Ftor – davriy jadvalning 9-elementi bo'lib, F belgisi bilan ifodalanadi. Bu eng yengil galogen bo'lib, oddiy sharoitlarda gaz holatida bo'ladi. Ftorning kimyoviy va fizik xususiyatlari uni o'ziga xos va muhim elementlardan biriga aylantiradi. Ushbu maqolada biz ftorning kimyoviy xususiyatlari, tabiiy manbalari, sanoat va tibbiyotda qo'llanilishi, shuningdek, uning xavflari va himoya choralari haqida batafsil ma'lumot beramiz.
Ftorning kashfiyot tarixi
Ftorning kashfiyoti uzoq va xavfli jarayon bo'lgan. 1810-yilda fransuz kimyogari André-Marie Ampère ftoritning (kaltsiy ftorid) kimyoviy tarkibini o'rganib, yangi element – ftor mavjudligini taxmin qildi. Britaniyalik kimyogar Humphry Davy ham ftorit bilan ishlagan va 1813-yilda ftorni sof holda ajratib olishga uringan, ammo uning urinishlari muvaffaqiyatsizlikka uchrab, og'ir jarohatlar oldi.
Nihoyat, 1886-yilda fransuz kimyogari Henri Moissan ftorni sof holda izolyatsiya qilishga muvaffaq bo'ldi. U elektroliz usulidan foydalangan holda, suvda eritilmagan kalsiy ftorid (CaF₂) va kaliy ftorid (KF) aralashmasidan ftorni ajratib oldi. Bu usul yordamida u sof ftor gazini olishga muvaffaq bo'ldi va bu muvaffaqiyati uchun 1906-yilda Kimyo bo'yicha Nobel mukofotiga sazovor bo'ldi. Moissanning kashfiyoti ftorning kimyoviy xususiyatlarini aniqlash va uning sanoat va ilm-fan sohalarida qo'llanilishiga katta hissa qo'shdi.
| Ftor |
|---|
| ← Azot | Oltingugurt → |
| Oddiy moddaning ko’rinishi Suyuq ftor  |
| Atom xossalari |
| Nomi, belgi, raqami ——————-→ Ftor/Fluorum (F), 9 |
| Atom massasi ——————-→18,99840316 m.a.b. (g/mol) |
| Elektron konfiguratsiyasi ——————-→ [He] 2s2 2p5 |
| Atom radiusi ——————-→ 73 pm |
| Kimyoviy xossalari |
| Kovalent radius ——————-→ 72 pm |
| Ion radiusi ——————-→ (+1e) 133 pm |
| Elektrmanfiyligi ——————-→ 3.98 (poling shkalasi bo‘yicha) |
| Oksidlanish darajasi ——————-→ -1, 0 |
| Ionlanish energiyasi ——————-→ 1680,0 kJ/mol; (8.99 eV) |
| Oddiy moddaning termodinamik xususiyatlari |
| Termodinamik faza ——————-→ Gaz |
| Zichlik ( n.sh. da ) ——————-→ 1,6960 г/л |
| Erish harorati ——————-→ 53,53 К (−219,70 °C) |
| Qaynatish harorati ——————-→ 85,03 К (−188,12 °C) |
| Solishtirma erish issiqligi ——————-→ (F - F) 0,5104 kJ / mol |
| Solishtirma buglanish issiqligi ——————-→ (F - F) 6,544 kJ / mol |
| Molyar issiqlikgi ——————-→ 31.34 J / (K · mol) |
| Molyar hajmi ——————-→ 22,4⋅103 mol/sm3; |
| Oddiy moddaning kristall panjarasi |
| Panjara tuzilishi ——————-→ monoklinik ( a- ftor); kubik ( b -ftor) |
| Panjara parametrlari ——————-→ a- ftor: b = 102.088 (18) ° ; a = 5.4780 (12) Å ; b = 3.2701 (7) Å |
| Boshqa xususiyatlar |
| Issiqlik o’tkazuvchanligi ——————-→ (300 K) 0,028 Vt / (m · K) |
| CAS raqami ——————-→ 7440-43-9 |
Kimyoviy xususiyatlari
Ftor – yer yuzasida eng elektrmanfiy elementdir va shu sababli u juda faol kimyoviy element hisoblanadi. Uning elektron konfiguratsiyasi 1s² 2s² 2p⁵ ko'rinishida bo'lib, bu unga kuchli oksidlovchi xususiyatlarini beradi. Ftorning o'zi ikki atomli molekula F₂ shaklida mavjud bo'ladi. Ftor ko'pgina metall va metall bo'lmagan elementlar bilan tez va ekzotermik reaksiyalarga kirishadi.
