə etməklə əldə edilmişdir. Bununla belə, 1986-cı ildə amerikalı bir kimyaçı, Carl Mif, fluorin ilk "kimyəvi" istehsalını bildirdi. HF həllərindən əldə edilə bilən K 2 MnF 6 və antimon pentaflorid (SbF 5 ) istifadə etmişdir.

Florin: valentlik və oksidləşmə vəziyyəti

Halojenlərin xarici qabığı təkrarlanmamış elektronları ehtiva edir. Buna görə birləşmələrdə floranın valentliyi birliyidir. Lakin, VIIa qrupunun elementlərinin atomları bu elektronların sayını 7-ə qədər artıra bilər. Ftorun maksimal valentliyi və oksidləşmə dərəcəsi -1 olur. Element atomun d-orbitinə malik olmadığı üçün valentlik qabığını genişləndirə bilmir. Digər halogenlər, mövcudluğu səbəbindən, 7 qədər valent sərgiləməyə qadirdirlər.

Elementin yüksək oksidləşmə qabiliyyəti digər elementlərdə maksimum oksidləşmə dərəcəsinə çatmağa imkan verir. Florin (valentlik I) hər hansı digər hallarda mövcud olmayan birləşmələri meydana gətirə bilər: gümüş difluorid (AgF 2 ), kobalt triflorid (CoF3), renium heptaflorid (ReF 7 ), brom pentaflorid (BrF5) və yod heptaflorid (IF 7 ).

Əlaqələr

Ftor formulundan (F 2 ) iki element atomundan ibarətdir. Helium və neon istisna olmaqla, bütün digər elementlərlə birlikdə birləşə bilər, ion və ya kovalent floridlər meydana gətirir. Nikel kimi bəzi metallar tezliklə bu halogen bir təbəqə ilə örtülür, bu da metalin elementə daha çox bərkidilməsinə mane olur. Hafif polad, mis, alüminium və ya monel kimi bəzi quru metallar (66% nikel və 31.5% mis alaşımı) flor ilə normal temperaturda reaksiya vermir. Elementlə 600 ° C-yə qədər olan temperaturda işləmək üçün monel uyğundur; Sinterlenmiş alümina 700 dərəcə sabitdir.

Fluorokarbon yağları ən uyğun yağdır. Element orqanik maddələrlə (məsələn, kauçuk, ağac və toxuculuq) şiddətlə reaksiya verir, buna görə elementar florin tərkibində üzvi birləşmələrin nəzarətində flüorinq yalnız xüsusi tədbirlərin qəbul edilməsi ilə mümkündür.

İstehsalat

Florspar, fluoridin əsas qaynağıdır. Hidrogen flüorür (HF) istehsalı zamanı tozlu florit bir qurğuşun və ya dəmir dəmir aparatında konsentratlı sülfürik turşu ilə distillə olunur. Distillə dövründə kalsium sulfat (CaSO 4 ) meydana gəlir, bu HF-də həllində deyil. Hidrogen florür , mis və ya polad qablardakı fraksiyalı distillə ilə kifayət qədər susuz vəziyyətdə istehsal olunur və polad silindrlərdə saxlanılır. Sənaye hidrogen floridindəki adi çirklər fluorit səthində silikanın olması səbəbindən formalaşan kükürd və sulfat turşuları, eləcə də florosilik turşusu (H 2 SiF6 )dır. Nəm izləri platin elektrodları, elementar florinlə müalicə və daha güclü Lewis turşusu (MF 5 , burada M metal olduğu) üzərində saxlanılan elektroliz ilə çıxarılacaq, bu da duzları (H 3 O) + (MF6) - H2 təşkil edə bilər: H 2 O + SbF 5 + HF → (H3O) + (SbF6) - .

Hidrogen florid müxtəlif alüminium flüorid (Na3 AlF6), metal alüminium əriməsində elektrolit kimi istifadə olunan müxtəlif sənaye inorganik və üzvi florin birləşmələrinin hazırlanmasında istifadə olunur. Suda qazlı hidrogen floridinin həlli hidrofluorik turşusu adlanır, onların böyük bir hissəsi metal təmizləmək və cilalamaq üçün istifadə olunur, şüşəni susuzlaşdırmaq və ya aşındırmaq üçün istifadə olunur.

Sərbəst element suyun olmaması zamanı elektrolitik prosedurlarla əldə edilir. Bir qayda olaraq, 30-70, 80-120 və ya 250 ° C temperaturda hidroklor floridlə (1-dən 2,5-5 nisbətində) kalium flüoridin eritilməsinin elektroliz üsulu var. Proses zamanı elektrolitdə hidrogen floridinin tərkibi azalır və ərimə temperaturu yüksəlir. Buna görə də əlavə edilməsinin davamlı olması lazımdır. Yüksək temperaturlu bir kamerada temperatur 300 ° C-dən çox olduqda elektrolit dəyişir. Silindr valfları üzvi maddələrin izləri yoxdursa fluorid paslanmayan polad silindrlərdə təzyiq altında təhlükəsiz saxlanıla bilər.

