Меню

Фтор проводит электрический ток или нет

Фтор проводит электрический ток или нет

Символ, номер F, 9
Атомная масса 18,9984032 а.е.м.
Электронная конфигурация [He] 2s 2 2p 5
Электроотрицательность 3,98 по шкале Поллинга
Степени окисления -1; 0
Температура плавления -219,70 °C
Температура кипения -188,12 °C
Структура кристаллической решетки моноклинная
Теплопроводность (300 K) 0,028 Вт/(м·К)

Фтор — химический элемент № 9 Периодической таблицы Менделеева, принадлежит группе галогенов.

Содержание

[править] Характеристика

Простое вещество — фтор — бледно-желтый двухатомный газ F2 со специфическим резким запахом. Температура плавления −219,62 °С. Имеет исключительно высокую химическую активность и образует соединения со всеми элементами, кроме гелия, неона и аргона. Взаимодействие с многими элементами, оксидами и солями, водой протекает очень энергично, а с водородом и углеводородами — часто со взрывом. Фтор очень ядовит. ПДК 0,15 мг/м 3 . Среднее содержание фтора в земной коре 6,25· 10 −2 %. Фтор выносится с верхней мантии преимущественно со щелочной базальтовой и ультрабазитовой магмой. Важнейшие минералы, обогащенные фтором: флюорит CaF2 (47,81-48,8 %), фторапатит (до 3,8 %), слюда (0,1-3,5 %), амфиболы (0,1-3,5 %), вилиомит (45,24 %), топаз (13,01-20,45 %), сфен (0,1-1,35 %), криолит (54,4 %).

Получают фтор электролизом HF в среде расплавленного КН2F3 или KHF2.

Применение в технике находят фтороорганические соединения, характеризующихся высокой термической и химической стойкостью.

[править] История

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

[править] Происхождение названия

Название «фтор» (от греч. φθόρος — разрушение), предложенное Андре Ампером в 1810 году, используется только в греческом (Φθόριο) и восточно-славянских языках, а также в языках, которые позаимствовали это название с русского (например, в чувашском, таджикском или монгольском).

[править] Распространение в природе

Фтор достаточно распространен в природе. Процентное содержание его в земной коре приближается к содержанию таких элементов, как азот, сера, хром, марганец и фосфор. Промышленное значение имеют, однако, только два фтористых минерала — плавиковый шпат и криолит. Кроме того, фтор входит в сравнительно небольшом количестве в состав апатитов. При переработке природных фосфатов на искусственные удобрения в качестве побочных продуктов получают фтористые соединения.

Относительно богаты фтором растения чечевица и лук.

Содержанием в почве фтор обязан вулканическим газам, за счет того, что в их состав обычно входит большое количество фтороводорода.

[править] Получение

Источником для производства фтора служит фтористый водород HF, получаемый в основном или при воздействии серной кислоты H2SO4 на флюорит CaF2, или при переработке апатитов и фосфоритов.

Производство фтора осуществляется электролизом расплава кислого флюорита калия KF·3HF, который образуется при насыщении расплава KF·3HF фтористым водородом до содержания 40-41 % HF.

[править] Химические свойства

Фтор образует соединения прямо или косвенно, со всеми другими элементами, включая некоторые инертные газы. С водородом фтор соединяется даже при −252 °C. При этой температуре водород превращается в жидкость, а фтор затвердевает, и все же реакция идет с таким сильным выделением тепла, что происходит взрыв.

Долгое время не было известно соединение фтора с кислородом, но в 1927 г. французским химикам удалось получить дифторид кислорода, что образуется при действии фтора на слабый раствор щелочи:

[править] Хранение

Фтор хранят в газообразном состоянии (под давлением) и в жидком виде (при охлаждении жидким азотом) в аппаратах из никеля и сплавов на его основе из меди, алюминия и его сплавов, латуни, нержавеющей стали.

Фтор обладает уникальной способностью проявляться по запаху при концентрации 0,02 мг/м³, которая в 7,5 раза ниже принятой предельно допустимой.

