Halogen adalah kelompok unsur yang paling reaktif dalam tabel periodik. Mereka terdiri dari molekul dengan energi disosiasi ikatan yang sangat rendah (lihat Tabel 16.1) dan atom mereka memiliki tujuh elektron di kulit terluarnya dan karena itu sangat elektronegatif. Fluor adalah unsur non-logam yang paling elektronegatif dan paling reaktif dalam tabel periodik. Reaktivitas halogen secara bertahap menurun saat Anda bergerak menuju bagian bawah grup. Bagian selanjutnya akan mempertimbangkan kemampuan halogen untuk mengoksidasi logam dan non-logam dan menunjukkan bagaimana kemampuan ini menurun ke arah dari fluor ke yodium.
Halogen sebagai oksidator
Ketika gas hidrogen sulfida dilewatkan melalui air klorin, belerang diendapkan. Reaksi berlangsung sesuai dengan persamaan
Dalam reaksi ini, klorin mengoksidasi hidrogen sulfida, mengambil hidrogen darinya. Klorin juga teroksidasi menjadi Misalnya, jika Anda mencampur klorin dengan larutan sulfat berair dengan mengocok, sulfat terbentuk
Setengah reaksi oksidatif yang terjadi dalam kasus ini dijelaskan oleh persamaan
Sebagai contoh lain dari aksi oksidasi klorin, kami menyajikan sintesis natrium klorida dengan membakar natrium dalam klorin:
Dalam reaksi ini, natrium dioksidasi karena setiap atom natrium kehilangan elektron untuk membentuk ion natrium:
Klorin mengikat elektron-elektron ini, membentuk ion klorida:
Tabel 16.3. Potensial elektroda standar halogen
Tabel 16.4. Entalpi pembentukan standar natrium halida
Semua halogen adalah oksidator, di mana fluor adalah oksidator terkuat. Di meja. 16.3 menunjukkan potensial elektroda standar halogen. Dari tabel ini dapat dilihat bahwa daya oksidasi halogen secara bertahap menurun menuju bagian bawah golongan. Pola ini dapat ditunjukkan dengan menambahkan larutan kalium bromida ke dalam bejana berisi gas klorin. Klorin mengoksidasi ion bromida, menghasilkan pembentukan brom; ini menyebabkan warna muncul dalam larutan yang sebelumnya tidak berwarna:
Dengan demikian, dapat dilihat bahwa klorin adalah zat pengoksidasi yang lebih kuat daripada bromin. Demikian pula, jika larutan kalium iodida dicampur dengan brom, terbentuk endapan hitam yodium padat. Ini berarti bahwa bromin mengoksidasi ion iodida:
Kedua reaksi yang dijelaskan merupakan contoh reaksi perpindahan (substitusi). Dalam setiap kasus, halogen yang lebih reaktif, yaitu zat pengoksidasi yang lebih kuat, menggantikan halogen yang kurang reaktif dari larutan.
Oksidasi logam. Halogen mudah mengoksidasi logam. Fluor dengan mudah mengoksidasi semua logam kecuali emas dan perak. Kami telah menyebutkan bahwa klorin mengoksidasi natrium, membentuk natrium klorida dengannya. Untuk memberikan contoh lain, ketika aliran gas klor dilewatkan di atas permukaan serbuk besi yang dipanaskan, klorida padat berwarna coklat terbentuk:
Bahkan yodium mampu, meskipun lambat, mengoksidasi logam di bawahnya dalam deret elektrokimia. Kemudahan oksidasi logam oleh berbagai halogen berkurang ketika bergerak ke bagian bawah golongan VII. Ini dapat diverifikasi dengan membandingkan energi pembentukan halida dari unsur-unsur awal. Di meja. 16.4 menunjukkan entalpi pembentukan standar natrium halida dalam urutan pergerakan ke bagian bawah golongan.
Oksidasi nonlogam. Dengan pengecualian nitrogen dan sebagian besar gas mulia, fluor mengoksidasi semua non-logam lainnya. Klorin bereaksi dengan fosfor dan belerang. Karbon, nitrogen dan oksigen tidak bereaksi langsung dengan klorin, brom atau yodium. Reaktivitas relatif halogen terhadap non-logam dapat dinilai dengan membandingkan reaksinya dengan hidrogen (Tabel 16.5).
