9. Фтор-Florium (F)






Ни один из химических элементов не принес химикам столько трагических событий, как фтор. Погиб один из членов ирландской Академии наук Томас Нокс. потерял трудоспособность другой ученый той же Академии Георг Нокс, мученическую смерть принял известный химик из Нанси Джером Никлес. Поплатился жизнью брюссельский химик П. Лайет. Отравились фтором и пострадали Гей-Люссак, французский химик Тенар, английский химик Дэви и многие другие. И сейчас работа с фтором требует большой предосторожности и продуманных мер защиты.
Резиновые перчатки и фартуки при действии фтора могут воспламеняться. При соприкосновении с кожей фтор вызывает сильные ожоги, вдыхание его приводит к тяжелому воспалению дыхательных путей и легких, могущему закончиться отеком легких и смертью. Для защиты дыхательных путей применяется кислородный прибор или специальные маски, соединенные фтороупорным шлангом с источником чистого воздуха. Малейшая неосторожность в работе с фтором - и у человека будут разрушены зубы, обезображены, испорчены ногти. Даже небольшие количества фтора и его соединений быстро вызывают разрушение зубной эмали. Постепенное и длительное или хроническое отравление фтором (что может происходить при повышенном содержании фтористых соединений в питьевой воде) ведет также к повышению хрупкости костей. При избытке фтора наблюдается выпадение соединений кальция в тканях и, в частности, в стенках сосудов, что делает их хрупкими и ломкими. Ломкость сосудов - опасное явление, связанное с тяжелыми и часто смертельными кровотечениями.
Но все- таки определенные количества фтора необходимы для нормальной жизнедеятельности человека и животных. Это было установлено после случайного обнаружения фтора в зубе ископаемого слона, найденного в окрестностях Рима. Находка побудила исследователей заняться изучением химического состава зубов животных и человека. Оказалось, что фтор является необходимой составной частью костей и зубов. В состав зубов входит до 0,02% фтора, причем большая часть этого количества как раз входит в эмаль. Фтор, необходимый для построения зубной эмали и костей, поступает в организм с питьевой водой, где его содержится до 1 г на 5 т воды.
При содержании фтора в воде, превышающем 0,0005%, развивается особое заболевание зубов - флюороз, проявляющееся в почернении зубной эмали и выпадении зубов. Флюороз обычно наблюдается в районах вулканизма и месторождений фтороапатитов (Япония, Северная Африка, некоторые местности в Америке и других странах). Если содержание фтора в питьевой воде недостаточно (менее 0,00005%) его место в зубной эмали замещается ионами гидроксила. В результате устойчивость эмали резко снижается, наступает кариес (нарушение целости эмали и дентина), быстро ведущий к полному разрушению зубов.
Фтор оправдывает, как видим, свое греческое название "разрушающий", принятое русскими химиками ("фторос" по-гречески - разрушающий).
Массовые опыты борьбы с порчей зубов путем добавления фтора к воде (1 : 1000000), проведенные в разных странах, показали очень ценные результаты. В результате добавки хлористого фтора в питьевую воду число случаев порчи зубов среди детей города Пуэрто-Рико уменьшилось на 65 %. Самая большая установка для фторизации воды сооружена в ГДР. Фторируют питьевую воду и для жителей заполярного Норильска.
Но избыток фтора действует на зубы еще разрушительнее, чем недостаток. Особенно это проявляется на суперфосфатных заводах, перерабатывающих сырье, содержащее небольшие примеси фтора. В результате образования фтористого водорода при обработке сырья серной кислотой, в процессе дыхания во рту рабочих образуется фтористоводородная кислота, которая разрушает зубы.
У химиков других стран фтор называют "флюор", (от латинского слова "флюо" - течь). Дело в том, что фтор содержится в минерале, который со времен средневековой металлургии применялся в качестве плавня (флюса), облегчающего сплавление пустой породы и текучесть образующегося шлака.
Процентное содержание фтора в земной коре, конечно в виде соединений, почти такое же, как азота, хрома, серы. Промышленное значение имеют только два минерала, содержащие фтор,- это плавиковый шпат и криолит. Криолит (от греческих слов: "криос" - холод и "литос" - камень) - холодный или ледяной камень - встречается в земной коре очень редко. Главное месторождение криолита находится в Гренландии. Как ни далека Гренландия, тем не менее всем государствам приходится посылать туда пароходы за криолитом. Без криолита нельзя выплавлять алюминий. Кроме алюминиевой промышленности, фтористые соединения требуются при выплавке металлического магния и бериллия.
