в-к Лечител
в-к Лечител
 

ПОКОРЯВАНЕТО НА НЕПРИСТЪПНИЯ ФЛУОР

Брой: 2, 14 януари 2021 - СТУДЪТ
Откритието на флуора и неговото покоряване е една от най-драматичните страници в историята на химията. Това е една истинска битка със своите герои и, за жалост, с не малко жертви. Познанството на човека със съединенията на този елемент датира от дълбока древност. Флуоритът – най-разпространеният минерал на флуора, бил използван в металургията и производството на стъкло. През 1670 година стъклодувът от Нюрнберг (Германия) Хайнрих Шванхард установил, че при взаимодействието на флуорита със сярна киселина се отделя газ, който разяжда стъклото. Своето откритие той използвал за чисто практична цел – за гравиране на стъклото, без да се затруднява с въпроса за естеството на този газ. Десетина години по-късно знаменитият шведски химик Карл Шееле изказал мисълта, че флуоритът е сол на неизвестна киселина, която, в чест на родината му, получина названието шведска киселина. Ученият бил твърдо убеден, че в нея се съдържа нов, неизвестен, но особено активен химичен елемент.

В относително чист вид шведската киселина била получена от френските химици Жозеф-Луи Гей-Люсак и Луи Жак Тенар чрез дестилация на смес от флуорит и сярна киселина. В хода на опитите и двамата получили сериозно отравяне. На основа на аналогията в свойствата на шведската и хлороводородната (солната) киселина френският физик Андре-Мари Ампер изказва мисълта, че тя не съдържа кислород.

Като че ли всичко вече било ясно. Оставало само изолирането в чист вид на новия елемент. Още преди да бъде направено това Ампер предлага той да бъде назован фтор (на древногръцки φθόρος означава „разрушение“). Опитът на англичаните братята Георг и Томас Нокс завършил трагично – Томас получил сериозно отравяне, в резултат на което починал, а Георг останал инвалид за цял живот. Мъченическа смърт постигнала и французина Д. Никлас и белгиеца П. Лайет, които също дръзнали да се доберат до непристъпния елемент. Многобройни опити направил и знаменития английски химик Хъмфри Дейви - откривателят на натрия, калия, магнезия, калция, стронция и бария. Без успех!

Непокорният елемент отбил и тази атака!

Не постигнал успех и гениалният Антоан-Лоран дьо Лавоазие - член на Парижката академия на науките и неин председател. Колосът на науката – Майкъл Фарадей, посветил на разрешаването на тази задача цели петнадесет години!

Повече от сто години непристъпният елемент яростно отбивал атаките на най-светлите умове на науката. Но все пак обръчът около него все повече се стягал и денят на неговата капитулация неумолимо наближавал. На 26 юни 1886 година чрез електролиза на безводна шведска киселина при минус 23 градуса Целзий французинът Анри Моасан наблюдавал отделянето на анода на жълто-зелен газ с невероятна агресивност и химическа активност. Това бил флуорът! Разбира се, Моасан докладвал за своето откритие във Френската академия на науките, която за проверка на неговата достоверност назначила тричленна комисия от авторитетни химици. Проверката завършила с фиаско – отделяне на флуор не се наблюдавало! Моасан обаче не се предал, обстойно анализирал условията на експеримента и открил причината. Престаравайки се, преди демонстрацията той щателно пречистил шведската киселина, което се оказало грешка. Защото именно примесите осигурявали проводимостта на средата, т.е. протичането на електролизния процес. Повторната демонстрация преминала успешно! За забележителното му откритие през 1906 година Анри Моасан е удостоен с Нобелова награда.

Сега вече победителите могли по-обстойно, но с нужното изключително внимание, да огледат своя пленник. Както се и очаквало, той се оказал невероятно агресивен, много повече от всички познати химични елементи!

Струя флуор подпалвала водата, която горяла с бледосин пламък

При това горене обаче се отделял... кислород! Да, кислород! За първи път кислородът се оказал не причина, а продукт на горенето! В наши дни е известно, че причина за това уникално свойство на флуора е строежът на електронната му обвивка, в която за достигане на т.нар. стабилен октет, липсва един електрон. Неговите събратя – хлор, бром и йод, също изпитват закономерен стремеж към набавяне на липсващия им електрон, с оглед постигане на стабилна електронна структура, но стремежът на флуора е безграничен и неудържим. Веднъж получил нужния електрон, той го брани „със зъби и нокти” и яростно се съпротивлява срещу отнемането му. Сега е ясно защо всички опити за получаване на флуора чрез окисление на съединенията му са завършили без успех. В природата няма вещество, което да стори това – да отнеме придобития от флуора допълнитилен електрон! Единственото решение е използването на универсалния окислител – електролизния процес, което и довело до успеха.