Oksidasi Hidrokarbon. Dalam kondisi tertentu, halogen mengoksidasi hidrokarbon.
Tabel 16.5. Reaksi halogen dengan hidrogen
pengiriman. Misalnya, klorin sepenuhnya menghilangkan hidrogen dari molekul terpentin:
Oksidasi asetilena dapat dilanjutkan dengan ledakan:
Reaksi dengan air dan alkali
Fluor bereaksi dengan air dingin untuk membentuk hidrogen fluorida dan oksigen:
Klorin perlahan larut dalam air, membentuk air klorin. Air klorin memiliki sedikit keasaman karena fakta bahwa ketidakseimbangan (lihat bagian 10.2) klorin terjadi di dalamnya dengan pembentukan asam klorida dan asam hipoklorit:
Brom dan yodium tidak proporsional dalam air dengan cara yang sama, tetapi tingkat disproporsi dalam air menurun dari klorin menjadi yodium.
Klorin, brom dan yodium juga tidak proporsional dalam alkali. Misalnya, dalam alkali encer dingin, brom tidak proporsional menjadi ion bromida dan ion hipobromit (ion bromat):
Ketika bromin berinteraksi dengan alkali pekat panas, disproporsionasi berlanjut lebih lanjut:
Iodat(I), atau ion hipoiodit, tidak stabil bahkan dalam alkali encer dingin. Secara spontan tidak proporsional untuk membentuk ion iodida dan ion iodat(I).
Reaksi fluor dengan basa, seperti reaksinya dengan air, tidak mirip dengan reaksi serupa dari halogen lainnya. Dalam alkali encer dingin, reaksi berikut berlangsung:
Dalam alkali pekat panas, reaksi dengan fluor berlangsung sebagai berikut:
Analisis untuk halogen dan dengan partisipasi halogen
Analisis kualitatif dan kuantitatif untuk halogen biasanya dilakukan dengan menggunakan larutan perak nitrat. Sebagai contoh
Untuk penentuan kualitatif dan kuantitatif yodium, larutan kanji dapat digunakan. Karena yodium sangat sedikit larut dalam air, biasanya dianalisis dengan adanya kalium iodida. Hal ini dilakukan karena yodium membentuk ion triiodida yang larut dengan ion iodida.
Larutan yodium dengan iodida digunakan untuk penentuan analitis berbagai zat pereduksi, misalnya, serta beberapa zat pengoksidasi, misalnya Zat pengoksidasi menggeser kesetimbangan di atas ke kiri, melepaskan yodium. Iodium kemudian dititrasi dengan tiosulfat (VI).
Jadi mari kita lakukan lagi!
1. Atom-atom dari semua halogen memiliki tujuh elektron di kulit terluarnya.
2. Untuk mendapatkan halogen di laboratorium, oksidasi asam hidrohalat yang sesuai dapat digunakan.
3. Halogen mengoksidasi logam, non logam dan hidrokarbon.
4. Halogen tidak proporsional dalam air dan alkali, membentuk ion halida, hipohalogenit dan halogenat (ion-ion.
5. Pola perubahan sifat fisika dan kimia halogen bila berpindah ke golongan terbawah ditunjukkan pada tabel. 16.6.
Tabel 16.6. Pola perubahan sifat halogen dengan bertambahnya nomor atom
6. Fluor memiliki sifat anomali di antara halogen lainnya karena alasan berikut:
a) memiliki energi disosiasi ikatan yang rendah;
b) dalam senyawa fluor, ia hanya ada dalam satu keadaan oksidasi;
c) fluor adalah yang paling elektronegatif dan paling reaktif di antara semua elemen non-logam;
d) reaksinya dengan air dan basa berbeda dari reaksi serupa halogen lainnya.
Atom hidrogen memiliki rumus elektronik bagian luar (dan satu-satunya) elektronik level 1 s satu . Di satu sisi, dengan adanya satu elektron di tingkat elektronik terluar, atom hidrogen mirip dengan atom logam alkali. Namun, seperti halnya halogen, ia hanya kekurangan satu elektron untuk mengisi tingkat elektronik eksternal, karena tidak lebih dari 2 elektron dapat ditempatkan pada tingkat elektronik pertama. Ternyata hidrogen dapat ditempatkan secara bersamaan di kelompok pertama dan kedua dari belakang (ketujuh) dari tabel periodik, yang kadang-kadang dilakukan dalam berbagai versi sistem periodik:
Dari sudut pandang sifat-sifat hidrogen sebagai zat sederhana, ia memiliki lebih banyak kesamaan dengan halogen. Hidrogen, serta halogen, adalah non-logam dan membentuk molekul diatomik (H 2) mirip dengan mereka.
