Fluor

El fluor és un element químic de nombre atòmic 9, situat en el grup dels halògens (grup 17) de la taula periòdica. El seu símbol és F.

És un gas a temperatura ambient, de color groc pàl·lid (absència de llum solar), format per molècules diatòmiques F₂. És el més electronegatiu i reactiu de tots els elements. En forma pura és altament perillós: causa greus cremades químiques en contacte amb la pell.

Característiques principals 
El fluor és un gas corrosiu de color groc pàl·lid (absència de llum solar), fortament oxidant. És l'element més electronegatiu i reactiu i forma compostos amb pràcticament tota la resta d'elements, incloent-hi els gasos nobles xenó i radó. Fins i tot, en absència de llum i a baixes temperatures, el fluor reacciona explosivament amb l'hidrogen. Sota un raig de fluor dental en estat gasós, el vidre, metalls, aigua i altres substàncies com l'orina d'elefant (amb grans dosis d'urea), cremen en una flama brillant i inapagable. Sempre es troba en la natura combinat i té tal afinitat per altres elements, inclús el silici, que no es pot guardar en recipients de vidre, ja que reacciona amb ell malmetent el recipient.

En dissolució aquosa, el fluor es presenta normalment en forma de ió fluorur, F-. Altres formes són fluorocomplexes com el [FeF₄]-, o el H₂F+.

Els fluorurs són compostos en els quals el ió fluorur es combina amb algun ió carregat positivament.

El fluor és un element químic essencial per a l'ésser humà.

Aplicacions 
 El politetrafluoroetilè (PTFE), també denominat tefló, s'obté amb la polimerització de clorodifluorometà, el qual s'obté a partir de la fluoració del corresponent derivat halogenat amb fluorur d'hidrogen, HF.
 També a partir de HF s'obtenen clorofluorocarburs (CFCs) (prohibits per la seva contribució en el forat de la capa d'ozó), hidroclorofluorocarburs (HCFCs) i hidrofluorocarburs (HFCs).
 El fluorur d'hidrogen s'empra per a fer crionitzacions.
 S'empra fluor en la síntesi de l'hexafluorur d'urani, UF₆, que s'empra en l'enriquiment en 235U, usat en aplicacions d'energia nuclear.
 El fluorur d'hidrogen s'empra en l'obtenció de criolita sintètica, Na₃AlF₆, la qual s'usa en el procés d'obtenció d'alumini.
 Hi ha distintes sals de fluor amb variades aplicacions. El fluorur de sodi, NaF, s'empra com a agent fluorant; el fluorur d'amoni i hidrogen, NH₄HF₂, s'empra en el tractament de superfícies, anoditzat de l'alumini, o en la indústria del vidre; el trifluorur de bor, BF₃, s'empra com a catalitzador; etc.
 Alguns fluorurs s'afegeixen a la pasta de dents i a l'aigua potable per a la prevenció de la càries.
 S'empra fluor monoatòmic en la fabricació de semiconductors.
 Té una gran quantitat d'ULA, una substància terriblement addictiva que s'usa per a produir forts al·lucinògens.
 L'hexafluorur de sofre, SF₆, és un gas dielèctric amb aplicacions electròniques. Aquest gas contribueix a l'efecte d'hivernacle i està inclòs en el protocol de Kioto.

Història 

El fluor (del llatí fluere, que significa 'fluir'), formant part del mineral fluorita, CaF₂, va ser descrit el 1529 per Georgius Agricola pel seu ús com a fundent, emprat per a aconseguir la fusió de metalls o minerals. El 1670, Schwandhard va observar que s'aconseguia gravar el vidre, quan aquest era exposat a fluorita que havia sigut tractada amb àcid. Karl Scheele i molts investigadors posteriors, per exemple Humphry Davy, Gay-Lussac, Antoine L. Lavoisier o Louis J. Thénard, van realitzar experiments amb l'àcid fluorhídric (alguns d'aquests van acabar en tragèdia).

