ฟลูออรีน: ประวัติคุณสมบัติโครงสร้างการได้รับความเสี่ยงการใช้งาน - เคมี - 2026

ฟลูออรีนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีสัญลักษณ์ F และ 17 นำไปสู่กลุ่มที่เป็นฮาโลเจน มีความโดดเด่นเหนือองค์ประกอบอื่น ๆ ของตารางธาตุเนื่องจากมีปฏิกิริยาและอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากที่สุด มันทำปฏิกิริยากับอะตอมเกือบทั้งหมดดังนั้นจึงมีเกลือและสารประกอบออร์แกโนฟลูออไรด์จำนวนไม่ จำกัด

ภายใต้สภาวะปกติจะเป็นก๊าซสีเหลืองอ่อนซึ่งอาจสับสนกับสีเขียวอมเหลือง ในสถานะของเหลวดังแสดงในภาพด้านล่างสีเหลืองของมันจะทวีความรุนแรงขึ้นอีกเล็กน้อยซึ่งจะหายไปอย่างสมบูรณ์เมื่อแข็งตัวที่จุดเยือกแข็ง

ฟลูออรีนเหลวในหลอดทดลอง ที่มา: Fulvio314

นั่นคือปฏิกิริยาของมันแม้จะมีลักษณะที่ระเหยได้ของก๊าซ แต่ก็ยังคงติดอยู่ในเปลือกโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรูปแบบของแร่ฟลูออไรต์ซึ่งรู้จักกันดีในเรื่องผลึกสีม่วง นอกจากนี้การเกิดปฏิกิริยาทำให้เป็นสารอันตราย มันตอบสนองอย่างรุนแรงต่อทุกสิ่งที่สัมผัสและเผาไหม้เป็นเปลวไฟ

อย่างไรก็ตามผลพลอยได้หลายอย่างอาจไม่เป็นอันตรายและเป็นประโยชน์ขึ้นอยู่กับการใช้งาน ตัวอย่างเช่นการใช้ฟลูออไรด์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดซึ่งเพิ่มในรูปไอออนิกหรือแร่ธาตุ (เช่นเกลือฟลูออไรด์) คือการเตรียมยาสีฟันผสมฟลูออไรด์ซึ่งช่วยปกป้องเคลือบฟัน

ฟลูออรีนมีลักษณะเฉพาะที่สามารถทำให้ตัวเลขสูงหรือสถานะออกซิเดชันคงที่สำหรับองค์ประกอบอื่น ๆ ยิ่งจำนวนอะตอมของฟลูออรีนสูงขึ้นสารประกอบก็จะยิ่งมีปฏิกิริยามากขึ้น (เว้นแต่จะเป็นโพลีเมอร์) ในทำนองเดียวกันผลของเมทริกซ์โมเลกุลจะเพิ่มขึ้น ดีขึ้นหรือแย่ลง

ประวัติศาสตร์

การใช้ฟลูออไรต์

ในปี 1530 Georgius Agricola นักแร่วิทยาชาวเยอรมันค้นพบว่าแร่ fluorspar สามารถใช้ในการทำให้โลหะบริสุทธิ์ได้ Fluorspar เป็นอีกชื่อหนึ่งของฟลูออไรต์ซึ่งเป็นแร่ฟลูออรีนที่ประกอบด้วยแคลเซียมฟลูออไรด์ (CaF ₂ )

องค์ประกอบฟลูออรีนยังไม่ถูกค้นพบในเวลานั้นและ "fluoir" ในฟลูออไรต์มาจากคำภาษาละติน "fluere" ซึ่งแปลว่า "to flow"; เนื่องจากนี่คือสิ่งที่ fluorspar หรือฟลูออไรต์ทำกับโลหะอย่างแม่นยำ: ช่วยให้พวกเขาออกจากตัวอย่างได้

การเตรียมกรดไฮโดรฟลูออริก

ในปี 1764 Andreas Sigismud Margraff ประสบความสำเร็จในการเตรียมกรดไฮโดรฟลูออริกให้ความร้อนฟลูออไรต์ด้วยกรดซัลฟิวริก แก้วตอบโต้ถูกละลายโดยการกระทำของกรดดังนั้นแก้วจึงถูกแทนที่ด้วยโลหะ