Dalam kondisi normal, hidrogen adalah gas, zat tidak aktif. Rendahnya aktivitas hidrogen dijelaskan oleh tingginya kekuatan ikatan antara atom hidrogen dalam molekul, yang membutuhkan pemanasan kuat atau penggunaan katalis, atau keduanya pada saat yang sama, untuk memutuskannya.
Interaksi hidrogen dengan zat sederhana
dengan logam
Dari logam, hidrogen hanya bereaksi dengan alkali dan alkali tanah! Logam alkali termasuk logam-logam dari subkelompok utama golongan I (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), dan logam alkali tanah adalah logam-logam dari subkelompok utama golongan II, kecuali berilium dan magnesium (Ca, Sr, Ba , Ra)
Saat berinteraksi dengan logam aktif, hidrogen menunjukkan sifat pengoksidasi, mis. menurunkan keadaan oksidasinya. Dalam hal ini, hidrida logam alkali dan alkali tanah terbentuk, yang memiliki struktur ionik. Reaksi berlangsung ketika dipanaskan:
Perlu dicatat bahwa interaksi dengan logam aktif adalah satu-satunya kasus ketika molekul hidrogen H2 adalah agen pengoksidasi.
dengan non-logam
Dari non-logam, hidrogen hanya bereaksi dengan karbon, nitrogen, oksigen, belerang, selenium, dan halogen!
Karbon harus dipahami sebagai grafit atau karbon amorf, karena intan adalah modifikasi alotropik karbon yang sangat inert.
Saat berinteraksi dengan non-logam, hidrogen hanya dapat melakukan fungsi zat pereduksi, yaitu hanya dapat meningkatkan keadaan oksidasinya:
Interaksi hidrogen dengan zat kompleks
dengan oksida logam
Hidrogen tidak bereaksi dengan oksida logam yang berada dalam rangkaian aktivitas logam hingga aluminium (inklusif), namun mampu mereduksi banyak oksida logam di sebelah kanan aluminium ketika dipanaskan:
dengan oksida non-logam
Dari oksida non-logam, hidrogen bereaksi ketika dipanaskan dengan oksida nitrogen, halogen, dan karbon. Dari semua interaksi hidrogen dengan oksida non-logam, reaksinya dengan karbon monoksida CO harus diperhatikan secara khusus.
Campuran CO dan H 2 bahkan memiliki namanya sendiri - "gas sintesis", karena, tergantung pada kondisinya, produk industri yang diminta seperti metanol, formaldehida, dan bahkan hidrokarbon sintetis dapat diperoleh darinya:
dengan asam
Hidrogen tidak bereaksi dengan asam anorganik!
Dari asam organik, hidrogen hanya bereaksi dengan asam tak jenuh, serta dengan asam yang mengandung gugus fungsi yang dapat direduksi oleh hidrogen, khususnya gugus aldehida, keto, atau nitro.
dengan garam
Dalam kasus larutan garam berair, interaksinya dengan hidrogen tidak terjadi. Namun, ketika hidrogen dilewatkan pada garam padat dari beberapa logam dengan aktivitas sedang dan rendah, reduksi sebagian atau seluruhnya dimungkinkan, misalnya:
Sifat kimia halogen
Halogen adalah unsur kimia golongan VIIA (F, Cl, Br, I, At), serta zat sederhana yang mereka bentuk. Selanjutnya, kecuali dinyatakan lain, halogen akan dipahami sebagai zat sederhana.
Semua halogen memiliki struktur molekul, yang menyebabkan titik leleh dan titik didih zat ini rendah. Molekul halogen bersifat diatomik, yaitu rumus mereka dapat ditulis dalam bentuk umum sebagai Hal 2 .
Perlu dicatat sifat fisik spesifik yodium seperti kemampuannya untuk: sublimasi atau, dengan kata lain, sublimasi. sublimasi, mereka menyebut fenomena di mana zat dalam keadaan padat tidak meleleh ketika dipanaskan, tetapi, melewati fase cair, segera masuk ke keadaan gas.
