Fluor

Algemeen Naam, symbool, atoomnummer Fluor, F, 9
Chemische groep Halogeen
Groep, periode 17 (VIIA), 2
Isotoop nr. 19
Dichtheid 1,8.10-3 g cm-3 bij 20°C Kleur flauw groengele kleur
Atomaire eigenschappen
Atoommassa 18,998404 u
Atoomstraal 71*10-18
Covalente straal 71 pm
Vanderwaalsstraal 147 pm
elektronenconfiguratie 2s22p5
Elektronen per schil 2,7
Oxidatietoestanden (Oxide) -1 (sterk zuur) Kristalstructuur kubisch
Fysische Eigenschappen
Aggregatietoestand gas
Smeltpunt 53,53 K (-219,62°C) Kookpunt 85,03 K (-188,44°C) Molair volume 11,20 × 10-3 m3/mol
Verdampingswarmte 3,2698 kJ/mol
Smeltwarmte 0,2552 kJ/mol
Diversen
Elektronegativiteit 3,98 (schaal van Pauling) Specifieke warmte 824 J/(kg*K) Warmtegeleiding 0,0279 W/(m*K)

De ontdekking. Het element fluor werd voor het eerst met succes geïsoleerd in 1886 door Joseph Henri
Moissan na een oplossing van kaliumwaterstofdifluoride, KHF2, in vloeibaar waterstoffluoride, HF, in platina-apparatuur te hebben geëlektrolyseerd. Voor de ontdekking van Moissan in 1886, zijn er wel proefjes gedaan met de stoffen die fluor bevatten, maar het was nog nooit iemand gelukt om het element te isoleren.

Het voorkomen in de natuur. Fluor heeft maar 1 isotoop(F-19) en die komt in de natuur voor, dus 100%. Fluor komt voor in de aardkorst in een percentage van 0,065%. Vanwege de grote reactiviteit wordt fluor allen in de vaste toestand aangetroffen. Het element komt vooral voor in de mineralen als vloeispaat (fluoride), kryoliet en fluorapatiet. De belangrijkste wingebieden voor fluorhoudende mineralen zijn: Noord-Afrika, Noord-Amerika, een aantal eilanden in de Stille Oceaan, Rusland (Siberië), Spanje, Thailand, Frankrijk, China, Engeland, Italië, Groenland, Zuid-Afrika, Duitsland, Nigeria, Brazilië en Japan. Verder komt het voor in tanden en beenderen doordat hydroxyapatiet gedeeltelijk wordt omgezet in fluorapatiet.

De bereiding. Omdat fluor door zijn reactiviteit niet langs de chemische weg van zijn verbindingen kan worden gescheiden, wordt fluor bereid door elektrolyse van vloeibaar waterstoffluoride, HF, waarin kaliumfluoride, KF, is opgelost.

Eigenschappen van het element. Fluor is een giftig en agressief geelgroen gas, met het atoomnummer 9 en het symbool F. Het is het eerste element van de halogenen (Groep 17), en vertoont meer verschillen met de andere halogenen dan deze onderling. Het is duidelijk een niet-metaal en het heeft de grootste reactiviteit en elektronegativiteit van alle elementen en is daarom moeilijk te hanteren. Fluor is twee-atomig; de grote reactiviteit is gedeeltelijk te danken aan de geringe bindingsenergie van het molecuul F2. Fluor reageert niet snel met zuurstof en met de lichtere edelgassen (fluorzuurstofverbindingen bestaan wel). Maar met waterstof reageert het explosief. Verder tast het vrijwel alle andere stoffen aan, in uitzondering van zeer droog glas. Omdat het bijna alles aantast, wordt fluor bewaard in cilinders van aluminium, magnesium, nikkel of koper, die door een laagje fluoride op de wand van de cilinder tegen verdere inwerking worden beschermd. Het element heeft een bijzonder sterke neiging het ion F-ion met de neon configuratie te vormen.

Toepassing. Fluor is een belangrijke grondstof in de chemie, dat in speciale tankauto’s wordt vervoerd. Fluor wordt voor een heleboel doeleinden gebruikt, om er een aantal te noemen: • Als oxidatiemiddel in de aandrijving van raketten. • Sommige landen voegen vloeibare Fluoriden toe aan hun leidingwater, om tandbederf tegen te gaan. (ze hechten zich op de zwakke plek) • Waterstoffluoride en andere fluoriden worden gebruikt als katalysatoren in organisch-chemische reacties. • In de 2e WO werd voor het eerst op grote schaal fluor geproduceerd voor het maken van de atoombom. • Organische fluorverbindingen worden ervan verdacht de ozonlaag af te breken. (bv. CFK en freon) • Fluoride wordt toegevoegd aan oxidische materialen omdat ze dan makkelijker gaan vloeien, door een lager smeltpunt. • Om uraan te verrijken, zodat het geschikt is om in kernreactoren gebruikt te worden. • Als tandpastatoevoegsel, het hydroxyapatiet, hoofdbestanddeel van de tand, wordt door fluoride-ionen gedeeltelijk omgezet in het zuurbestendige harde fluorapatiet. • Voor het etsen van glas. • Antiaanbaklagen in pannen bestaan uit polytetrafluoretheen, wat wordt verkregen door polymerisatie van tetrafluoretheen. Dit polymeer is erg hard en bestand tegen hoge temperaturen. Stoffen kunnen nauwelijks aan de laag aanhechten. • Als oxidator. • In verbinding met koolstof als blusmiddel, omdat ze een sterke oppervlakteactieve werking hebben, ook vervangen ze de halonen, die schade toebrengen aan de ozonlaag. • Voor de isolatie van hoogspanningsleidingen. (in verbinding met zwavel) • Ze kunnen corrosie voorkomen. • Voor het versterken van beton. • Om papier te veredelen. • Om glas te maken.

Prijs. In een catalogus, waar onze oude valuta werd gebruikt, staat dat 100 gram Fluor f 43,50 kostte, dat komt dus neer op 19,74 in euro’s.

Bronnen. • Encarta • Internet
o Chemie.pagina.nl  Lentech.com  Periodieksysteem.com  Wikipedia.org  Leden.tref.nl