През 1897 година Анри Моасан и Джеймс Дююар при температура минус 187 градуса Целзий и налягане 327 мм живачен стълб успяли да втечнят флуора. Няколко години по-късно при по-нататъшно охлаждане на яркожълтата течност учените я принудили да изкристализира под формата на светложълти кристали.

Повече от петдесет години след неговото откриване дръзкият и непокорен химичен елемент остава встрани от голямата химия и каквото и да е практическо приложение. Но ето, че през 1938 година американецът Рой Планкет - служител в американската компания Дюпон, при експеримент с газа тетрафлуоретилен открива образуването на бяла, подобна на азбест субстанция. Оказало се, че това е полимер на тетрафлуоретилена – политетрафлуоретилен. Изследването на свойствата му показало, че той е с невероятна химическа устойчивост – с откровено презрение се отнасял дори към царската вода, разтворителя, пред който не устоява и златото! Сега този полимер е познат под получилото широка популярност наименование – тефлон. Необичайният полимер бързо намира невероятен брой приложения – от производството на незалепващи кухненски съдове, до това на детайли за медицински уреди и изделия за авиационната и ракетната техника.

В природата се срещат три изотопа на урана – U-238 (99,27%), U-235 (72%) и U-234 (0,0055%). Съдържанието на изотопа U-235 е твърде ниско, но именно той се използва в ядрената енергетика и за създаването на ядрено оръжие. И именно флуорът изиграва ключова роля за отделянето на ценния изотоп от неговата смес. Това става в специално конструирани центрофуги, в които изотопите са предварително превърнати в съединения на флуора – хексафлуориди.

По понятни причини интересът към флуора невероятно нараства. Раждат се множество нови флуорополимери – оформя се цяла група пластмаси със забележителни свойства и невероятни приложения. Флуорът е съставна част на съвремените хладилни агенти - хидрофлуоровъглеводородите (HFC), които заменят трихлорофлуорометана (фреон-11) и дихлородифлуоромената (фреон-12), към които има сериозни възражения, свързани с разрушаване на озоновия слой на планетата. В ракетната техника, в качеството си на мощен окислител, нямащ равен на себе си, флуорът се използва като компонент на горива за ракетни двигатели.

През 1962 година канадецът Нил Бартлет разрушава мита за инертността на т.нар. благородни газове, получавайки съединение между ксенона, платината и флуора - ксенонов хексафлуороплатинат. Всъщност, впоследствие се оказва, че става дума за смес от флуориди, в два от които участва и „инертния” газ ксенон. За кратко време са синтезирани около 500 съединения на благородните газове, в т.ч. и на криптона. Любопитно е, че в съвременните учебници тази информация е представена твърде пестеливо, въпреки че представлява изключителен интерес.

Колкото и да е странно, този невероятно агресивен химичен елемент е

полезен за човешкия организъм,

в който изпълнява редица важни функции. Съдържанието му в него се оценява само на 2,6 грама, но множество клинични наблюдения доказват, че той играе ключова роля в редица биохимични и физиологични процеси – повишаване на капацитета на имунната защита, укрепване на зъбния емайл, предотвратяване на кариеса и пародонтозата, противодействие на развитието на остеопороза, подпомагане на кръвотворния апарат, извеждане на радионуклидите и т.н.

Учените са единодушни, че макар и покорен, флуорът далеч не е разкрил всичките си тайни. Битката с него продължава...

 Доц. д-р Димитър ПОПОВ

 



Брой: 2, 14 януари 2021
 
 
Продукти
 
АНТИПРЕС (ANTIPRESS)
 
АБИСАН
 
РОЙБОС (ROOIBOS)
 
Lechitel.BG :::
 
Биомаре Имуно
Lechitel.BG :::
 
Taloni-otstupki
 
e-shop
 
baner pesheva
 
Dobipress abonament
 
www.lechitel.bg
 
Избери цвят 
© 2007 Лечител ООД