Fluor

1 skal 2
2 skal 7
3 skal  
4 skal  
5 skal  
6 skal  
7 skal  
Navn på Engelsk
Fluorine
Navn på Tysk
Fluor
Navn på Fransk
Fluor
Navn
Fluor
Symbol
F
Atomnummer
9
Atommasse
19
Smeltepunkt
-220°C
Kogepunkt
-188°C
Massefylde
1,69 g/L
Elektronnegativitet
4,0
Oxidationstrin
-1
Isotopmasseområde
15 - 31
Klassifikation
ikke-Metal
 

Opdagelse
I 1670 opdager den tyske glasmager Heinrich Schwanhard, at hans brilleglas ætses af de dampe, som afgives, når han behandler mineralet flusspat med stærk syre. Dette forstod han at udnytte i sit arbejde, idet han herefter som den første anvendte en sådan kemisk ætsning af glas fremfor slibning med diamantstøv eller andet slibemiddel. Godt hundrede år senere indledte den svenske kemiker C. W. Scheele nogle detaljerede undersøgelser af flusspat, hvilket den tyske kemiker A. S. Marggraf også var startet på. Som Marggraf konstaterede Scheele, at flusspat med stærk syre frigør en gas, som kan ætse glas, og Scheele konkluderede da, at flusspat indeholder en hidtil ukendt syre, og at det er denne syre, som angriber glasset. Det viste sig snart, at Scheele havde ret i sin antagelse, og at den ukendte syre var uhyre farlig. Mange kemikere blev alvorligt syge, og nogle døde efter at have indåndet dampene fra den glasætsende syre. I dag ved vi, at flusspat er en kemisk forbindelse indeholdende grundstofferne calcium og fluor, CaF2. Når dette stof behandles med en stærk syre som f.eks. svovlsyre, H2SO4, frigøres den meget giftige gas hydrogenfluorid (fluorbrinte), HF:

CaF
2 + H2SO4 —> 2HF + CaSO4

Flere forskere forsøgte forgæves at fremstille det hidtil ukendte grundstof, som man mente fandtes i denne gas, men det blev den franske kemiker H. Moissan, som i 1886 endelig fik heldet med sig. Forud herfor var han fire gange blevet forgiftet af fluorforbindelser. Problemerne var store, fordi grundstoffet reagerer med omgivelserne, såsnart det er fremstillet. Moissan forsøgte sig med elektrolyse på en blanding af vandfri flussyre, HF og kaliumhydrogendifluorid, KHF
2. Som elektrodemateriale anvendte han en legering af platin og iridium, som fluor kun vanskeligt reagerer med. For yderligere at nedsætte fluorets reaktionsevne nedkølede han tillige sin elektrolyt kraftigt, og omsider lykkedes det ham at isolere en lille portion frit fluor. 1 1906 hædredes Moissan med Nobelprisen i kemi; året efter døde han af blindtarmsbetændelse.

Navn
Allerede i 1529 havde den tyske mineralog G. Agricola beskrevet mineralet flusspat og fundet, at det var et godt flusmiddel, d.v.s. et stof, som kan nedsætte f.eks. et minerals smeltepunkt. Han kaldte stoffet for 'fluor lapis', som er latin for 'flydesten' (lat. 'fluere' = at flyde og 'lapis' = 'sten'), og grundstoffet fluor fik således sit navn efter dette mineral. Senere antyder den franske fysiker A. M. Ampère i et brev til den engelske kemiker H. Davy, at den farlige syre, som bl.a. Scheele havde beskrevet, indeholder hydrogen og et hidtil ukendt meget reaktivt grundstof. Dette bekræftes i 1813 af Davy, og han foreslår navnet 'fluorine', som på dansk blev til 'fluor'; grundstoffet var altså navngivet før dets isolering.

Egenskaber
Ved stuetemperatur er fluor en lysegul, meget giftig gas. I Grundstoffernes Periodiske System tilhører fluor de såkaldte halogener. Disse udgør 7.hovedgruppe. Fluor er det mest elektronegative blandt halogenerne, ja blandt samtlige grundstoffer, og er hermed også et af de mest reaktive. Selv med så lidet reaktive grundstoffer som krypton og xenon fra 8.hovedgruppe indgår fluor kemiske forbindelser. Når gassen hydrogenfluorid, HF opløses i vand, dannes den middelstærke syre flussyre med samme formel som gassen. Ved reaktion mellem fluor og vand fås netop denne syre samt fri oxygen:

2F
2 + 2H2O —> 4HF + O2

Findelt metal, glas, keramiske produkter og carbon brænder i en fluoratmosfære med en stærkt lysende flamme.

Forekomst
I jordskorpen findes fluor i en række mineraler såsom flusspat (calciumfluorid) CaF2, kryolit (natriumaluminiumfluorid) Na3AlF6 og fluorapatit, Ca5F(PO4)3.

Udvinding
Ved behandling af flusspat, CaF2 med koncentreret svovlsyre, H2SO4 fås i første omgang hydrogenfluorid, HF. Herefter følger metoden de retningslinier, som Moissan brugte, d.v.s. der foretages en blanding af vandfrit hydrogenfluorid og kaliumhydrogendifluorid. Denne blanding smelter ved 72°C., og fluor fremstilles herefter ved elektrolyse af smelten. Man anvender en carbonanode. Ved katoden frigøres hydrogen, som må holdes adskilt fra det ved anoden dannede fluor for at undgå en eksplosionsagtig forening af disse gasser til hydrogenfluorid.

Anvendelse
Fluor og fluorforbindelser bruges i fremstillingen af uran fra uranforbindelser, i fremstillingen af visse typer plast som teflon og stadig som kølevæske i form af freon. Flussyre og hydrogenfluorid anvendes fortsat til ætsning af glas, og tandpasta er normalt fluorholdig.

Miljø og Helse
Fluor og næsten alle dets kemiske forbindelser er meget giftige. Små mængder fluor er nødvendig i opbygningen af knoglerne, og det har vist sig, at 1 mg fluor pr. liter drikkevand styrker tændernes emalje og beskytter mod caries. Af denne grund indeholder tandpasta meget ofte lidt fluor i form af fluoridion, F÷ . I visse lande tilsættes også fluoridion til drikkevandet (1 mg/L). Selv små mængder fluor f.eks. 150 mg natriumfluorid, NaF kan fremkalde alvorlige forgiftninger. Flussyreætsninger er uhyre farlige og fører ofte til amputation, såfremt der ikke straks iværksættes en behandling. Fluor indgår i en række plastprodukter, og ved afbrænding af disse frigøres fluorforbindelser til atmosfæren, hvor de sammen med andre gasser bidrager til at nedbryde ozonlaget.