No es va aconseguir aïllar-lo fins molts anys després, pel fet que quan se separava d'algun dels seus compostos, immediatament reaccionava amb altres substàncies. Finalment, el 1886, el químic francès Henri Moissan el va aconseguir aïllar. El 1906, dos mesos abans de la seva mort, Moissan va rebre el Premi Nobel de Química, en reconeixement als grans serveis prestats per ell en la seva investigació i aïllament de l'element fluor.

La primera producció comercial de fluor va ser per a la bomba atòmica del projecte Manhattan, en l'obtenció d'hexafluorur d'urani, UF₆, emprat per a la separació d'isòtops d'urani. Aquest procés es continua emprant per a aplicacions d'energia nuclear.

Abundància i obtenció 
El fluor és l'halogen més abundant en l'escorça terrestre, amb una concentració de 950 ppm. En l'aigua de mar es troba en una proporció d'aproximadament 1,3 ppm. Els minerals més importants en què està present són la fluorita, CaF₂, la fluorapatita, Ca₅(PO₄)₃F i la criolita, Na₃AlF₆.

El fluor s'obté mitjançant electròlisi d'una mescla d'HF i KF. Es produeix l'oxidació dels fluorurs:
2F- - 2e- → F₂
En el càtode es descarrega hidrogen, per la qual cosa és necessari evitar que entrin en contacte aquests dos gasos perquè no hi hagi risc d'explosió.

Compostos 
S'empren nombrosos compostos orgànics en els quals s'han substituït formalment àtoms d'hidrogen per àtoms de fluor. Hi ha diferents formes d'obtenir-los, per exemple mitjançant reaccions de substitució d'altres halògens: CHCl₃ + 2HF → CHClF₂ + 2HCl
 Els CFC s'han emprat en una àmplia varietat d'aplicacions, per exemple com a refrigerants, propel·lents, agents escumants, aïllants, etc., però pel fet que contribueixen a la destrucció de la capa d'ozó s'han anat substituint per altres compostos químics, com els HCF. Els HCFC també se n'empren com a substituts, però també destrueixen la capa d'ozó, encara que en menor mesura a llarg termini.
 El politetrafluoroetilè (PTFE) és un polímer denominat comunament tefló.
L'àcid fluorhídric és una dissolució de fluorur d'hidrogen en aigua. És un àcid dèbil, però molt més perillós que àcids forts com el clorhídric. L'hexafluorur d'urani, UF₆, és un gas a temperatura ambient que s'empra per a la separació d'isòtops d'urani. El fluor forma compostos amb altres halògens que presenten l'estat d'oxidació -1, per exemple, IF₇, BrF₅, BrF₃, ClF, etcètera. La criolita natural, Na₃AlF₆, és un mineral que conté fluorurs. S'extreia a Groenlàndia, però ara està pràcticament exhaurida, per la qual cosa s'obté sintèticament per ser emprada en l'obtenció d'alumini.

Paper biològic 
El fluor és un oligoelement en mamífers en la seva forma de fluorur. S'acumula en ossos i dents donant-los una major resistència. S'afegeixen fluorurs en petites quantitats en pastes dentals i en aigües de consum per evitar l'aparició de càries.

Isòtops 
El fluor té un únic isòtop natural, el 19F. Aquest isòtop té un nombre quàntic de spin nuclear d'1/2 i es pot emprar en espectroscòpia de ressonància magnètica nuclear. Se sol emprar com a compost de referència el triclorofluorometà, CFCl₃.

Precaucions 
El fluor i l'HF han de ser manejats amb gran atenció i cal evitar totalment qualsevol contacte amb la pell o amb els ulls.

Tant el fluor com els ions fluorur són altament tòxics. El fluor presenta una característica olor acre i és detectable a concentracions tan baixes com 0,02 ppm, valor inferior als límits d'exposició recomanats en el treball.

Notes

Referències

Bibliografia

Enllaços externs 

 WebElements.com - Fluor .
 EnvironmentalChemistry.com - Fluor .
 És Elemental - Fluor .