İstifadə edin

Element xlor triflorid (ClF3), kükürd heksafluorid (SF6) və ya kobalt triflorid (CoF 3 ) kimi müxtəlif floridlər hazırlamaq üçün istifadə olunur. Xlor və kobaltın birləşmələri üzvi birləşmələrin əhəmiyyətli fluorinq maddələridir. (Müvafiq tədbirlər varsa, fluorin bunun üçün birbaşa istifadə oluna bilər). Kükürd heksafluorid qaz halında dielektrik kimi istifadə olunur.

Tez-tez azotla seyreltilmiş elementar florin hidrokarbonlarla reaksiya verir, hidrogenin bir hissəsinin və ya bütününün halojenlə əvəzləndiyi müvafiq florokarbonlar meydana gəlir. Əldə edilən birləşmələr, bir qayda olaraq, yüksək sabitlik, kimyəvi inertlik, yüksək elektrik müqaviməti və digər qiymətli fizikokimyəvi xüsusiyyətlərlə xarakterizə olunur.

Florürləşmə həmçinin kobalt triflorid (CoF3) ilə üzvi birləşmələrin müalicəsi və ya susuz hidrogen floriddə həllərinin elektroliz edilməsi yolu ilə həyata keçirilə bilər. Teflon ticarət adı altında tanınan polietetrafloroetilen [(CF2 CF2) x ] kimi qeyri-çubuq xüsusiyyətləri olan faydalı plastiklər doymamış florlu hidrokarbonlardan əldə edilir.

Xlor, brom və ya yod ehtiva edən üzvi birləşmələr dondurulmuş dondurulmuş maddələr (dondurulmuş soyuq soyuducu və yerli soyuducu və kondisionerlər) kimi dichlorodifluoromethane (Cl 2 CF 2 ) kimi maddələr çıxarmaq üçün florin edilir. Dichlorodlufluoromethane kimi kloroflorokarbonlar, ozon təbəqəsinin tükənməsində aktiv rol oynadığından, onların istehsalı və istifadəsi məhduddur və hazırda hidrofluorokarbonları olan soyuducuların istifadəsi üstünlük təşkil edir.

Element həmçinin, uran-235-dən uran-238-dən nüvə yanacağının istehsalı üçün ayrılması prosesində istifadə olunan uran heksaflorid (UF6) istehsal etmək üçün də istifadə olunur. Hidrofluorik turşu və bor triflorid (BF3) ticari olaraq istehsal olunur, çünki onlar bir çox üzvi birləşmələrin istehsalında istifadə olunan alkilasyon reaksiyaları üçün yaxşı katalizatorlardırlar. Uşaqlarda diş çürüməsinin azaldılması üçün sodyum fluorid adətən içməli suya əlavə edilir. Son illərdə, farmasötik və kənd təsərrüfatı sahələrində fluorid birləşmələrinin istifadəsi ən əhəmiyyətli hala gəldi. Floridin seçmə əvəzi maddələrin bioloji xüsusiyyətlərini dramatik şəkildə dəyişir.

Təhlil

Birləşmələrdə bu halogen miqdarını dəqiq müəyyən etmək çətindir. Valansı 1-ə bərabər olan sərbəst florin, simptomları Hg + F 2 → HgF 2 oksidləşməsi və həmçinin civə ağırlığının artması və qazın həcmindəki dəyişikliklə ölçülür. Element ionlarının mövcudluğunun əsas keyfiyyət testləri aşağıdakılardır:

  • Sülfürik turşunun təsiri altında hidrogen floridinin təkamülü,
  • Kalsium kloridin bir həllinin əlavə edilməsi ilə kalsium florid çöküntüsünün formalaşması,
  • Titan tetraoksid (Ti04) və kükürd turşusunun hidrogen peroksidinin sarı bir həllinin dekolorizasiyası.

Analizin kəmiyyət metodları:

  • Sodyum karbonatın varlığında kalsium flüorürünün çökməsi və çöküntünün sirkə turşusu ilə müalicəsi,
  • Sodyum klorid və qurğuşun nitratının əlavə edilməsi ilə qurğuşun xloroflorinin yağıntıları,
  • Th (NO 3 ) 4 + 4KF ↔ ThF 4 + 4KNO 3 göstəricisi kimi natrium alizarin sulfonat istifadə edərək, toryum nitrat (Th [NO 3 ] 4 ) həlli ilə Titrasyon (həlledici konsentrasiyasının müəyyənləşdirilməsi).

Kovalent olaraq bağlı florin (valence I), məsələn, fluorokarbonlarda olduğu kimi, analiz etmək daha çətindir. Bu, metal natrium ilə birləşməni və yuxarıda təsvir olunduğu kimi F - ionlarının analizini tələb edir.

Element xüsusiyyətləri

Nəhayət, floranın bəzi xüsusiyyətlərini veririk:

  • Atom nömrəsi: 9.
  • Atom çəkisi: 18,9984.
  • Mümkün flüor valences: 1.
  • Ərimə nöqtəsi: -219.62 ° C
  • Kaynama nöqtəsi: -188 ° C
  • Yoğunluk (1 atm, 0 ° C): 1.696 g / l.
  • Ftorun elektron formülü: 1s 2 2s 2 2p 5 .

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 az.delachieve.com. Theme powered by WordPress.