Фтор F впервые выделен в свободном состоянии в 1886 году (Анри Муассан, Франция) при электролизе фторида калия в жидком фтороводороде. Распространение фтора в природе. Фтор встречается только в химически связанном виде, главным образом в минералах.

Минералы фтора: флюорит (плавиковый шпат) CaF₂; криолит Na₃[AlF₆]; фторапатит 3Ca₃(PO₄)₂*CaF₂, или Ca₅(PO₄)₃F

Физиологическое действие фтора. Фторапатит содержится в небольших количествах в костях и зубах. При употреблении питьевой воды, содержащей мало фтора, может развиваться кариес зубов. Растворимые фториды ядовиты; многие органические соединения фтора, такие как фторуглероды CCl₂F₂, наоборот, абсолютно безвредны для человека, но есть и ядовитые соединения, например монофторуксусная кислота CH₂F-COOH.

Получение фтора.

1. Электролиз фторида калия KF в жидком фтороводороде с применением специальных графитовых или никелевых анодов в аппаратах, изготовленных из магния или меди (на поверхности этих металлов образуется защитная фторидная пленка).
2. Нагревание некоторых фторидов, в которых степень окисления металла в катионе является неустойчивой для данного элемента, например фторида кобальта(III):

2CoF₃ = 2CoF₂ + F₂

Свойства фтора. Простое вещество фтор F₂ – бледно-желто-зеленый газ с очень резким запахом. Фтор – самый реакционноспособный неметалл; соединяется со всеми другими элементами, кроме Не, Ne и Аг, и образует соответствующие фториды. Реагирует с водородом при низких, порядка -200*С, температурах без взрыва. Вытесняет остальные галогены и кислород из их соединений с водородом и металлами, например разлагает воду:

2H₂O + 2F₂ = 4HF + O₂

Применение фтора. Впервые фтор был использован в 1941 году для получения UF₆ и далее для разделения изотопов урана по летучести их фторидов. Используется для фторирования органических соединений, для получения высокотемпературного пламени (например, при горении водорода во фторе достигается температура 3700*С).

Соединения фтора

Фтороводород HF – бесцветный газ с удушающе кислым запахом, во влажном воздухе образует туман. При -19,6*С сжижается. Ниже 90*С фтороводород ассоциирован, например, до H₂F₂. Получают фтороводород из фторидов, например технического флюорита, действием концентрированной серной кислоты:

CaF₂ + H₂SO₄ = CaSO₄ + 2HF

а также как побочный продукт в производстве суперфосфата из апатита. Фтороводород разъедает стекло и другие силикаты с образованием газообразного SiF₄:

SiO₂ + 4HF = SiF₄ + 2H₂O

Применяют для изготовления матового стекла и для получения других соединений фтора, например различных фторуглеродов н фторопластов.

Фтороводородная кислота – водный раствор фтороводорода, концентрированные растворы HF называют плавиковая кислота. Промышленность выпускает 72%, 50% и 40% растворы фтороводородной кислоты. Фтороводородная кислота – кислота средней силы. Фтороводородную кислоту хранят в полиэтиленовой посуде. Ядовита и вызывает болезненные ожоги и язвы. Плавиковую кислоту применяют для изготовления надписей на стекле, для травления чугуна, для получения других соединений фтора.

Фториды

Фториды – это соединения элементов с фтором.

Фторид натрия NaF – твердое вещество, с температурой плавления 922*С. Ядовит! Предохраняет древесину от гниения; добавляется в небольших дозах в питьевую воду для предупреждения кариеса зубов.

Фторид кальция CaF₂ имеет температуру плавления 1403*С в природе встречается в виде минерала флюорита, в отличие от других галогенидов кальция CaF₂ мало растворим в воде. Используется в металлургии как компонент флюсов.

Гексафторалюминат(III) натрия Na₃[AlF₆] встречается в природе в виде минерала криолита; в больших количествах синтезируется искусственно и используется как среда (в расплавленном состоянии) в производстве алюминия из Al₂O₃. Для всех щелочных элементов и для аммония известны комплексные гидродифториды, например K[HF₂].

Комплексные фторсодержащие кислоты: тетрафтороборат(III) водорода H[BF₄] и гексафторосиликат(IV) водорода (гексафторокремниевая кислота) H₂[SiF₆].

Обнаружение фторидов: сухой анализируемый образец нагревают с концентрированной H₂SO₄ в сухой пробирке; при наличии фторидов кислота перестает смачивать стекло и собирается в виде капель как вода на жирной поверхности.

---