นอกจากนี้ยังเป็นผลมาจาก Carl Scheele ในปี 1771 การเตรียมกรดด้วยวิธีการเดียวกันตามด้วย Margraff ในปี 1809 อังเดร - มารีแอมแปร์นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสเสนอว่ากรดฟลูออริกหรือกรดไฮโดรฟลูออริกเป็นสารประกอบที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนและเป็นองค์ประกอบใหม่ที่คล้ายกับคลอรีน

นักวิทยาศาสตร์พยายามแยกฟลูออไรด์โดยใช้กรดไฮโดรฟลูออริกเป็นเวลานาน แต่ความอันตรายทำให้ความก้าวหน้าในแง่นี้ทำได้ยาก

Humphry Davy, Joseph Louis Gay-Lussac และ Jacques Thénardมีอาการปวดอย่างรุนแรงเมื่อสูดดมไฮโดรเจนฟลูออไรด์ (กรดไฮโดรฟลูออริกโดยไม่ใช้น้ำและในรูปก๊าซ) นักวิทยาศาสตร์ Paulin Louyet และ Jerome Nickles เสียชีวิตด้วยพิษภายใต้สถานการณ์ที่คล้ายคลึงกัน

Edmond Frémyนักวิจัยชาวฝรั่งเศสพยายามสร้างกรดไฮโดรฟลูออริกแบบแห้งเพื่อหลีกเลี่ยงความเป็นพิษของไฮโดรเจนฟลูออไรด์โดยการทำให้เป็นกรดโพแทสเซียมไบฟลูออไรด์ (KHF ₂ ) แต่ในระหว่างการอิเล็กโทรไลซิสไม่มีการนำกระแสไฟฟ้า

การแยกตัว

ในปีพ. ศ. 2403 จอร์จกอร์นักเคมีชาวอังกฤษได้พยายามอิเล็กโทรลิซิสแห้งกรดไฮโดรฟลูออริกและประสบความสำเร็จในการแยกก๊าซฟลูออรีนจำนวนเล็กน้อย อย่างไรก็ตามการระเบิดเกิดขึ้นเมื่อไฮโดรเจนและฟลูออรีนรวมตัวกันใหม่อย่างรุนแรง Gore ระบุว่าการระเบิดเป็นการรั่วไหลของออกซิเจน

ในปีพ. ศ. 2429 อองรีมอยซองนักเคมีชาวฝรั่งเศสประสบความสำเร็จในการแยกฟลูออรีนเป็นครั้งแรก ก่อนหน้านี้งานของ Moisson ถูกขัดจังหวะสี่ครั้งโดยพิษของไฮโดรเจนฟลูออไรด์อย่างรุนแรงในขณะที่พยายามแยกองค์ประกอบ

มอยซองเป็นนักเรียนของเฟรมีและอาศัยการทดลองของเขาเพื่อแยกฟลูออรีน Moisson ใช้ส่วนผสมของโพแทสเซียมฟลูออไรด์และกรดไฮโดรฟลูออริกในการอิเล็กโทรลิซิส วิธีการแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นดำเนินการไฟฟ้าและก๊าซฟลูออรีนที่รวบรวมที่ขั้วบวก นั่นคือที่ขั้วไฟฟ้าที่มีประจุบวก

Moisson ใช้อุปกรณ์ป้องกันการกัดกร่อนซึ่งอิเล็กโทรดทำจากโลหะผสมของทองคำขาวและอิริเดียม ในการอิเล็กโทรลิซิสเขาใช้ภาชนะทองคำขาวและทำให้สารละลายอิเล็กโทรไลต์เย็นลงที่อุณหภูมิ-23ºF (-31ºC)

ในที่สุดเมื่อวันที่ 26 มิถุนายน พ.ศ. 2429 Henri Moissson ประสบความสำเร็จในการแยกฟลูออรีนซึ่งเป็นผลงานที่ทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลในปี พ.ศ. 2449

ความสนใจในฟลูออไรด์

ความสนใจในการวิจัยฟลูออไรด์หายไปชั่วขณะ อย่างไรก็ตามการพัฒนาโครงการแมนฮัตตันเพื่อผลิตระเบิดปรมาณูได้กระตุ้นให้เกิดขึ้นอีกครั้ง

บริษัท อเมริกันดูปองท์ได้พัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มีฟลูออรีนเช่นคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (Freon-12) ซึ่งใช้เป็นสารทำความเย็นในระหว่างปี พ.ศ. 2473 ถึง พ.ศ. 2483 และพลาสติกโพลีเตตราฟลูออโรเอทิลีนหรือที่รู้จักกันดีในชื่อเทฟลอน สิ่งนี้ทำให้การผลิตและการบริโภคฟลูออรีนเพิ่มขึ้น