[править] Применение

Газообразный фтор служит для фторирования UF4 в UF6, применяемого для разделения изотопов урана, а также для получения трифтористого хлора ClF3 (фторирующий агент и мощный окислитель ракетного топлива), шестифтористой серы SF6 (газообразный изолятор в электротехнической промышленности).

Жидкий фтор и жидкий оксид фтора используют в качестве окислителя ракетного топлива. То же относится к производным — тетрафлуоргидразину и трифлуористому азоту (причем последний позволяет при сжигании в его атмосфере различных топлив получать очень высокие температуры).

[править] Биологическая роль

Основная роль в организме — участие в костеобразовании и процессах формирования дентина и зубной эмали. Также фтор стимулирует кроветворную систему и иммунитет, участвует в развитии скелета, стимулирует репаративные процессы при переломах костей. Предупреждает развитие сенильного остеопороза. Основные концентрации фтора в организме человека: в зубах — 246—560 мг/кг, в костях — 200—490 мг/кг, в мышцах — 2-3 мг/кг.

Суточная потребность взрослого человека составляет 2-3 мг фтора. С продуктами питания взрослый человек получает в среднем 0,8 мг фтора в сутки. Наибольшее количество фтора из продуктов содержит рыба (треска, сом), орехи, печень. Основное количество фтора поступает в организм с водой. Обычная питьевая вода содержит 1 мг фтора на 1 л. Недостаток поступления фтора в организм является одним из экзогенных этиологических факторов кариеса зубов, особенно в период их прорезывания и минерализации. В районах с низким содержанием фтора в воде проводится фторирование воды до оптимального содержания фтора — 1 мг/л. Избыточное поступление фтора в организм с водой в основном носит эндемический характер и возникает в той местности, где содержание фтора в воде превышает 2 мг/л. Приводит к возникновению флюороза, который поражает в основном постоянные зубы людей. Токсическое действие фтора также может проявляться ингибированием многих ферментных систем. Для снижения содержания фтора в такой воде проводят ее дефторирование. Фтор входит в состав ряда комплексов поливитаминов.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Ток — фтор

Большинство веществ органического происхождения при соприкосновении со фтором загораются. Однако после специальной обработки можно получить — материалы, стойкие к действию фтора и фтористого водорода. Фторопласт-4 при нормальном давлении стоек в токе фтора и только при температуре 423 К начинается заметное воздействие фтора. [46]

Подняв температуру в слое сорбента до 400 С, током фтора можно извлечь уран, оставив примеси на сорбенте. Но простым нагреванием слоя NaF не удается выделить весь уран, так как часть комплекса разлагается до двойных фторидов натрия и урана более низких степеней окисления. Регенерацию UF6 из этих соединений необходимо проводить в токе фтора . [47]

Через 3 часа после того, как установится эта температура, и когда над NiCl2 будет пропущено двойное против теоретического количество фтора ( рассчитывается по скорости образования фтора в генераторе), отходящие газы испытывают на хлор, пропуская их в течение минуты через разбавленный раствор щелочи. Щелочной раствор нейтрализуют азотной кислотой и прибавляют раствор азотнокислого серебра. После отрицательной реакции на хлор фтор пропускают еще 1 час и охлажденную в токе фтора систему наполняют азотом. Продукт реакции извлекают в виде однородного светложелтого порошка, который хранят в эксикаторе. [48]

Читайте также:  Пример магнитного поля электрического тока

В реактор А загружают 50 г порошка тантала или ниобия и включают ток фтора. Для предупреждения забивания включают обогрев линии. Ловушку Б охлаждают, погрузив ее в ледяную воду так, чтобы ловушка выступала из воды на 2 5 см. Реакцию ведут, пока в отходящих газах не появится фтор, тогда ток фтора прекращают и закрывают клапан ловушки. Желательно, хотя это и не является необходимым, предварительно промыть систему сухим азотом. Ловушку охлаждают в смеси сухого льда с трихлорэтиленом ( сосуд Дюара Г) и отсасывают несконденсировавшиеся примеси в вакууме масляного насоса, после чего пятифтористый тантал ( ниобий) может быть легко возогнан в сосуд, в котором он будет использован. [49]