C помощью фтора получен ряд веществ с очень ценными свойствами: нестареющие смазочные материалы, активные инсектофунгисиды (вещества, употребляемые в сельском хозяйстве для борьбы с насекомыми, грибками и другими вредителями сельскохозяйственных культур), светоустойчивые красители, эффективные катализаторы, незаменимые диэлектрики - вот начало длинного списка технических товаров, спрос на которые растет с каждым днем. Бытовой прибор - домашний холодильник имеет в качестве рабочей жидкости, охлаждающей внутренний объем, фтористое соединение. Это химическое вещество дифтордихлорметан в холодильной технике именуют "фреоном". Испаряясь в специальных трубках, расположенных в верхней части холодильного шкафа, фреон отнимает тепло из окружающего пространства.
Не менее ценными свойствами обладают пластмассы, в состав которых входит фтор. Некоторые из них выдерживают нагревание до 500°С без потери свойств. Эти материалы идут на изоляцию проводов в электромоторах, работающих при высоких температурах.
Соединения, объединяемые общим названием фтороуглероды, вошли в словарь в конце пятого десятилетия прошлого века. Этих веществ нет в природе. В полном смысле слова эти вещества - детище химии. Фтороуглероды не горят, не подвергаются коррозии, не гниют и не распадаются, не смачиваются маслами и водой. На них не действует азотная кислота и "царская водка". К ним даже не пристает.... хлебное тесто. Формы для хлеба и макарон можно не смазывать жиром, а покрывать пленкой фтороуглерода. Одни из этих соединений - жидкости, другие - твердые вещества. Тефлоны или фторопласты с полным правом называют "органической платиной" за стойкость. Попробуем перечислить области применения фтороуглеродов: охлаждающие жидкости моторов, пропитка тканей, "вечные" смазочные масла, которые не нужно менять, фторкаучуки бессрочной службы, электрическая изоляция, добавки к ваннам для электролиза.
Рождена новая наука - химия фтороуглеродов, породившая и защиту от всеразрушающего фтора, материалы, содержащие тоже фтор-фторопласты.
Фирма "Норт Амэрикен" разработала проект ЖРД (жидкостный реактивный двигатель) на жидком водороде и жидком фторе. Жидкий фтор обеспечивает воспламенение почти любого материала, в том числе порошков металлов, а трифторид хлора воспламеняет стеклянную вату, известную своей огнестойкостью. Вода при смешении с трифторидом хлора взрывается. В отличие от фтора, сжижающегося лишь при температуре минус 188°С, трифторид хлора представляет собой жидкость с температурой кипения +11°С.
Но как окислитель в ракетных системах фтор обнаруживает и много недостатков: требует сверхстойких материалов, ибо создает очень высокие температуры горения, а продукты горения -ядовиты.
Водный раствор соединения фтора с водородом - фтористоводородная (плавиковая) кислота способна растворять большинство металлов и даже стекло. Такую кислоту можно хранить только в сосудах, покрытых изнутри парафином. В настоящее время на смену парафину пришли полимерные материалы. Плавиковую кислоту стали хранить и перевозить в таре из полиэтилена. Способность плавиковой кислоты растворять стекло используется для практических целей. С помощью плавиковой кислоты вытравливают на стекле надписи, рисунки. Главным материалом, из которого получают фтор, а затем и его соединения, является плавиковый шпат. Большие количества плавикового шпата находятся в США.
В свободном состоянии фтор был получен 26 июня 1886 г. французским химиком Муассаном. Это зеленовато-желтый газ, немного тяжелое воздуха, с характерным запахом и необыкновенной химической активностью. За исключением инертных газов, фтор образует соединения со всеми другими элементами. Даже платина, нагретая до 500°С, сгорает во фторе. С водородом фтор реагирует со взрывом при температуре...-252°С. Горячая вода в направленной на ее поверхность струе фтора загорается и сгорает бледно-фиолетовым пламенем с образованием фтористого водорода и ... кислорода! Это, пожалуй, единственный случай, когда кислород является не причиной, а следствием горения.