ในปี 1986 ในที่ประชุมเพื่อทำเครื่องหมายศตวรรษของการแยกของฟลูออรีน, นักเคมีชาวอเมริกันคาร์ล O คริสต์นำเสนอวิธีการทางเคมีสำหรับการเตรียมความพร้อมของฟลูออรีนจากปฏิกิริยาระหว่างภาคที่₂เอม₆และ SBF 5

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

การปรากฏ

ฟลูออรีนเป็นก๊าซสีเหลืองอ่อน ในสภาพของเหลวจะมีสีเหลืองสดใส ในขณะเดียวกันของแข็งอาจเป็นทึบแสง (อัลฟา) หรือโปร่งใส (เบต้า)

เลขอะตอม (Z)

9

น้ำหนักอะตอม

18,998 ยู.

จุดหลอมเหลว

-219.67 องศาเซลเซียส

จุดเดือด

-188.11 องศาเซลเซียส

ความหนาแน่น

ที่อุณหภูมิห้อง: 1.696 g / L.

ที่จุดหลอมเหลว (ของเหลว): 1.505 g / mL.

ความร้อนของการกลายเป็นไอ

6.51 กิโลจูล / โมล

ความจุของแคลอรี่โมลาร์

31 J / (โมล K)

ความดันไอ

ที่อุณหภูมิ 58 K มีความดันไอ 986.92 atm

การนำความร้อน

0.0277 W / (ม. K)

คำสั่งแม่เหล็ก

แม่เหล็ก

กลิ่น

ลักษณะเฉพาะของกลิ่นฉุนและกลิ่นฉุนตรวจจับได้แม้ที่ 20 ppb

เลขออกซิเดชัน

-1 ซึ่งสอดคล้องกับไอออนฟลูออไรน์-

พลังงานไอออไนเซชัน

- แรก: 1,681 กิโลจูล / โมล

- วินาที: 3,374 กิโลจูล / โมล

- ประการที่สาม: 6.147 KJ / mol

อิเล็ก

3.98 ในระดับ Pauling

เป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงที่สุด นั่นคือมันมีความสัมพันธ์กันสูงสำหรับอิเล็กตรอนของอะตอมที่มันสร้างพันธะ ด้วยเหตุนี้อะตอมของฟลูออรีนจึงสร้างโมเมนต์ไดโพลขนาดใหญ่ในบริเวณเฉพาะของโมเลกุล

อิเล็กโตรเนกาติวิตีของมันยังมีผลกระทบอีกประการหนึ่งคืออะตอมที่ผูกพันกับมันจะสูญเสียความหนาแน่นของอิเล็กตรอนไปมากจนพวกมันเริ่มได้รับประจุบวก นี่คือเลขออกซิเดชันบวก ยิ่งมีอะตอมของฟลูออรีนในสารประกอบมากเท่าใดอะตอมกลางก็จะมีเลขออกซิเดชันเป็นบวกมากขึ้น

ตัวอย่างเช่นใน OF ₂ออกซิเจนมีเลขออกซิเดชันเป็น +2 (O ²⁺ F ₂ ^- ); ใน UF ₆ยูเรเนียมมีเลขออกซิเดชันเป็น +6 (U ⁶⁺ F ₆ ^- ) สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับกำมะถันใน SF ₆ (S ⁶⁺ F ₆ ^- ); และในที่สุดก็มี AgF ₂ซึ่งเงินยังมีเลขออกซิเดชันเป็น +2 ซึ่งหายากสำหรับมัน

ดังนั้นองค์ประกอบจึงมีส่วนร่วมกับเลขออกซิเดชันที่เป็นบวกมากที่สุดเมื่อสร้างสารประกอบด้วยฟลูออรีน

ออกซิไดซ์

ฟลูออรีนเป็นองค์ประกอบออกซิไดซ์ที่ทรงพลังที่สุดดังนั้นจึงไม่มีสารใดสามารถออกซิไดซ์ได้ และด้วยเหตุนี้จึงไม่เป็นอิสระโดยธรรมชาติ

การเกิดปฏิกิริยา

ฟลูออรีนสามารถรวมกับองค์ประกอบอื่น ๆ ทั้งหมดยกเว้นฮีเลียมนีออนและอาร์กอน นอกจากนี้ยังไม่โจมตีเหล็กอ่อนหรือทองแดงที่อุณหภูมิปกติ ทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับวัสดุอินทรีย์เช่นยางไม้และผ้า