Серная кислота медленно разлагает его только при нагревании. При 100 С он с трудом растворяется в 40 % — ной фтористоводородной кислоте. При нагревании на воздухе фторид родия темнеет и превращается в окись. При нагревании до 600 С в токе фтора он летуч, в токе водорода при нагревании, начиная с 70, восстанавливается, при нагревании с аммиаком разлагается на металлический родий и фтористый аммоний. Смесь с красным фосфором при нагревании взрывает. [50]

Производство фтора полностью автоматизировано. Управление процессом электролиза осуществляют дистанционно. Производство оборудовано автоматической системой подпитки ванн фторидом водорода, сигнализаторами и приборами для автоматического регулирования силы тока на электролизерах, напряжения, температуры процесса, давления получаемых газов. Определяются расход фторида водорода, выход по току фтора , состав фтора и водорода после очистки от примесей и другие параметры. [51]

Катализатором реакции фторирования является большей частью трсхфтористый кобальт, который готовят следующим образом. Затем его нагревают до 400 — 450 и пропускают через него безводный фтористый водород. При этом хлористый кобальт превращается в дифторид кобальта. Когда реакция заканчивается, реактор охлаждают до 250 и при этой температуре путем пропускания через реактор тока фтора превращают двухфтористый кобальт в трех-фтористый. Затем реактор продувают азотом для удаления оставшегося там фтора и начинают пропускать через реактор пары углеводорода. В процессе реакции трехфторцстый кобальт восстанавливается в двзхфтори-стый. Поэтому по окончании фторирования углеводорода и удаления из реактора следов продуктов реакции через реактор опять, используя трехходовой кран 4, начинают пропускать ток фтора для превращения деухфтористого кобальта в трехфтористый. [52]

Источник

Фтор проводит электрический ток или нет

Тесты по химии 11 класс. Тема: «Неметаллы»

Правильный вариант ответа отмечен знаком +

1. Неметаллы – это:

+ химические элементы, которые могут проявлять свойства как окислителя (принимают электроны), так и восстановителя (отдают электроны)

— химические элементы, которые проявляют свойства только окислителя (принимают электроны)

— химические элементы, которые проявляют свойства только восстановителя (отдают электроны)

2. Сколько химических элементов относятся к неметаллам:

3. За счет каких связей образованы простые вещества — неметаллы:

+ ковалентных неполярных связей

— ковалентных полярных связей

4. Неметалл, являющийся газом при нормальных условиях:

5. Неметалл, являющийся летучей жидкостью при нормальных условиях:

6. Неметалл, являющийся твердым веществом при нормальных условиях:

7. К физическим свойствам неметаллов относится:

— наличие металлический блеска

8. При освещении данный неметалл проводит электрический ток в тысячу раз больше, чем в темноте:

9. Какую окраску имеет фтор?

тест 10. Цвет кристаллической серы:

11. Наибольшие окислительные свойства проявляет:

12. Наибольшие восстановительные свойства проявляет:

13. В реакции взаимодействия между металлом и неметаллом последний всегда выполняет роль:

— не выполняет какой-либо роли

14. При взаимодействии неметаллов между собой в роли окислителя выступает тот неметалл, у которого:

15. Степень окисления серы в данной реакции 3 F2 + S = SF6 равно:

16. Степень окисления кислорода в данной реакции O2 + S =SO2 равно:

17. Способны окислять сложные вещества:

18. Азот в реакции с кислород проявляет свойства:

— как окислительные, так и восстановительные

19. Какая соль относится к сильным окислителям:

тест-20. Формулой хлората калия является:

21. К окислительным свойствам неметаллов относится:

— взаимодействие неметаллов друг с другом на примере азота

— восстановление сложных веществ

+ взаимодействие неметаллов с металлами

22. К восстановительным свойствам неметаллов относится:

— окисление неметаллов сложных веществ

— взаимодействие неметаллов с металлами

+ восстановление сложных веществ

23. В каком году получил хлорат калия Клод Луи Бертолле:

24. В каком ряду представлены простые вещества – неметаллы:

+ кислород, озон, азот

— железо, ртуть, хлор

— никель, алмаз, кальций

25. Взаимодействие аммиака с хлороводородом является реакцией:

26. Самым легким газом является:

27. Неметаллы, имеющие наибольшую электроотрицательность находятся:

— в левом нижнем углу в Периодической системе Менделеева

— в левом верхнем углу в Периодической системе Менделеева

+ в правом верхнем углу в Периодической системе Менделеева

28. Валентность фтора в соединениях:

29. В качестве топлива в транспортной промышленности используется:

тест_30. Неметалл, который используют в пищевой промышленности для продления сроков годности:

31. Металлический блеск из неметаллов имеют:

32. К аллотропным модификациям кислорода относится:

33. Специфический запах жженных спичек обусловлен выделением:

34. При взаимодействии Cl2 + KOH в обычных условиях продуктом реакции является:

35. При взаимодействии Cl2 + KOH в условиях нагревания продуктом реакции является:

36. Данным образом выглядит:

вопрос теста Установка для получения и сбора кислорода

+ установка для получения и сбора кислорода

— установка для окисления перманганата калия

— установка для качественной реакции на кислород

37. На данном изображении представлен:

вопрос теста Озонатор

— способ получения кислорода из озона

— окисление озона до кислорода и воды

38. При какой длине волны происходит распад озона?

+ от пятьсот восьмидесяти до шестьсот пятидесяти

— от четырехсот сорока до пятьсот тридцати

— от семьсот девяноста пяти до восемьсот семидесяти

39. Глауберова соль в медицине используется в качестве:

тест*40. Где содержится висмут?

Источник



Фтор проводит электрический ток или нет

Если вас когда-нибудь спросят о том, какое из химических веществ самое активное, то можете смело отвечать, что это фтор. В атмосфере фтора сгорают металлы, жидкий фтор прожигает бетон, фтор может даже сжечь воду и окислить кислород! Не прореагировать с фтором можно только в двух случаях: если вы уже с ним прореагировали или если вы – один из трёх инертных газов: гелий, неон или аргон. Со всеми остальными веществами, неважно, простыми или сложными, органическими или неорганическими фтор непременно вступит в химическую реакцию. В противоположность агрессивному ко всему фтору, среди его соединений, то есть веществ, уже повстречавших на своём пути фтор, можно найти одни из самых химически инертных материалов. Сегодня будем разбирать этот противоречивый элемент с порядковым номером девять.

Читайте также:  Определить сопротивление катушки индуктивности 10 мгн переменному току частотой 50 гц

Одно из соединений фтора – фтористоводородная или плавиковая кислота используется для художественного травления стекла. Фото: stainedglassartist/Flickr.com https://www.flickr.com/photos/stainedglassartist/25786053933/in/photostream/

Одно из соединений фтора – фтористоводородная или плавиковая кислота используется для художественного травления стекла. Фото: stainedglassartist/Flickr.com CC BY-ND 2.0

Свой строптивый нрав фтор начал проявлять ещё задолго до того, как учёные смогли выделить его в виде чистого вещества. В 1771 году шведский химик Карл Вильгельм Шееле экспериментировал с минералом под названием плавиковый шпат, обрабатывая его серной кислотой. Получившееся вещество оказалось настолько активным, что разъело даже стеклянные колбы. Шееле справедливо решил, что ему удалось выделить неизвестную ранее кислоту, которую он назвал плавиковой по названию минерала. О том, что это была фтористоводородная кислота, исследователь на тот момент не знал, к тому же до получения настоящего газообразного фтора оставалось ещё долгих 76 лет.