Struktur elektronik tingkat energi eksternal atom halogen apa pun memiliki bentuk ns 2 np 5, di mana n adalah nomor periode tabel periodik tempat halogen berada. Seperti yang Anda lihat, hanya satu elektron yang hilang dari kulit terluar delapan elektron atom halogen. Dari sini adalah logis untuk mengasumsikan sifat pengoksidasi yang dominan dari halogen bebas, yang juga dikonfirmasi dalam praktik. Seperti yang Anda ketahui, keelektronegatifan non-logam menurun ketika bergerak ke bawah subkelompok, dan oleh karena itu aktivitas halogen menurun dalam seri:
F 2 > Cl 2 > Br 2 > I 2
Interaksi halogen dengan zat sederhana
Semua halogen sangat reaktif dan bereaksi dengan sebagian besar zat sederhana. Namun, perlu dicatat bahwa fluor, karena reaktivitasnya yang sangat tinggi, dapat bereaksi bahkan dengan zat sederhana yang tidak dapat bereaksi dengan halogen lain. Zat sederhana tersebut termasuk oksigen, karbon (berlian), nitrogen, platinum, emas, dan beberapa gas mulia (xenon dan kripton). Itu. sebenarnya, fluor tidak bereaksi hanya dengan beberapa gas mulia.
Halogen yang tersisa, mis. klorin, brom dan yodium juga merupakan zat aktif, tetapi kurang aktif daripada fluor. Mereka bereaksi dengan hampir semua zat sederhana kecuali oksigen, nitrogen, karbon dalam bentuk berlian, platinum, emas, dan gas mulia.
Interaksi halogen dengan nonlogam
hidrogen
Semua halogen bereaksi dengan hidrogen membentuk hidrogen halida dengan rumus umum HHal. Pada saat yang sama, reaksi fluor dengan hidrogen dimulai secara spontan bahkan dalam gelap dan berlanjut dengan ledakan sesuai dengan persamaan:
Reaksi klorin dengan hidrogen dapat dimulai dengan penyinaran atau pemanasan ultraviolet yang intens. Juga bocor dengan ledakan:
Brom dan yodium bereaksi dengan hidrogen hanya ketika dipanaskan, dan pada saat yang sama, reaksi dengan yodium dapat dibalik:
fosfor
Interaksi fluor dengan fosfor menyebabkan oksidasi fosfor ke tingkat oksidasi tertinggi (+5). Dalam hal ini, pembentukan fosfor pentafluorida terjadi:
Ketika klorin dan bromin berinteraksi dengan fosfor, adalah mungkin untuk memperoleh fosfor halida baik dalam keadaan oksidasi + 3 dan dalam keadaan oksidasi + 5, yang tergantung pada proporsi reaktan:
Dalam kasus fosfor putih dalam suasana fluor, klorin atau brom cair, reaksi dimulai secara spontan.
Interaksi fosfor dengan yodium dapat menyebabkan pembentukan hanya fosfor triiodida karena kemampuan pengoksidasi yang jauh lebih rendah daripada halogen lainnya:
Abu-abu
Fluor mengoksidasi belerang ke tingkat oksidasi tertinggi +6, membentuk belerang heksafluorida:
Klorin dan bromin bereaksi dengan belerang, membentuk senyawa yang mengandung belerang dalam keadaan oksidasi yang sangat tidak biasa untuk +1 dan +2. Interaksi ini sangat spesifik, dan untuk lulus ujian kimia, kemampuan untuk menuliskan persamaan interaksi ini tidak diperlukan. Oleh karena itu, tiga persamaan berikut diberikan sebagai pedoman:
Interaksi halogen dengan logam
Seperti disebutkan di atas, fluor dapat bereaksi dengan semua logam, bahkan yang tidak aktif seperti platinum dan emas:
Halogen yang tersisa bereaksi dengan semua logam kecuali platinum dan emas:
Reaksi halogen dengan zat kompleks
Reaksi substitusi dengan halogen
Halogen yang lebih aktif, mis. yang unsur-unsur kimianya terletak lebih tinggi dalam tabel periodik, dapat menggantikan halogen yang kurang aktif dari asam hidrohalat dan halida logam yang mereka bentuk:
Demikian pula, brom dan yodium menggantikan belerang dari larutan sulfida dan atau hidrogen sulfida:
Klorin adalah zat pengoksidasi yang lebih kuat dan mengoksidasi hidrogen sulfida dalam larutan berairnya bukan menjadi belerang, tetapi menjadi asam sulfat:
Interaksi halogen dengan air
Air terbakar dalam fluor dengan nyala biru sesuai dengan persamaan reaksi:
Brom dan klorin bereaksi berbeda dengan air daripada fluor. Jika fluor bertindak sebagai zat pengoksidasi, maka klorin dan bromin tidak proporsional dalam air, membentuk campuran asam. Dalam hal ini, reaksinya reversibel:
Interaksi yodium dengan air berlangsung sedemikian rupa sehingga dapat diabaikan dan dianggap bahwa reaksi tidak berlangsung sama sekali.