ฟลูออรีนสามารถทำปฏิกิริยากับก๊าซซีนอนเกียรติในรูปแบบ difluoride อนุมูลอิสระซีนอนแข็งแกร่ง XeF 2 นอกจากนี้ยังทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเพื่อสร้างเฮไลด์ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ HF ในทางกลับกันไฮโดรเจนฟลูออไรด์ละลายในน้ำเพื่อผลิตกรดไฮโดรฟลูออริกที่มีชื่อเสียง (เหมือนแก้ว)

ความเป็นกรดของกรดที่เป็นกรดจัดตามลำดับที่เพิ่มขึ้นคือ:

HF <HCl <HBr <HI

ทำปฏิกิริยากับกรดไนตริกฟลูออรีนในรูปแบบไนเตรตฟลูออรีน FNO 3 ในขณะที่ทำปฏิกิริยากรดไฮโดรคลออย่างจริงจังกับฟลูออรีนในรูปแบบ HF ของ₂และ clf 3

โครงสร้างและการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์

โมเลกุลไดอะตอม

โมเลกุลของฟลูออรีนแสดงด้วยแบบจำลองการเติมเชิงพื้นที่ ที่มา: Gabriel Bolívar

อะตอมฟลูออรีนในสถานะพื้นมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเจ็ดตัวซึ่งอยู่ในวงโคจร 2s และ 2p ตามการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์:

2s ² 2p ⁵

ทฤษฎีพันธะวาเลนซ์ (TEV) ระบุว่าอะตอมของฟลูออรีน 2 อะตอมคือ F มีพันธะโควาเลนซ์กับแต่ละอะตอมของเวเลนซ์ที่สมบูรณ์

สิ่งนี้เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วเพราะใช้อิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวในการเปลี่ยนเป็นไอโซอิเล็กทรอนิกส์ให้กับก๊าซมีตระกูลนีออน และอะตอมของมันมีขนาดเล็กมากโดยมีประจุนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพสูงมากซึ่งเรียกร้องอิเล็กตรอนจากสิ่งแวดล้อมได้ง่าย

โมเลกุล F ₂ (ภาพบน) มีพันธะโควาเลนต์เดี่ยว FF แม้จะมีความเสถียรเมื่อเทียบกับอะตอม F อิสระ แต่ก็เป็นโมเลกุลที่มีปฏิกิริยาสูง homonuclear, apolar และกระหายอิเล็กตรอน นั่นคือเหตุผลที่ฟลูออรีนเช่น F ₂เป็นสายพันธุ์ที่มีพิษและอันตรายมาก

เนื่องจาก F ₂เป็น apolar ปฏิสัมพันธ์ของมันจึงขึ้นอยู่กับมวลโมเลกุลและแรงกระเจิงของลอนดอน เมื่อถึงจุดหนึ่งเมฆอิเล็กทรอนิกส์รอบ ๆ อะตอม F ทั้งสองจะต้องทำให้เสียรูปและกำเนิดไดโพลทันทีที่ชักนำให้เกิดอีกโมเลกุลที่อยู่ใกล้เคียง เพื่อให้พวกเขาดึงดูดกันและกันอย่างช้าๆและอ่อนแอ

ของเหลวและของแข็ง

โมเลกุล F ₂มีขนาดเล็กมากและกระจายไปในอวกาศค่อนข้างเร็ว ในช่วงที่เป็นก๊าซจะมีสีเหลืองอ่อน (ซึ่งอาจสับสนกับสีเขียวมะนาว) เมื่ออุณหภูมิลดลงถึง -188 ° C แรงกระจายจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นทำให้โมเลกุล F ₂รวมตัวกันมากพอที่จะกำหนดของเหลวได้

ฟลูออรีนเหลว (ภาพแรก) มีลักษณะเป็นสีเหลืองมากกว่าก๊าซที่เกี่ยวข้อง ในนั้นโมเลกุล F ₂อยู่ใกล้มากขึ้นและมีปฏิสัมพันธ์กับแสงในระดับที่มากขึ้น ที่น่าสนใจคือเมื่อผลึกฟลูออรีนลูกบาศก์บิดเบี้ยวเกิดขึ้นที่ -220 ° C สีจะจางลงและยังคงเป็นของแข็งโปร่งใส