Жидкий фтор при температуре -196 °C. Фото: Prof. Dr. Sebastian Riedel/Wikimedia Commons https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Liquid_fluorine#/media/File:Fluorine_liquid_-196_°C.jpg

Жидкий фтор при температуре -196 °C. Фото: Prof. Dr. Sebastian Riedel/Wikimedia Commons CC BY-SA 4.0

Кстати, вы знаете, почему минерал флюорит называют плавиковым шпатом, фтор в английском языке называется «флюорин», и какая связь у всего этого с флюорографией? Запутались? Всё довольно просто. Минерал флюорит, который состоит из фторида кальция, издавна добавляли в железную руду, чтобы расплавить её при более низкой температуре – так и сталь проще плавится и угля в печи меньше загружать, в общем, одна экономия. Отсюда и берётся эта приставка «флюо», что на латинском языке имеет значение «течение». Поэтому и минерал – флюорит и шпат – плавиковый. А что же такое шпат? Возможно, вы слышали такое загадочное словосочетание «полевые шпаты» – так называют разнообразные минералы, обладающие одним характерным свойством: они раскалываются на обломки, по форме напоминающие бруски или кирпичики. С ними и связано слово «шпат», имеющее немецкие корни, поэтому полевой шпат, облегчающий выплавку железа и стал называться плавиковым шпатом.

Кристалл флюорита. Фото: Parent Géry/Wikimedia Commons https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/59/Fluorine_%28Mexique%29_11.JPG

Кристалл флюорита. Фото: Parent Géry/Wikimedia Commons

А как же флюорография, ведь в кабинете с одноимённым названием ваши лёгкие вступают в контакт исключительно лишь с рентгеновскими лучами, а вовсе не с плавиковыми шпатами или что того хуже – с фтором. Всё дело в том, что для получения изображения лёгких используется фотоснимок специального флюоресцирующего экрана, который в реальном времени превращает невидимые рентгеновские лучи в видимый свет. Само же явление флюоресценции было впервые обнаружено у знакомого нам плавикового шпата – флюорита. Вот такое непростое хитросплетение минералов, химических элементов и медицинской диагностики.

Флюоресценция флюорита в ультрафиолетовых лучах. Фото: James St. John /Flickr.com https://www.flickr.com/photos/jsjgeology/32390909295

Флюоресценция флюорита в ультрафиолетовых лучах. Фото: James St. John/Flickr.com CC BY 2.0

От этимологических экскурсов перейдём поближе к химии фтора. Для начала возьмём всё тот же плавиковый шпат и заглушим с его помощью стекло. К закладыванию оконных проёмов кирпичиками пусть даже из плавикового шпата глушение стекла не имеет ничего общего – глушением называется процесс получения цветного непрозрачного стекла или смальты. Чтобы получить смальту, к обычному стеклу добавляют соединения фтора – фториды, среди которых есть и фторид кальция или флюорит. В отличие от цветного, но прозрачного стекла, из которого делают витражи, глушеное стекло содержит множество мельчайших кристалликов размером меньше одного микрона. Эти кристаллики прозрачны, но их показатель преломления отличается от окружающего их материала, в результате свет, проходя через такое стекло, многократно и хаотично преломляется и, попросту говоря, запутывается. Разглядеть предметы сквозь такое стекло уже точно не получится. Зато мозаики из смальты получаются превосходные, с глубокими и разнообразными цветами.

Мозаика из цветного стекла. Фото: Michele Truex/Flickr.com https://www.flickr.com/photos/40348123@N02/4009378999/

Мозаика из цветного непрозрачного стекла. Фото: Michele Truex/Flickr.com CC BY-NC 2.0

У фтора и стекла есть ещё одна тесная связь. Помните, когда Карл Шееле впервые выделил плавиковую кислоту, она разъела ему всю стеклянную посуду? Оказывается этой агрессивной способности фтористоводородной кислоты можно придумать полезное применение и даже не одно. Само травление стекла с помощью плавиковой кислоты было известно довольно давно, однако в ранг искусства этот процесс перевёл Эмиль Галле, знаменитый французский художник эпохи модерна. Широкую славу ему принесла особая техника травления плавиковой кислотой по многослойному стеклу, за счёт которой мастер добивался тончайших цветовых переходов. Тем же, кто не смог достичь художественных высот Галле, осталось лишь рутинно наносить на изделия из стекла различные маркировки вроде ГОСТов или залечивать поцарапанные стеклянные поверхности.