Interaksi halogen dengan larutan alkali
Fluor, ketika berinteraksi dengan larutan alkali berair, sekali lagi bertindak sebagai zat pengoksidasi:
Kemampuan menulis persamaan ini tidak diperlukan untuk lulus ujian. Cukuplah untuk mengetahui fakta tentang kemungkinan interaksi semacam itu dan peran pengoksidasi fluor dalam reaksi ini.
Tidak seperti fluor, halogen yang tersisa tidak proporsional dalam larutan alkali, yaitu, mereka secara bersamaan meningkatkan dan menurunkan keadaan oksidasinya. Pada saat yang sama, dalam kasus klorin dan bromin, tergantung pada suhu, aliran dalam dua arah yang berbeda dimungkinkan. Khususnya, dalam dingin, reaksi berlangsung sebagai berikut:
dan ketika dipanaskan:
Yodium bereaksi dengan alkali secara eksklusif sesuai dengan opsi kedua, yaitu. dengan terbentuknya iodat, karena hipoiodit tidak stabil tidak hanya ketika dipanaskan, tetapi juga pada suhu biasa dan bahkan dalam cuaca dingin.
Fluor
FLUORIN-sebuah; m.[dari bahasa Yunani. phthoros - kematian, kehancuran] Unsur kimia (F), gas kuning muda dengan bau menyengat. Tambahkan ke air minum f.
fluor(lat. Fluorum), unsur kimia golongan VII dari sistem periodik, mengacu pada halogen. Fluor bebas terdiri dari molekul diatomik (F 2); gas kuning pucat dengan bau menyengat t pl –219,699°C, t bale -188.200 °C, kepadatan 1,7 g/l. Nonlogam paling aktif: bereaksi dengan semua unsur kecuali helium, neon, dan argon. Interaksi fluor dengan banyak zat dengan mudah berubah menjadi pembakaran dan ledakan. Fluor menghancurkan banyak bahan (karenanya namanya: phthóros Yunani - penghancuran). Mineral utama adalah fluorit, kriolit, fluorapatit. Fluor digunakan untuk memperoleh senyawa organofluorin dan fluorida; fluor adalah bagian dari jaringan organisme hidup (tulang, email gigi).
FLUORINFLUORIN (lat. Fluorum), F (baca "fluor"), unsur kimia dengan nomor atom 9, massa atom 18.998403. Fluor alami terdiri dari satu nuklida stabil (cm. NUKLIDE) 19 F. Konfigurasi lapisan elektron terluar 2 s 2
p 5
. Dalam senyawa, ia hanya menunjukkan keadaan oksidasi -1 (valensi I). Fluor terletak di periode kedua di grup VIIA dari sistem periodik unsur Mendeleev, mengacu pada halogen (cm. HALOGEN).
Jari-jari atom netral fluor adalah 0,064 nm, jari-jari ion F adalah 0,115 (2), 0,116 (3), 0,117 (4) dan 0,119 (6) nm (nilai bilangan koordinasi ditunjukkan dalam tanda kurung) . Energi ionisasi berturut-turut dari atom fluor netral adalah 17,422, 34,987, 62,66, 87,2, dan 114,2 eV, masing-masing. Afinitas elektron 3,448 eV (terbesar di antara atom dari semua unsur). Menurut skala Pauling, keelektronegatifan fluor adalah 4 (nilai tertinggi di antara semua unsur). Fluor adalah non-logam yang paling aktif.
Dalam bentuk bebasnya, fluor adalah gas tidak berwarna dengan bau yang menyengat dan menyesakkan.
