Fluorin

Sifat utama

Fluorin tulen (F₂) adalah gas kuning pucat yang menghakis dan merupakan agen pengoksidaan yang kuat. Ia merupakan unsur yang paling reaktif dan elektronegatif di antara semua unsur, dan sedia untuk membentuk sebatian dengan kebanyakan unsur. Malahan, fluorin juga boleh bergabung dengan gas-gas nadir seperti kripton, xenon, dan radon. Ia juga dapat bertindak balas dengan hidrogen dan menghasilkan letupan dalam keadaan yang sejuk dan gelap. Ia amatlah reaktif sehinggakan kaca, logam-logam dan juga air, serta lain-lain bahan terbakar dengan nyalaan terang dalam jet gas fluorin. Ia amatlah reaktif untuk hadir dalam bentuk unsur dan mempunyai afiniti atau kecitaan terhadap kebanyakan unsur, termasuklah silikon, menyebabkannya tidak dapat disediakan di dalam bekas kaca. Dalam udara lembap ia bertindak balas dengar air untuk membentuk asid hidrofluorik yang juga adalah berbahaya.
Dalam larutan akueus/berair, fluorin biasanya hadir dalam bentuk ion fluorida F⁻. Bentuk-bentuk yang lain adalah kompleks fluoro, seperti [FeF₄]⁻, dan H₂F⁺.
Fluorida adalah sebatian yang menggabungkan fluorida dengan pasangan bercas positif yang lain. Ia biasanya terdiri daripada ion-ion. Sebatian fluorin dengan logam adalah merupakan antara garam-garam yang paling stabil di antara semua garam.

Sejarah

Fluorin dalam bentuk fluorspar (kalsium fluorida) diperincikan pada tahun 1529 oleh Georgius Agricola oleh kerana penggunaanya sebagai fluks, iaitu bahan yang menggalakkan pelakuran logam atau mineral. Pada tahun 1670 Schwandhard mendapati bahawa kaca akan terpunar apabila didedahkan kepada fluorspar yang dirawat dengan asid. Karl Scheele dan ramai lagi pengkaji terkemudian, termasuklah Humphry Davy, Gay-Lussac, Antoine Lavoisier, dan Louis Thenard semuanya pernah menjalankan eksperimen dengan asid hidrofluorik, yang senang didapati dengan mengolahkan kalsium fluorida (fluorspar) dengan asid sulfurik pekat.
Ia kemudiannya disedari bahawa asid hidrofluorik mengandungi unsur yang tidak pernah diketahui. Unsur ini tidak pernah diasingkan bertahun-tahun lamanya kerana sifatnya yang sangat reaktif - ia diasingkan dengan sukarnya daripada sebatiannya tetapi kemudiannya terus bertindak balas dengan bahan-bahan lain di dalam sebatian tersebut. Akhirnya pada tahun 1886 fluorin berjaya diasingkan oleh Henri Moissan setelah usaha yang berterusan selama hampir 74 tahun. Ia merupakan usaha yang mengorbankan kesihatan dan juga kehidupan sesetengah pengkaji, dan untuk Moissan, usaha ini telah melayakkannya mendapat Anugerah Nobel pada tahun 1906 untuk bidang kimia.
Penghasilan fluorin secara besar-besaran yang pertama adalah diperlukan untuk pembuatan bom atom dalam projek Manhattan dalam Perang Dunia kedua di mana sebatian uranium hexafluorida (UF₆) digunakan untuk mengasingkan isotop-isotop uranium iaitu ²³⁵U dan ²³⁸U. Pada masa kini, proses pembauran bergas dan proses emparan gas kedua-duanya menggunakan gas (UF₆) untuk menghasilkan uranium diperkaya untuk penggunaannya dalam kuasa nuklear.
Penerbitan fluorin bentuk unsur daripada asid hidrofluorik adalah sangat berbahaya, yang pernah membunuh atau membutakan beberapa ahli penyelidik dalam percubaan awal kajian halogen ini. Orang-orang ini digelar sebagai "Korban Fluorin".

Langkah pengawasan

Kedua-dua fluorin dan HF haruslah dikendalikan dengan cermat dan sentuhan dengan kulit atau mata haruslah dielakkan. Semua alat mestilah dipasifkan sebelum didedahkan kepada fluorin.
Sentuhan dengan kulit yang terdedah mungkin boleh menyebabkan molekul HF dengan cepatnya bergerak menerusi kulit dan daging seterusnya ke tulang, di mana ia akan bertindak balas dengan kalsium, dan menyebabkan kerosakan kekal pada tulang, diikuti dengan kardium terhenti yang diakibatkan oleh perubahan kimia yang mengejut di dalam badan.
Kedua-dua unsur fluorin dan ion fluorin adalah sangat beracun. Apabila ia merupakan unsur bebas, fluorin mempunyai sifat bau yang sengit yang boleh dikesan pada kepekatan serendah 20 nL/L. Pengesyoran kepekatan maksimum yang dibenarkan untuk pendedahan berpemberat masa selama 8 jam sehari ialah 1 µL/L (bahagian per juta mengikut isipadu) (lebih rendah daripada, contohnya, hidrogen sianida).
Fluorin merupakan pengoksida yang kuat dan boleh menyebabkan bahan berorganik, bahan boleh terbakar, dan bahan-bahan yang mudah ternyala untuk menyala. Akan tetapi, pengendalian berhati-hati membolehkan pengangkutan bertan-tan cecair fluorin.

Penyediaan

Fluorin bentuk unsur disediakan secara industri daripada proses asal yang diperkenalkan oleh Moissan: elektrolisis HF kontang di mana KHF₂ telah dahulunya dilarutkan untuk membekalkan ion secukupnya untuk konduksi berlaku.
Pada tahun 1986, semasa bersedia untuk persidangan menyambut ulang tahun ke-100 penemuan fluorin, Karl Christe menjumpai penyediaan yang hanya berdasarkan kimia dengan memberi tindak balas antara K₂MnF₆ dan SbF₅ dalam larutan HF kontang pada suhu 150 °C. Ini bukanlah sintesis yang praktikal, tetapi hanya menunjukkan bahawa elektrolisis tidak penting dalam proses ini.