Ваза «Дождь в пруду оставляет пузырьки», Эмиль Галле 1889. Фото: Alexandre Prévot/Flickr.com https://www.flickr.com/photos/alexprevot/6952349123

Ваза «Дождь в пруду оставляет пузырьки», Эмиль Галле 1889. Фото: Alexandre Prévot/Flickr.com CC BY-SA 2.0

Если в нашем доме не расположилась стекольная мастерская или минералогический музей, то у нас всё равно есть хорошие шансы найти интересные соединения фтора. Для начала подойдём к зеркалу и улыбнёмся – так мы «увидим» фтор, который содержится в зубной эмали в виде фторапатита. Фторапатит – это производная вещества с названием гидроксиапатит, который в свою очередь составляет основу твёрдых тканей организма: костей и зубов. Однако химический состав такого апатита непостоянен, отдельные химические «кирпичики» вещества могут замещаться другими элементами. Например, ионы фтора превращают часть гидроксиапатита в фторапатит, попутно увеличивая прочность и химическую стойкость зубной эмали. Если же на гидроксиапатит действует кислота, которую, например, производят бактерии, обитающие в ротовой полости, то он может постепенно растворяться, а тут и до кариеса совсем недалеко. Именно поэтому в состав зубной пасты добавляют соединения фтора.

Производители зубных паст часто добавляют в их состав соединения фтора. Фото: Peter Gibson/Flickr.com https://www.flickr.com/photos/carnicula/6872390832

Производители зубных паст часто добавляют в их состав соединения фтора. Фото: Peter Gibson/Flickr.com CC BY-NC-ND 2.0

Но любое химическое вмешательство в дела биохимические это, как известно, палка о двух концах. С одной стороны, фтор укрепляет зубы и защищает от кариеса, а с другой стороны избыток фтора в организме приводит к неприятному заболеванию – флюорозу. Существует ещё одно мнение, что неправильно рассматривать зубы лишь с «простой» химической точки зрения, и для объяснения зубных болезней необходимо рассматривать зуб как полноценный и сложный орган. Кстати, обладатели одних из самых крепких зубов – бобры, весьма оригинально решили проблему химической стойкости своего рабочего инструмента. В составе их зубной эмали оказалось очень много соединений железа, за счёт которых достигается феноменальная прочность, а сопутствующий этому жёлтый цвет резцов у бобра – лишь показатель здоровья зубов этих талантливых строителей плотин.

Канадский бобр (Castor canadensis). Фото: Ralph Arvesen/Flickr.com https://www.flickr.com/photos/rarvesen/8453537208

Канадский бобр (Castor canadensis). Фото: Ralph Arvesen/Flickr.com CC BY-NC 2.0

Дальше в поисках «домашнего» фтора нам следует пройти на кухню и взять в руки сковородку или кастрюлю с антипригарным покрытием. С большой вероятностью это покрытие будет изготовлено из материала, известного как тефлон. Хотя справедливости ради, нужно сказать, что тефлон – это название товарной марки, под которой компания DuPont выпускала и выпускает полимерное соединение с названием политетрафторэтилен. Тефлон постигла та же участь, как в своё время аспирин и вазелин – товарные названия настолько приросли к самому продукту, что их стали повсеместно использовать, уже не глядя на фирму-производителя. Но что-то мы отошли от химии в сторону юриспруденции, поэтому вернёмся назад к тефлону. По сути это полимер, который состоит всего из двух типов атомов: углерода и фтора. Их химический союз оказался настолько прочным, что его не могут разрушить ни сильные кислоты, ни органические растворители, и даже самому фтору не так просто подступиться к этому веществу. Вдобавок этот материал остаётся твёрдым при температурах, при которых другие полимеры уже давно превратились бы в жидкость, он не смачивается ни водой, ни жирами, отлично изолирует электрические проводники и имеет низкое трение – перечислять его достоинства можно ещё очень долго.