Sejarah penemuan
Sejarah penemuan fluor dikaitkan dengan mineral fluorit (cm. fluorit), atau fluorspar. Komposisi mineral ini, seperti yang sekarang dikenal, sesuai dengan rumus CaF 2 , dan merupakan zat pertama yang mengandung fluor yang mulai digunakan oleh manusia. Pada zaman kuno, dicatat bahwa jika fluorit ditambahkan ke bijih selama peleburan logam, maka suhu leleh bijih dan terak menurun, yang sangat memudahkan proses (karenanya nama mineral - dari aliran fluo Latin).
Pada tahun 1771, dengan mengolah fluorit dengan asam sulfat, ahli kimia Swedia K. Scheele (cm. SCHEELE Karl Wilhelm) asam yang disiapkan, yang disebutnya asam fluorida. Ilmuwan Prancis A. Lavoisier (cm. Lavoisier Antoine Laurent) menyarankan bahwa asam ini termasuk unsur kimia baru, yang ia usulkan untuk disebut "fluorin" (Lavoisier percaya bahwa asam fluorida adalah senyawa fluorium dengan oksigen, karena, menurut Lavoisier, semua asam harus mengandung oksigen). Namun, dia tidak bisa memilih elemen baru.
Unsur baru diberi nama "fluor", yang juga tercermin dalam nama Latinnya. Tetapi upaya jangka panjang untuk mengisolasi elemen ini dalam bentuk bebas tidak berhasil. Banyak ilmuwan yang mencoba mendapatkannya dalam bentuk bebas meninggal selama eksperimen semacam itu atau menjadi cacat. Ini adalah ahli kimia Inggris bersaudara T. dan G. Knox, dan J.-L Prancis. Gay Lussac (cm. GAY LUSSAC Joseph Louis) dan L.J. Tenard (cm. TENAR Louis Jacques), dan banyak lagi. Sam G. Davy (cm. DEVI Humphrey), yang merupakan orang pertama yang menerima natrium, kalium, kalsium, dan elemen lain dalam bentuk bebas, sebagai hasil eksperimen produksi fluor dengan elektrolisis, ia diracuni dan menjadi sakit parah. Mungkin, di bawah kesan semua kegagalan ini, pada tahun 1816, sebuah nama yang serupa dalam suara, tetapi sama sekali berbeda dalam arti, diusulkan untuk elemen baru - fluor (dari phtoros Yunani - kehancuran, kematian). Nama elemen ini hanya diterima dalam bahasa Rusia, Prancis dan Jerman terus menyebut fluor sebagai "fluor", Inggris - "fluor".
Bahkan ilmuwan yang luar biasa seperti M. Faraday tidak dapat memperoleh fluor gratis (cm. FARADEUS Michael). Hanya pada tahun 1886 ahli kimia Prancis A. Moissan (cm. Moissan Henri), menggunakan elektrolisis hidrogen fluorida cair HF, didinginkan hingga suhu -23 ° C (cairan harus mengandung sedikit kalium fluorida KF, yang memastikan konduktivitas listriknya), dapat memperoleh bagian pertama yang baru, sangat reaktif gas di anoda. Dalam percobaan pertama, Moissan menggunakan elektroliser yang sangat mahal yang terbuat dari platinum dan iridium untuk mendapatkan fluor. Pada saat yang sama, setiap gram fluor yang dihasilkan "memakan" hingga 6 g platinum. Kemudian, Moissan mulai menggunakan elektroliser tembaga yang jauh lebih murah. Fluor bereaksi dengan tembaga, tetapi selama reaksi, lapisan fluorida yang sangat tipis terbentuk, yang mencegah penghancuran logam lebih lanjut.
Berada di alam
Kandungan fluor di kerak bumi cukup tinggi dan berjumlah 0,095% berat (jauh lebih banyak daripada analog terdekat fluor dalam kelompok - klorin (cm. KLORIN)). Karena tingginya aktivitas kimia fluor dalam bentuk bebas, tentu saja tidak ditemukan. Mineral fluor yang paling penting adalah fluorit (fluorspar), serta fluorapatite 3Ca 3 (PO 4) 2 CaF 2 dan cryolite (cm. KRIOLIT) Na3AlF6 . Fluor sebagai pengotor adalah bagian dari banyak mineral dan ditemukan di air tanah; dalam air laut 1,3 10 -4% fluor.