Фтор — элемент 17-й группы периодической системы химических элементов (по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы VII группы), второго периода, с атомным номером 9. Обозначается символом F (лат. Fluorum). Фтор — чрезвычайно химически активный неметалл и самый сильный окислитель, является самым лёгким элементом из группы галогенов. Простое вещество фтор (CAS-номер: 7782-41-4) при нормальных условиях — двухатомный газ (формула F2) бледно-жёлтого цвета с резким запахом, напоминающим озон или хлор. Очень ядовит.

История

Первое соединение фтора — флюорит (плавиковый шпат) CaF2 — описано в конце XV века под названием «флюор». В 1771 году Карл Шееле получил плавиковую кислоту.
Как один из атомов плавиковой кислоты, элемент фтор был предсказан в 1810 году, а выделен в свободном виде лишь 76 лет спустя Анри Муассаном в 1886 году электролизом жидкого безводного фтористого водорода, содержащего примесь кислого фторида калия KHF2.

Происхождение названия

Название «фтор» (от др.-греч. φθόρος — разрушение), предложенное Андре Ампером в 1810 году, употребляется в русском и некоторых других языках; во многих странах приняты названия, производные от латинского «fluorum» (которое происходит, в свою очередь, от fluere — «течь», по свойству соединения фтора, флюорита (CaF2), понижать температуру плавления руды и увеличивать текучесть расплава).

Получение

Промышленный способ получения фтора включает добычу и обогащение флюоритовых руд, сернокислотное разложение их концентрата с образованием безводного HF и его электролитическое разложение.
Для лабораторного получения фтора используют разложение некоторых соединений, но все они не встречаются в природе в достаточном количестве и их получают с помощью свободного фтора.

Физические свойства

Бледно-жёлтый газ, в малых концентрациях запах напоминает одновременно озон и хлор, очень агрессивен и ядовит.
Фтор имеет аномально низкую температуру кипения (плавления). Это связано с тем, что фтор не имеет d-подуровня и не способен образовывать полуторные связи, в отличие от остальных галогенов (кратность связи в остальных галогенах примерно 1,1).

Химические свойства

Самый активный неметалл, бурно взаимодействует почти со всеми веществами кроме, разумеется, фторидов в высших степенях окисления и редких исключений — фторопластов, и с большинством из них — с горением и взрывом. К фтору при комнатной температуре устойчивы некоторые металлы за счет образования плотной плёнки фторида, тормозящей реакцию со фтором — Al, Mg, Cu, Ni. Контакт фтора с водородом приводит к воспламенению и взрыву даже при очень низких температурах (до −252°C). В атмосфере фтора горят даже вода и платина:
2F2 + 2H2O → 4HF + O2

К реакциям, в которых фтор формально является восстановителем, относятся реакции разложения высших фторидов, например:
2CoF3 → 2CoF2 + F2
MnF4 → MnF3 + 1/2 F2

Фтор также способен окислять в электрическом разряде кислород, образуя фторид кислорода OF2 и диоксидифторид O2F2.
Во всех соединениях фтор проявляет степень окисления −1. Чтобы фтор проявлял положительную степень окисления, требуется создание эксимерных молекул или иные экстремальные условия. Это требует искусственной ионизации атомов фтора.





10. Неон-Neon (N)



О том, что азот, кислород и углекислота входят в состав воздуха, известно уже давно. Во всяком случае, ко времени изобретения машины, превращающей воздух в жидкость (1897 г.), об основных газах воздуха - азоте, кислороде и углекислоте - были собраны почти исчерпывающие сведения. Эти газы были старыми знакомыми и для физиков, и для химиков.
Однако в 1898 г. Рамзай при исследовании с помощью спектроскопа первых порций газа, испаряющихся из жидкого воздуха, обнаружил в них новый газ. От греческого слова новый - "неос" -произошло название этого газа - неон.
В одном кубическом метре воздуха содержится 18 куб. см неона. Неон, подобно азоту и кислороду, входящим в состав воздуха, не имеет цвета, запаха и вкуса. Однако, в отличие от них, неон - абсолютно инертный газ. В жидком виде неон, после гелия и водорода, является наиболее низкокипящей (-246°С) и трудно замерзающей (-249°С) жидкостью.
Способность неона, заключенного в стеклянной трубке, светиться оранжево-красным светом при пропускании через него электрического тока используется в электротехнике. Причудливые гирлянды световых реклам и надписи, светящиеся красным светом в витринах магазинов, на вывесках театров и кино, на шпилях высотных зданий, - все это стеклянные. трубки с неоном, через который пропущен электрический ток.
Неоновый свет обладает замечательными свойствами: он далеко различим даже в тумане. Поэтому мощные неоновые электролампы особенно широко при меняются на маяках и различного рода сигнальных установках. В ненастные ночи, когда не видно ни звезд, ни луны, когда густой туман поглощает свет обычных электроламп, неоновые трубки ярко светятся во тьме, указывая путь морским и воздушным кораблям.