Vodorod bilan reaksiya
Ftorning vodorod bilan reaksiyasi natijasida vodorod ftorid (HF) hosil bo'ladi:
H2 + F2 → 2HF
Bu reaksiya juda yuqori haroratda va yorug'lik nurlanishida sodir bo'ladi.
Kislorod bilan reaksiya
Ftorning kislorod bilan to'g'ridan-to'g'ri reaksiyasi natijasida diftor oksid (OF₂) hosil bo'ladi:
2F2 + O2→ 2OF2
Bu reaksiya ham kuchli ekzotermik hisoblanadi.
Metallar bilan reaksiya
Ftor metallar bilan juda faol reaksiyaga kirishadi. Masalan, kaliy bilan ftorning reaksiyasi natijasida kaliy ftorid (KF) hosil bo'ladi:
2K + F2 → 2KF
Shuningdek, kalsiy bilan reaksiyasi natijasida kalsiy ftorid (CaF₂) hosil bo'ladi:
Ca + F2 → CaF2
Galogenlar bilan reaksiya
Ftor boshqa galogenlar bilan ham reaksiyaga kirishadi. Masalan, xlor bilan reaksiyasi natijasida xlor ftorid (ClF) va xlor triflorid (ClF₃) hosil bo'ladi:
Cl2 + F2→2ClF
Cl2 + 3F2→2ClF3
Organik birikmalar bilan reaksiya
Ftor organik birikmalar bilan juda faol reaksiyaga kirishadi. Masalan, metan (CH₄) bilan reaksiyasi natijasida karbon tetraflorid (CF₄) hosil bo'ladi:
CH4 + 4F2 → CF4 + 4HF
Ushbu reaksiyalar natijasida juda katta issiqlik chiqariladi va ko'pincha portlovchi bo'lishi mumkin. Shu sababli ftor bilan ishlashda katta ehtiyotkorlik talab etiladi. Ftorning yuqori reaktivligi va kuchli oksidlovchi xususiyatlari uni kimyo sanoatida va ilmiy tadqiqotlarda qimmatli elementga aylantiradi.
Ftorning olinishi
Ftorning olinishi elektroliz usuli yordamida amalga oshiriladi. Bu usul 1886-yilda fransuz kimyogari Henri Moissan tomonidan ishlab chiqilgan.
Jarayon:
- Elektrolit tayyorlash: Suvda eritilmagan kaliy ftorid (KF) va suvda eritilmagan vodorod ftorid (HF) aralashmasi elektrolit sifatida ishlatiladi.
- Elektroliz: Platina yoki fluorinidli elektrodlar yordamida elektroliz o‘tkaziladi. Elektroliz natijasida ftor gazini olish mumkin.
Reaksiya:
Anodda (musbat elektrodda) ftor ionlari oksidlanadi va ftor gazi (F₂) hosil bo‘ladi:
2F−→ F2 + 2e−
Katodda (manfiy elektrodda) vodorod ionlari qaytarilib, vodorod gazi (H₂) hosil bo‘ladi:
2H+ + 2e− → H2
Yakuniy tenglama:
Elektroliz natijasida umumiy reaksiya quyidagicha bo‘ladi:
2HF → H2 + F2
Ushbu usul orqali sof ftor gazi (F₂) olinadi.