ตอนนี้โมเลกุลของ F ₂อยู่ใกล้กันมาก (แต่ไม่มีการหยุดการหมุนของโมเลกุล) ดูเหมือนว่าอิเล็กตรอนของพวกมันจะได้รับความเสถียรดังนั้นการกระโดดแบบอิเล็กทรอนิกส์ของพวกมันจึงดีเกินกว่าที่แสงจะทำปฏิกิริยากับคริสตัลได้

ขั้นตอนของผลึก

ลูกบาศก์คริสตัลนี้สอดคล้องกับเฟสβ (ไม่ใช่แอลโลโทรปเพราะยังคงเป็น F ₂เหมือนเดิม) เมื่ออุณหภูมิลดลงมากขึ้นจนถึง -228 ºCฟลูออรีนที่เป็นของแข็งจะผ่านการเปลี่ยนเฟส ลูกบาศก์คริสตัลกลายเป็นโมโนคลินิกระยะα:

โครงสร้างผลึกของเฟสอัลฟาของฟลูออรีน ที่มา: Benjah-bmm27.

ต่างจากβ-F ₂ตรงที่α-F ₂จะทึบแสงและแข็ง บางทีอาจเป็นเพราะโมเลกุล F ₂ไม่มีอิสระในการหมุนในตำแหน่งคงที่ของผลึกโมโนคลินิกอีกต่อไป ที่ซึ่งพวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับแสงในระดับที่มากขึ้น แต่ไม่มีอิเล็กตรอนที่น่าตื่นเต้น (ซึ่งจะอธิบายความทึบของมันอย่างผิวเผิน)

โครงสร้างผลึกของα-F ₂เป็นเรื่องยากที่จะศึกษาโดยวิธีการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์แบบเดิมเนื่องจากการเปลี่ยนจากเฟสβเป็นเฟสαนั้นมีการคายความร้อนสูง เหตุผลว่าทำไมคริสตัลถึงระเบิดในเวลาเดียวกันกับที่มันมีปฏิกิริยากับรังสีเพียงเล็กน้อย

ใช้เวลาประมาณห้าสิบปีก่อนที่นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน (Florian Kraus et al.) จะถอดรหัสโครงสร้างของα-F _{2 ได้}อย่างแม่นยำด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของนิวตรอน

จะหาและรับได้ที่ไหน

ฟลูออรีนอยู่ในอันดับที่ 24 ขององค์ประกอบที่พบมากที่สุดในจักรวาล อย่างไรก็ตามในมวลโลกมีองค์ประกอบ13 ^voโดยมีความเข้มข้น 950 ppm ในเปลือกโลกและความเข้มข้น 1.3 ppm ในน้ำทะเล

ดินมีความเข้มข้นของฟลูออไรด์ระหว่าง 150 ถึง 400 ppm และในบางดินความเข้มข้นสามารถสูงถึง 1,000 ppm ในอากาศในบรรยากาศมีความเข้มข้น 0.6 ppb; แต่มีการบันทึกมากถึง 50 ppb ในบางเมือง

ฟลูออรีนได้มาจากแร่ธาตุ 3 ชนิด ได้แก่ ฟลูออไรต์หรือฟลูออรีน (CaF ₂ ) ฟลูออรีนและไครโอไลต์ (Na ₃ AlF ₆ )

การแปรรูปฟลูออไรต์

หลังจากรวบรวมหินด้วยแร่ฟลูออไรต์แล้วพวกเขาจะต้องผ่านการบดหลักและรอง ด้วยการบดย่อยเศษหินขนาดเล็กมาก

จากนั้นเศษหินจะถูกนำไปที่โรงงานผลิตลูกบอลเพื่อลดปริมาณผง น้ำและรีเอเจนต์จะถูกเติมลงในแป้งซึ่งวางไว้ในถังลอยน้ำ อากาศถูกฉีดเข้าไปภายใต้ความกดดันเพื่อสร้างฟองอากาศดังนั้นฟลูออไรต์จึงลอยอยู่บนผิวน้ำ

ซิลิเกตและคาร์บอเนตจะตกตะกอนในขณะที่รวบรวมฟลูออไรต์และนำไปที่เตาอบ

เมื่อได้ฟลูออไรต์แล้วจะทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเพื่อผลิตไฮโดรเจนฟลูออไรด์:

CaF ₂ + H ₂ SO ₄ => 2 HF + CaSO ₄

อิเล็กโทรลิซิสของไฮโดรเจนฟลูออไรด์

ในการผลิตฟลูออรีนจะใช้วิธีการที่ Moisson ใช้ในปี 1886 ตามด้วยการปรับเปลี่ยนบางอย่าง

อิเล็กโทรลิซิสทำจากส่วนผสมของโพแทสเซียมฟลูออไรด์หลอมเหลวและกรดไฮโดรฟลูออริกโดยมีอัตราส่วนโมลาร์ 1: 2.0 ถึง 1: 2.2 อุณหภูมิของเกลือหลอมเหลวคือ 70-130 ° C

แคโทดประกอบด้วยโลหะผสมโมเนลหรือเหล็กกล้าและแอโนดคือคาร์บอนเดกราไฟต์ กระบวนการผลิตฟลูออรีนระหว่างอิเล็กโทรลิซิสสามารถสรุปได้ดังนี้:

2HF => H ₂ + F ₂

น้ำถูกใช้เพื่อทำให้ห้องอิเล็กโทรลิซิสเย็นลง แต่อุณหภูมิต้องสูงกว่าจุดหลอมเหลวของอิเล็กโทรไลต์เพื่อหลีกเลี่ยงการแข็งตัว ไฮโดรเจนที่ผลิตในอิเล็กโทรลิซิสจะถูกรวบรวมที่แคโทดในขณะที่ฟลูออรีนที่ขั้วบวก

ไอโซโทป

ฟลูออรีนมีไอโซโทป 18 ไอโซโทปโดย¹⁹ F เป็นไอโซโทปที่เสถียรเพียงชนิดเดียวที่มีความอุดมสมบูรณ์ 100% ¹⁸ F มีครึ่งชีวิต 109.77 นาทีและเป็นไอโซโทปกัมมันตรังสีของฟลูออรีนกับครึ่งหนึ่งอีกต่อไป - ชีวิต ¹⁸ F ใช้เป็นแหล่งที่มาของโพสิตรอน

บทบาททางชีวภาพ

ไม่มีกิจกรรมการเผาผลาญของฟลูออรีนในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหรือพืชที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตามพืชและฟองน้ำทะเลบางชนิดสังเคราะห์ monofluoroacetate ซึ่งเป็นสารประกอบที่เป็นพิษซึ่งใช้เป็นตัวป้องกันเพื่อป้องกันการถูกทำลาย

ความเสี่ยง

การบริโภคฟลูออไรด์ในปริมาณที่มากเกินไปมีความสัมพันธ์กับการเกิดฟลูออโรซิสในกระดูกในผู้ใหญ่และโรคฟลูออไรด์ทางทันตกรรมในเด็กรวมถึงการเปลี่ยนแปลงการทำงานของไต ด้วยเหตุนี้ United States Public Health Service (PHS) จึงแนะนำว่าความเข้มข้นของฟลูออไรด์ในน้ำดื่มไม่ควรเกิน 0.7 มก. / ล.

ในขณะเดียวกัน The Us Enviromental Protection Agency (EPA) ระบุว่าความเข้มข้นของฟลูออไรด์ในน้ำดื่มไม่ควรเกิน 4mg / L เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดฟลูออโรซิสในโครงกระดูกซึ่งฟลูออไรด์สะสมในกระดูก ซึ่งอาจทำให้กระดูกอ่อนตัวและหักได้

ฟลูออไรด์เกี่ยวข้องกับความเสียหายต่อต่อมพาราไทรอยด์โดยการลดลงของแคลเซียมในโครงสร้างกระดูกและแคลเซียมในพลาสมาที่มีความเข้มข้นสูง

การเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากฟลูออไรด์ส่วนเกินมีดังต่อไปนี้: ฟลูออโรซิสทางทันตกรรมฟลูออโรซิสในโครงร่างและความเสียหายต่อต่อมพาราไทรอยด์

ฟลูออโรซิสทางทันตกรรม

โรคฟลูออโรซิสทางทันตกรรมเกิดขึ้นกับริ้วหรือจุดเล็ก ๆ ในเคลือบฟัน เด็กอายุต่ำกว่า 6 ปีไม่ควรใช้น้ำยาบ้วนปากที่มีส่วนผสมของฟลูออไรด์

โครงกระดูก fluorosis

ในโครงกระดูก fluorosis สามารถวินิจฉัยความเจ็บปวดและความเสียหายของกระดูกรวมทั้งข้อต่อได้ กระดูกสามารถแข็งตัวและสูญเสียความยืดหยุ่นเพิ่มความเสี่ยงของกระดูกหัก

การประยุกต์ใช้งาน

ยาสีฟัน

เกลืออนินทรีย์บางชนิดของฟลูออไรด์ถูกใช้เป็นสารเติมแต่งในสูตรของยาสีฟันซึ่งแสดงให้เห็นว่าช่วยปกป้องเคลือบฟัน ที่มา: pxhere.