Resi
Pada tahap pertama memperoleh fluor, hidrogen fluorida HF diisolasi. Persiapan hidrogen fluorida dan asam fluorida (cm. ASAM HYDROFLUORIC)(hydrofluoric) asam terjadi, sebagai suatu peraturan, bersama dengan pengolahan fluorapatite menjadi pupuk fosfat. Gas hidrogen fluorida yang terbentuk selama pengolahan asam sulfat dari fluorapatit kemudian dikumpulkan, dicairkan dan digunakan untuk elektrolisis. Elektrolisis dapat dilakukan pada campuran cair HF dan KF (proses dilakukan pada suhu 15-20 °C), dan lelehan KH2F3 (pada suhu 70-120 °C) atau KHF 2 meleleh (pada suhu 245-310 °C) .
Di laboratorium, untuk menyiapkan sejumlah kecil fluor bebas, Anda dapat menggunakan pemanasan MnF 4, di mana fluor dihilangkan, atau memanaskan campuran K 2 MnF 6 dan SbF 5:
2K 2 MnF 6 + 4SbF 5 = 4KSbF 6 + 2MnF 3 + F 2 .
Sifat fisik dan kimia
Dalam kondisi normal, fluor adalah gas (densitas 1,693 kg / m 3) dengan bau yang menyengat. Titik didih -188,14°C, titik leleh -219,62°C. Dalam keadaan padat, ia membentuk dua modifikasi: bentuk-a, yang ada dari titik leleh hingga -227,60 °C, dan bentuk-b, yang stabil pada suhu lebih rendah dari -227,60 °C.
Seperti halogen lainnya, fluor ada sebagai molekul diatomik F 2 . Jarak antar inti dalam molekul adalah 0,14165 nm. Molekul F2 dicirikan oleh energi disosiasi yang sangat rendah menjadi atom (158 kJ/mol), yang, khususnya, menentukan reaktivitas fluor yang tinggi.
Aktivitas kimia fluor sangat tinggi. Dari semua elemen dengan fluor, hanya tiga gas inert ringan yang tidak membentuk fluorida - helium, neon, dan argon. Dalam semua senyawa, fluor hanya menunjukkan satu keadaan oksidasi -1.
Fluor bereaksi langsung dengan banyak zat sederhana dan kompleks. Jadi, setelah kontak dengan air, fluor bereaksi dengannya (sering dikatakan bahwa "air terbakar dalam fluor"):
2F 2 + 2H 2 O \u003d 4HF + O 2.
Fluor bereaksi secara eksplosif pada kontak sederhana dengan hidrogen:
H 2 + F 2 \u003d 2HF.
Dalam hal ini, gas hidrogen fluorida HF terbentuk, yang larut tanpa batas dalam air dengan pembentukan asam fluorida yang relatif lemah.
Fluor berinteraksi dengan sebagian besar non-logam. Jadi, dalam reaksi fluor dengan grafit, senyawa dengan rumus umum CF x terbentuk, dalam reaksi fluor dengan silikon, SiF 4 fluorida, dan dengan boron, BF 3 trifluorida. Ketika fluor berinteraksi dengan belerang, senyawa SF 6 dan SF 4 terbentuk, dll. (lihat Fluorida (cm. FLUOR)).
Sejumlah besar senyawa fluor dengan halogen lain diketahui, misalnya, BrF 3 , IF 7 , ClF, ClF 3 dan lain-lain, terlebih lagi, brom dan yodium menyala dalam atmosfer fluor pada suhu biasa, dan klorin berinteraksi dengan fluor ketika dipanaskan hingga 200-250 °C.
Jangan bereaksi langsung dengan fluor, selain gas inert yang ditunjukkan, juga nitrogen, oksigen, berlian, karbon dioksida, dan karbon monoksida.
Nitrogen trifluorida NF 3 dan oksigen fluorida 2 F 2 dan OF 2 diperoleh secara tidak langsung, di mana oksigen memiliki keadaan oksidasi yang tidak biasa +1 dan +2.
Ketika fluor berinteraksi dengan hidrokarbon, penghancurannya terjadi, disertai dengan produksi fluorokarbon dari berbagai komposisi.