Ftor izotoplarining yadroviy xossalari
| Izotop | Nisbiy massasi | Yarim yemirilish davri | Yemirilish turi | Yadro spini | Yadro magnit momenti |
|---|---|---|---|---|---|
| 17F | 17,0020952 | 64,5 s | β+ va 17O ga parchalanadi | 5/2 | 4,722 |
| 18F | 18,000938 | 1,83 soat | β+- va 18O ga parchalanadi | 1 | |
| 19F | 18,99840322 | stabil | — | 1/2 | 2,629 |
| 20F | 19,9999813 | 11 s | β− va 20Ne ga parchalanadi | 2 | 2,094 |
| 21F | 20,999949 | 4,2 s | β− va 21Ne ga parchalanadi | 5/2 | |
| 22F | 22,00300 | 4,23 s | β−va 22Ne ga parchalanadi | 4 | |
| 23F | 23,00357 | 2,2 s | β−va 23Ne ga parchalanadi | 5/2 |
Tabiiy manbalari
Ftor tabiiy holatda asosan minerallarda uchraydi. Eng ko'p tarqalgan ftorli mineral bu ftorit (CaF₂) bo'lib, u sanoatda keng qo'llaniladi. Shuningdek, kriolit (Na₃AlF₆) va apatit (Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH)) minerallari ham ftor manbai sifatida muhimdir. Ftor tabiiy suv manbalarida oz miqdorda erigan holda uchrashi mumkin, bu esa uning biomuhitda ham mavjudligini ko'rsatadi.
Sanoat va tibbiyotda qo'llanilishi
Ftor va uning birikmalari sanoatda va tibbiyotda keng qo'llaniladi. Sanoatda ftorni asosan polimerlar, maxsus plastmassalar va yuqori sifatli materiallar ishlab chiqarishda ishlatiladi. Masalan, teflon (politetrafloroetilen, PTFE) - bu ftorning polimeri bo'lib, yuqori issiqlikka chidamliligi va past ishqalanish koeffitsienti bilan mashhur.
Tibbiyotda ftorning eng muhim qo'llanilishlaridan biri bu tish pastalarida natriy ftorid (NaF) shaklida qo'llanilishidir. Ftoridlar tish emalini mustahkamlaydi va kariyesning oldini oladi. Shuningdek, ftorning ba'zi birikmalari rentgenografiyada kontrast modda sifatida ham qo'llaniladi.
Xavflari va himoya choralari
Ftor juda toksik va reaktiv modda bo'lib, unga tegish juda xavflidir. Ftor gazi o'pka to'qimalarini shikastlashi va nafas yo'llarida jiddiy zarar etkazishi mumkin. Shuning uchun ftor bilan ishlaganda maxsus himoya vositalaridan foydalanish zarur. Ftorning zaharlanishi simptomlariga yo'tal, nafas olish qiyinligi va ko'z, teri va shilliq qavatlarning shikastlanishi kiradi.
Ftor bilan ishlashda asosiy himoya choralari quyidagilardan iborat:
- Ventilyatsiya: Ish joyi yaxshi shamollatilishi kerak.
- Himoya vositalari: Gaz maskalari, qo'lqoplar va maxsus kiyimlardan foydalanish kerak.
- Ma'lumot va trening: Ftor bilan ishlaydigan xodimlar tegishli treningdan o'tkazilishi lozim.
Xulosa
Ftorning kimyoviy xususiyatlari va reaktivligi uni muhim sanoat va tibbiyot mahsulotlari uchun ajralmas elementga aylantiradi. Biroq, uning toksikligi va reaktivligi ftor bilan ishlashda katta ehtiyotkorlikni talab qiladi. Ftorning ko'p qirralari va foydali xususiyatlari uni zamonaviy kimyo va texnologiyada muhim element sifatida belgilaydi. Ushbu maqola orqali biz ftor haqida kengroq tushuncha hosil qilishga harakat qildik va uning turli sohalarda qanchalik muhim ekanligini ko'rsatdik.