เราเริ่มต้นด้วยหัวข้อเกี่ยวกับการใช้ฟลูออไรด์ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีนั่นคือการทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบของยาสีฟันหลายชนิด นี่ไม่ใช่การใช้งานเพียงอย่างเดียวในกรณีที่ความแตกต่างระหว่างโมเลกุลที่มีพิษและอันตรายสูงF ₂และประจุลบ F ^-สามารถชื่นชมได้ซึ่งขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมอาจเป็นประโยชน์ (แม้ว่าบางครั้งจะไม่)

เมื่อเรากินอาหารโดยเฉพาะขนมหวานแบคทีเรียจะทำลายมันโดยการเพิ่มความเป็นกรดของน้ำลายของเรา จากนั้นมีจุดที่ pH เป็นกรดมากพอที่จะย่อยสลายและกำจัดแร่ธาตุของเคลือบฟัน ไฮดรอกซีอะพาไทต์แตกตัว

อย่างไรก็ตามในกระบวนการนี้ F ^-ไอออนจะโต้ตอบกับ Ca ²⁺เพื่อสร้างเมทริกซ์ fluorapatite มีความเสถียรและทนทานกว่าไฮดรอกซีอะพาไทต์ หรืออย่างน้อยที่สุดนี่คือกลไกที่เสนอเพื่ออธิบายการทำงานของแอนไอออนฟลูออไรด์บนฟัน มีแนวโน้มที่จะซับซ้อนมากขึ้นและมีความสมดุลของไฮดรอกซีแอปาไทต์ - ฟลูออราปาไทต์ที่ขึ้นอยู่กับ pH

F ^- anions เหล่านี้มีอยู่ในฟันน้ำนมในรูปของเกลือ เช่น NaF, SnF ₂ (ฟลูออไรด์ที่มีชื่อเสียง) และ NaPOF อย่างไรก็ตามความเข้มข้นของ F ^-ต้องต่ำ (น้อยกว่า 0.2%) มิฉะนั้นจะทำให้เกิดผลเสียต่อร่างกาย

ฟลูออไรเดชั่นในน้ำ

เช่นเดียวกับยาสีฟันเกลือฟลูออไรด์ถูกเติมลงในแหล่งน้ำดื่มเพื่อต่อสู้กับฟันผุในผู้ที่ดื่ม ความเข้มข้นควรจะยังต่ำกว่ามาก (0.7 ppm) อย่างไรก็ตามการปฏิบัตินี้มักเป็นเรื่องของความไม่ไว้วางใจและการโต้เถียงเนื่องจากมีสาเหตุมาจากผลของสารก่อมะเร็งที่เป็นไปได้

ออกซิไดซ์

ก๊าซ F ₂ทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงมาก ทำให้สารประกอบจำนวนมากเผาไหม้ได้เร็วกว่าเมื่อสัมผัสกับออกซิเจนและแหล่งความร้อน นั่นคือเหตุผลว่าทำไมจึงถูกนำมาใช้ในส่วนผสมของเชื้อเพลิงจรวดซึ่งสามารถแทนที่โอโซนได้

ลีเมอร์

ในการใช้งานหลายอย่างการมีส่วนร่วมของฟลูออรีนไม่ได้เกิดจาก F ₂หรือ F ^-แต่โดยตรงกับอะตอมของอิเล็กโทรเนกาติวิตีซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบอินทรีย์ โดยพื้นฐานแล้วเรากำลังพูดถึงลิงก์ CF

ขึ้นอยู่กับโครงสร้างโพลีเมอร์หรือเส้นใยที่มีพันธะ CF มักจะไม่ชอบน้ำดังนั้นจึงไม่เปียกหรือต้านทานการโจมตีของกรดไฮโดรฟลูออริก หรือดีกว่านั้นพวกเขาสามารถเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมและวัสดุที่มีประโยชน์จากวัตถุเช่นท่อและปะเก็น เทฟลอนและนาฟิออนเป็นตัวอย่างของโพลีเมอร์ที่มีฟลูออรีนเหล่านี้