Нео́н (лат. Neon; обозначается символом Ne) — элемент главной подгруппы восьмой группы, второго периода периодической системы химических элементов, с атомным номером 10. Пятый по распространённости элемент во Вселенной (после водорода, гелия, кислорода и углерода). Простое вещество неон (CAS-номер: 7440-01-9) — инертный одноатомный газ без цвета и запаха.

История

Неон открыли в июне 1898 года шотландский химик Уильям Рамзай и английский химик Морис Траверс. Они выделили этот инертный газ «методом исключения», после того, как кислород, азот, и все более тяжёлые компоненты воздуха были превращены в жидкость. Элементу дали незамысловатое название «неон», что в переводе с греческого означает «новый». В декабре 1910 года французский изобретатель Жорж Клод сделал газоразрядную лампу, заполненную неоном.

Происхождение названия

Название происходит от греч. νέος — новый.
Существует легенда, согласно которой название элементу дал тринадцатилетний сын Рамзая — Вилли, который спросил у отца, как тот собирается назвать новый газ, заметив при этом, что хотел бы дать ему имя novum (лат. — новый). Его отцу понравилась эта идея, однако он посчитал, что название neon, образованное от греческого синонима, будет звучать лучше.

Распространённость

Во Вселенной
В мировой материи неон распределен неравномерно, однако в целом по распространенности во Вселенной он занимает пятое место среди всех элементов — около 0,13 % по массе. Наибольшая концентрация неона наблюдается на Солнце и других горячих звездах, в газовых туманностях, в атмосфере внешних планет Солнечной системы — Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна. В атмосфере многих звезд неон занимает третье место после водорода и гелия.

Земная кора
Из всех элементов второго периода неон — самый малочисленный на Земле. В рамках восьмой группы неон по содержанию в земной коре занимает третье место — после аргона и гелия. Газовые туманности и некоторые звезды содержат неона во много раз больше, чем его находится на Земле.
На Земле наибольшая концентрация неона наблюдается в атмосфере — 1,82×10-3% по объему, а его общие запасы оцениваются в 7,8×1014 м³. В 1 м³ воздуха содержится около 18,2 см³ неона (для сравнения: в том же объеме воздуха содержится только 5,2 см³ гелия). Среднее содержание неона в земной коре мало − 7×10-9% по массе. Всего на нашей планете около 6,6×1010 т неона. В изверженных породах находится около 109 т этого элемента. По мере разрушения пород газ улетучивается в атмосферу. В меньшей мере атмосферу снабжают неоном и природные воды.
Причину неоновой бедности нашей планеты ученые усматривают в том, что некогда Земля потеряла свою первичную атмосферу, которая и унесла с собой основную массу инертных газов, которые не могли, как кислород и другие газы, химически связаться с другими элементами в минералы и тем самым закрепиться на планете.

Физические свойства

1. Благородные газы — бесцветные одноатомные газы без вкуса и запаха.
2. Инертные газы обладают более высокой электропроводностью по сравнению с другими газами и при прохождении через них тока ярко светятся, в частности неон огненно-красным светом, так как самые яркие его линии лежат в красной части спектра.
3. Насыщенный характер атомных молекул инертных газов сказывается и в том, что инертные газы имеют более низкие точки сжижения и замерзания, чем другие газы с тем же молекулярным весом.

Химические свойства

Все благородные газы имеют завершенную электронную оболочку, поэтому они химически инертны. Химическая инертность неона исключительна, в этом с ним может конкурировать только гелий. Пока не получено ни одного его валентного соединения. Даже так называемые клатратные соединения неона с водой (Ne·6Н2О), гидрохиноном и другими веществами (подобные соединения тяжелых благородных газов — радона, ксенона, криптона и даже аргона — широко известны) получить и сохранить очень трудно.
Однако, с помощью методов оптической спектроскопии и масс-спектрометрии установлено существование ионов Ne+, (NeAr)+, (NeH)+, и (HeNe)+.


Источник: Википедия

Назад




Полезная Информация
 |  Караоке  |  Сонник  |  Вебкамера на МКС  |  Гадания  |  Мировая статистика  |  Сейсмический монитор  |  Население Земли  |  Онлайн полеты самолётов  |  Телевидение  |  Поздравления  |  Нетрадиционная медицина  |  Журналы,газеты  |  Иллюзии  |  Выживание
 |  Омоложение  |  Блог Артема Драгунова  |  Анимация, картинки  |  Улыбнись
 |  Лунный календарь  |  Заговоры  |  Астрология, гороскопы  |  100 лучших фильмов  |  Игры  |  Очищение  |  Фильмы онлайн  | 


На главную Сделать стартовой Добавить в избранное Написать письмо
Copyright © priroda.inc.ru