Читайте также:  Удар тока в машину

На тефлоновой поверхности одинаково неуютно чувствуют себя и капли воды и капельки масла. Фото: Thomas/Flickr.com https://www.flickr.com/photos/dongga/3697110279

На тефлоновой поверхности одинаково неуютно чувствуют себя и капли воды и капельки масла. Фото: Thomas/Flickr.com CC BY-NC-ND 2.0

Есть у тефлона и один недостаток, который, правда, можно считать логичным продолжением его неоспоримых достоинств. С этим материалом чрезвычайно сложно работать: его нельзя покрасить и к нему практически невозможно что-нибудь приклеить. Поэтому, чтобы нанести тефлоновое покрытие на сковородку, нужно или наплавить полимер на шершавую металлическую поверхность, либо химически модифицировать сам тефлон, оторвав от него некоторые атомы фтора и заменив их на более активные химические группы. Недавно был предложен ещё один нестандартный способ соединения тефлона с другими полимерами – плазменная обработка поверхности. Взаимодействие с плазмой делает тефлон благосклонным к образованию связей с силиконовым полимерным материалом.

Один из видов плазмы – коронный разряд, который возникает при резких неоднородностях электрического поля. На фото: коронный разряд на экране высоковольтной линии. Фото: Nitromethane/Wikimedia Commons https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Corona_discharge_1.JPG

Один из видов плазмы – коронный разряд, который возникает при резких неоднородностях электрического поля. На фото: коронный разряд на экране высоковольтной линии. Фото: Nitromethane/Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0

Удивительные свойства соединений фтора с углеродом совсем не заканчиваются на тефлоне. Одни из самых интересных веществ, содержащих в своём составе фтор, это перфторированные жидкости. Они, как и все органические соединения, «насыщенные» фтором, весьма неохотно вступают во взаимодействие с другими веществами. А это значит, что такая молекула, попав в организм, не будет вступать в химические реакции, нарушать работу ферментов или вмешиваться в биохимические процессы. Так какой же тогда от неё может быть прок? Оказалось, что у таких жидкостей есть одно важное свойство – они хорошо растворяют кислород. Настолько хорошо, что когда исследователи поместили в насыщенную кислородом перфторированную жидкость крысу, она смогла дышать «под водой» целых 10 минут. Кстати говоря, впервые такие опыты были сделаны почти полвека назад, что однако, не мешает и в наше время показывать эффектные эксперименты, особенно если взять животное покрупнее мыши, например, таксу. Что до серьёзного использования, то на основе подобных жидкостей были созданы и успешно использованы на практике искусственные заменители крови: японский «Флюозол» и российский «Перфторан».

Таксам всё-таки лучше плавать в воде, а не в перфторированных жидкостях. Фото: Four Doxn/Flickr.com https://www.flickr.com/photos/fourdoxn/1074379832/

Таксам всё-таки лучше плавать в воде, а не в перфторированных жидкостях. Фото: Four Doxn/Flickr.com CC BY-NC-ND 2.0

От жидких соединений фтора и углерода перейдём к соединениям газообразным, таким как гексафторид серы, известный ещё как электрический газ или просто элегаз. Впервые это вещество выделил французский химик Анри Муассан, тот самый, который впервые смог получить газообразный фтор. Как и соединения углерода и фтора элегаз тоже весьма инертное вещество, однако своё электрическое название гексафторид серы получил не за химические, а за свои уникальные физические свойства. Он отличный изолятор, неплохо гасит электрические разряды и к тому же способен очень сильно увеличивать свой объём при нагреве. Это свойство очень полезно при охлаждении электрических устройств: нагретая поверхность создаёт мощную циркуляцию элегаза, который за счёт этого эффективно отводит тепло.