Dengan sedikit pemanasan (100-250 °C), fluor bereaksi dengan perak, vanadium, renium dan osmium. Dengan emas, titanium, niobium, kromium dan beberapa logam lainnya, reaksi yang melibatkan fluor mulai berlangsung pada suhu di atas 300-350 °C. Dengan logam-logam yang fluoridanya tidak mudah menguap (aluminium, besi, tembaga, dll.), fluor bereaksi pada tingkat yang nyata pada suhu di atas 400-500 °C.
Beberapa fluorida logam yang lebih tinggi, seperti uranium heksafluorida UF 6 , diperoleh dengan bertindak dengan fluor atau zat fluorinasi seperti BrF 3 pada halida yang lebih rendah, misalnya:
UF 4 + F 2 = UF 6
Perlu dicatat bahwa asam fluorida HF yang telah disebutkan sesuai tidak hanya dengan fluorida sedang dari jenis NaF atau CaF 2, tetapi juga dengan fluorida asam - hidrofluorida dari jenis NaHF 2 dan KHF 2.
Sejumlah besar senyawa organofluorin yang berbeda juga telah disintesis. (cm. senyawa organofluorin), termasuk Teflon . yang terkenal (cm. teflon)- bahan, yang merupakan polimer tetrafluoroetilena (cm. TETRAFLUOROETILEN) .
Aplikasi
Fluor banyak digunakan sebagai agen fluorinasi dalam produksi berbagai fluorida (SF 6 , BF 3 , WF 6 dan lain-lain), termasuk senyawa gas inert (cm. GAS MULIA) xenon dan kripton (lihat Fluorinasi (cm. FLUORINASI)). Uranium heksafluorida UF 6 digunakan untuk memisahkan isotop uranium. Fluor digunakan dalam produksi Teflon dan fluoroplastik lainnya. (cm. fluoroplastik), fluororubber (cm. fluororubber), zat dan bahan organik yang mengandung fluor yang banyak digunakan dalam teknologi, terutama dalam kasus di mana ketahanan terhadap media agresif, suhu tinggi, dll. diperlukan.
Peran biologis
Sebagai elemen jejak (cm. ELEMEN MIKRO) Fluorida ditemukan di semua organisme. Pada hewan dan manusia, fluor terdapat dalam jaringan tulang (pada manusia, 0,2-1,2%) dan, khususnya, pada dentin dan email gigi. Tubuh rata-rata orang (berat badan 70 kg) mengandung 2,6 g fluor; kebutuhan harian adalah 2-3 mg dan dipenuhi terutama dengan air minum. Kekurangan fluoride menyebabkan karies gigi. Oleh karena itu, senyawa fluor ditambahkan ke pasta gigi, kadang-kadang dimasukkan ke dalam air minum. Kelebihan fluoride dalam air, bagaimanapun, juga berbahaya bagi kesehatan. Ini menyebabkan fluorosis (cm. fluorosis)- perubahan struktur email dan jaringan tulang, deformasi tulang. MPC untuk kandungan ion fluoride dalam air adalah 0,7 mg/l. Batas konsentrasi maksimum untuk gas fluor di udara adalah 0,03 mg/m 3 . Peran fluor pada tanaman tidak jelas.
kamus ensiklopedis. 2009 .
Sinonim:Lihat apa itu "fluorin" di kamus lain:
fluor- fluor, dan ... kamus ejaan bahasa Rusia
fluor- fluor/… Kamus ejaan morfemik
- (lat. Fluorum) F, unsur kimia golongan VII dari sistem periodik Mendeleev, nomor atom 9, massa atom 18.998403, mengacu pada halogen. Gas kuning pucat dengan bau menyengat, mp?219.699 .C, tbp? 188.200 .C, densitas 1,70 g / cm & sup3. ... ... Kamus Ensiklopedis Besar
F (dari phthoros Yunani kematian, kehancuran, lat. Fluorum * a. fluor; n. Fluor; f. fluor; dan. fluor), chem. unsur periodik golongan VII. sistem Mendeleev, mengacu pada halogen, di. n. 9, di. m.18.998403. Di alam, 1 isotop stabil 19F ... Ensiklopedia Geologi
- (Fluorum), F, unsur kimia golongan VII sistem periodik, nomor atom 9, massa atom 18,9984; mengacu pada halogen; gas, titik didih 188,2shC. Fluor digunakan dalam produksi uranium, freon, obat-obatan dan lain-lain, serta dalam ... ... Ensiklopedia Modern