เภสัชกร

การทำปฏิกิริยาของฟลูออรีนทำให้ใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบฟลูออรีนอนินทรีย์หรืออินทรีย์หลายชนิดที่น่าสงสัย ในสารอินทรีย์โดยเฉพาะที่มีฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาการแทนที่หนึ่งในต่างขั้วด้วยอะตอม F จะเพิ่มการกระทำของพวกมัน (ในทางบวกหรือทางลบ) ต่อเป้าหมายทางชีววิทยา

นั่นคือเหตุผลที่ในอุตสาหกรรมยามีการปรับเปลี่ยนยาบางชนิดโดยการเพิ่มอะตอมของฟลูออรีน

สิ่งที่คล้ายกันมากเกิดขึ้นกับสารเคมีกำจัดวัชพืชและยาฆ่าเชื้อรา ฟลูออไรด์ที่อยู่ในนั้นสามารถเพิ่มการออกฤทธิ์และประสิทธิผลต่อแมลงและเชื้อราได้

แกะสลักแก้ว

กรดไฮโดรฟลูออริกเนื่องจากมีความก้าวร้าวต่อแก้วและเซรามิกจึงถูกนำมาใช้ในการแกะสลักชิ้นส่วนที่บางและละเอียดอ่อนของวัสดุเหล่านี้ โดยปกติจะถูกกำหนดไว้สำหรับการผลิตไมโครส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์หรือสำหรับหลอดไฟฟ้า

การเสริมสมรรถนะยูเรเนียม

หนึ่งของการใช้ที่เกี่ยวข้องมากที่สุดของฟลูออรีนธาตุคือการช่วยเหลือประเทืองยูเรเนียม²³⁵ U. สำหรับเรื่องนี้แร่ธาตุยูเรเนียมจะละลายในกรดไฮโดรฟลูออริกผลิต UF 4 จากนั้นฟลูออไรด์อนินทรีย์นี้จะทำปฏิกิริยากับ F ₂จึงเปลี่ยนเป็น UF ₆ ( ²³⁵ UF ₆และ²³⁸ UF ₆ )

ต่อจากนั้นและด้วยการหมุนเหวี่ยงก๊าซ²³⁵ UF ₆จะถูกแยกออกจาก²³⁸ UF ₆เพื่อนำไปออกซิไดซ์ในภายหลังและเก็บไว้เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์

อ้างอิง

1. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
2. Krämer Katrina (2019) โครงสร้างของฟลูออรีนแช่แข็งกลับมาเยือนอีกครั้งหลังจากผ่านไป 50 ปี ราชสมาคมเคมี. ดึงมาจาก: chemistryworld.com
3. วิกิพีเดีย (2019) ฟลูออรีน. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
4. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (2019) ฟลูออรีน. ฐานข้อมูล PubChem CID = 24524 สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. ดร. ดั๊กสจ๊วต (2019) ข้อมูลองค์ประกอบฟลูออรีน Chemicool ดึงมาจาก: chemicool.com
6. บาตุลนาฟิซาบาซามูซา. (21 กุมภาพันธ์ 2561). การใช้ฟลูออรีนที่มีปฏิกิริยาสูงโดยทั่วไปอย่างน่าประหลาดใจ สืบค้นจาก: sciencestruck.com
7. Paola Opazo Sáez (04 กุมภาพันธ์ 2562). ฟลูออไรด์ในยาสีฟัน: ดีหรือไม่ดีต่อสุขภาพ? สืบค้นจาก: nacionfarma.com
8. Karl Christe และ Stefan Schneider (08 พ.ค. 2562). ฟลูออรีน: องค์ประกอบทางเคมี สารานุกรมบริแทนนิกา. ดึงมาจาก: britannica.com
9. Lenntech BV (2019). ตารางธาตุ: ออกซิเจน สืบค้นจาก: lenntech.com
10. Gagnon Steve (เอสเอฟ) ธาตุฟลูออรีน Jefferson Lab. สืบค้นจาก: education.jlab.org
11. ทีมเนื้อหาทางการแพทย์และบรรณาธิการของ American Cancer Society (2558 28 กรกฎาคม). การฟลูออไรด์ในน้ำและความเสี่ยงมะเร็ง สืบค้นจาก: cancer.org