Элегазовый трансформатор тока ТГФМ-110 на станции Похвистнево, Самарская область. Фото: Vivan755/Wikimedia Commons https://en.wikipedia.org/wiki/Fluorine#/media/File:SF6_current_transformer_TGFM-110_Russia.jpg

Элегазовые трансформаторы тока ТГФМ-110 на станции Похвистнево, Самарская область. Фото: Vivan755/Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0

Фтору могут быть благодарны не только электрики за элегаз, но и антропологи за помощь в разоблачении грандиозной мистификации. В 1912 году научный мир облетела сенсация: в местечке с названием Пилтдаун, что находится в графстве на юге Англии, обнаружены окаменелые останки вида, который посчитали недостающим звеном на пути эволюции от обезьяны к современному человеку. Это была настолько долгожданная находка, что даже некоторые противоречия в анатомическом строении останков долгое время не смущали большинство учёных. Хотя по мере накопления знаний об эволюционном развитии скелета человека, всё яснее становилось, что «пилтдаунский человек» — это самая настоящая фальшивка. Точку в деле человека из Пилтдауна помог поставить фтор, вернее фторный анализ возраста окаменелостей. Дело в том, что кости, долгое время пролежавшие в земле, обогащаются фтором из почвенных вод. Поэтому чем древнее кости, тем больше в них должно быть фтора. В итоге «пилтдаунский человек» оказался вовсе не из далёкого плейстоцена, а из относительно близкого средневековья. К тому же и человеком назвать его было можно лишь с натяжкой: нижнюю челюсть мистификаторы взяли у орангутана и для пущей убедительности просто подпилили её до нужных размеров.

Нижняя челюсть «пилтдаунского человека» когда-то принадлежала орангутану. Фото: David Wynia/Flickr.com https://www.flickr.com/photos/davidandbecky/3956298644

Нижняя челюсть «пилтдаунского человека» когда-то принадлежала орангутану. Фото: David Wynia/Flickr.com CC BY-NC-ND 2.0

Напоследок расскажем одну химическую историю из разряда «невозможное возможно», с помощью фтора, конечно же. В периодической системе Менделеева существует группа элементов, которую называют инертные или благородные газы. Их инертность и благородство заключается в том, что они не вступают ни в какие химические реакции, по крайней мере, так считали все химики до 1962 года. Что же случилось в этом уже далёком от нас году? Американский химик Нил Бартлетт решил проверить, что будет, если попытаться провести реакцию между инертным газом ксеноном и одним из самых сильных окислителей – гексафторидом платины. Если бы опыт не удался, то в этом не было бы ничего удивительного. Однако в действительности в ходе эксперимента получились жёлтые кристаллы, озадачившие сначала самого Бартлетта, а потом и всё химическое сообщество. Получение соединения благородного газа для химика – это почти то же самое, что для математика получить результат от деления числа на ноль. Успех Нила Бартлетта в синтезе соединений ксенона, платины и фтора распространился в дальнейшем и на другие инертные газы. Хотя троице газов удалось сохранить своё благородство – гелий, неон и аргон всё ещё отказываются образовывать с фтором настоящие химические соединения. Впрочем, это не помешало получить интересное соединение гелия с натрием.

Кристаллы дифторида ксенона XeF2. Фото: Andif1/Wikimedia Commons https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6f/XeF2_kristalle.png

Кристаллы дифторида ксенона XeF2. Фото: Andif1/Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0

Конечно, история фтора на этом не заканчивается, потому что просто невозможно охватить всю информацию об этом чрезвычайно интересном элементе. Фтор может представать в совершенно разных обличиях: от разрушающего и ядовитого газа, до инертного твёрдого тефлона и спасительного жидкого перфторана. Даже в разных языках его называют по-разному. Вот такое сосредоточение противоречий в одном элементе.

Источник