Fluor

Fluor, F, je nekovový plyn, žlutozelené barvy. Je značně reaktivní a extrémně korozivní, kvůli problémům s transportem se nejčastěji spotřebovává na místě výroby. Čistý fluor byl připraven až roku 1886 elektrolýzou roztoku KHF2 v HF. Fluor a sloučeniny fluoru leptají sklo, proto se s nimi pracuje v plastových aparaturách.

Na zemi se vyskytuje poměrně vzácně, nejčastěji v kazivci CaF2 a fluoroapatitu Ca5(PO4)3F. Nejčastěji využíváná sloučenina fluoru je kyselina fluorovodíková HF a také kryolit Na3AlF6, který se používá při elektrolytické výrobě hliníku.

Vlastnosti fluoru
Atomové číslo 9 Počet stabilních izotopů 1
Atomová hmotnost 18,998403 Elektronová konfigurace [He] 2s2 2p5
Teplota tání [°C] -218,62 Teplota varu [°C] -188,12
Elektronegativita 3,98 Hustota [kg.m-3] 1,696

 

Výroba

Průmyslová výroba větších množství fluoru se provádí elektrolýzou směsi KF/HF. Vodíkové a fluoridové ionty jsou redukovány a oxidovány za vzniku vodíku a fluoru. Elektrolýza probíhá při teplotě 70-130 °C. KF má roli katalyzátoru, samotný HF nelze elektrolyzovat.[14]

Menší množství fluoru lze připravit reakcí manganistanu draselného s fluoridem draselným v prostředí kyseliny fluorovodíkové a následným rozkladem produktu pomocí silně Lewisovsky kyselého fluoridu antimoničného.[15]

2 KMnO4 + 2 KF + 10 HF + 3 H2O2 → 2 K2MnF6 + 8 H2O + 3 O2

2 K2MnF6 + 4 SbF5 → 4 KSbF6 + 2 MnF3 + F2

 

Chemie fluoru

Chemie fluoru je velice bohatá a je jí věnováno velké množství článků a knih. Pro zájemce doporučuji Chemii prvků od Greenwooda nebo Anorganickou chemii (Housecraft a Sharpe).

Anorganické sloučeniny

Binární fluoridy známe v široké paletě stechiometrických poměrů od C4F až po IF7 (XeF8 ?). Fluoridy se často používají jako fluorační činidla, jako náhrada elementárního fluoru, který je drahý a velmi špatně se s ním pracuje. Fluorační síla klesá v řadě: ClF3 > BrF5 > IF7 > ClF > BrF3 >IF5.

Mimo fluoridů tvoří fluor i bifluoridový anion, HF2. Struktura aniontu je lineární, [F-H-F].

Sloučeniny se vzácnými plyny

Vzácné plyny netvoří příliš mnoho sloučenin, většina jich obsahuje právě fluor. První připravenou sloučeninou vzácného plynu byl Xe[PtF6].[16]

Organické sloučeniny

V praxi se často setkáváme s teflonem, což je polymer obsahující fluor – polytetrafluorethylen [—CF2—CF2—]n. Využívá se jak při výrobě kuchyňského nádobí, tak u vysoce odolných chemických aparatur.

NMR

Fluor je monoizotopický prvek, citlivost v NMR se blíží citlivosti 1H. Poskytuje úzké signály, rozsah chemických posunů je poměrně široký.

19F
Spin 1/2
Zastoupení v přírodě [%] 100
Citlivost vzhledem k 1H 0,834
Citlivost vzhledem k 13C 4716
Rezonanční frekvence v poli 1 T 40,0776
Rozsah chemických posunů 700 ppm; -300 až 400 ppm

19F chemické posuny

Sloučenina Posun [ppm] Sloučenina Posun [ppm]
XeF4 438 CF2 -40-(-120)
F2 423 C=C-F -50-(-220)
XeF2 258 ArF -100-(-200)
NF3 147 R-F -120-(-260)
C=N-F 140-(-70) BF3 -124
O=C-F 60-20 C6F6 -163
HF 40 MeF -270

Anorganické fluoridy ve vodném prostředí vytvářejí komplexní anionty jejichž složení a chemický posun závisí na koncentraci. Proto nejsou příliš vhodné pro kalibraci spektrometru.

19F NMR zředěného roztoku KF v D2O

19F NMR zředěného roztoku KF v D2O

Odkazy

  1. V přírodě byl nalezen elementární fluor
  2. Fluorid bromný – BrF
  3. The rate of the F + H2 reaction at very low temperatures
  4. Fluor na české wikipedii
  5. Fluor na anglické wikipedii
  6. 19F NMR
  7. The 19F NMR shifts are not a measure for the nakedness of the fluoride anion
  8. 19F-NMR solid state investigations of monovalent alkali metal fluorides and tetra-alkylammonium fluorides
  9. Fluorine-19 magic-angle spinning NMR
  10. Applications of 19F multidimensional NMR
  11. Comparison of 1H–19F two-dimensional NMR scalar coupling correlation pulse sequences
  12. 19F DOSY NMR analysis for spin systems with nJFF couplings
  13. 19F NMR Fingerprints: Identification of Neutral Organic Compounds in a Molecular Container
  14. Accounting for Fluorine: Production, Use, and Loss
  15. Chemical synthesis of elemental fluorine
  16. Xe[PtF6]

Navigace

H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

One thought on “Fluor

  1. Pingback: Fluorido-iontové baterie | Blog a web o chemii, elektronice a programování

Leave a Reply