Фтор

Фтор (F = 19), элемент, принадлежащий к группе галоидов VII группы периодической системы элементов.

В природе встречается в виде минералов плавикового шпата СаF2, криолита Na3АlF6 и апатитов: Са5(Сl.F) (РО4)3, Са3(РO4)3, Са2СlРО4, Са3(РO4)3, СаFРO4. В минимальных количествах находится в морской воде; в организме человека или животных встречается в эмали зубов, а также, вероятно, в костях: зубы хищных животных, например, собак, содержат около 0,3% фтора. Свободный фтор находится в некоторых разновидностях полевого шпата, где он образуется из фтористого кальция вследствие радиоактивного действия урановых солей; запах такого полевого шпата обусловливается присутствием свободного фтора, а фиолетовая окраска — от растворенного кальция. Впервые фтор был получен Муассаном в 1886 году при электролизе раствора фтористого калия в безводном фтористом водороде. Фтор — газ с запахом, напоминающий хлор, при охлаждении до —187° обращается в жидкость, а при охлаждении до —233° (в жидком водороде) в твердое кристаллическое тело. Он является самым деятельным элементом: с водородом соединяется в темноте, причем происходит взрыв. Йод, сера, фосфор загораются в атмосфере фтора; мелко раздробленный уголь в нем загорается, образуя 4-фтористый углерод СF4. Вода разлагается от его действия при обыкновенной температуре, причем образуется фтористый водород и озонированный кислород (Н2О + F2 = 2НF + O); фтор выделяет хлор из хлористых солей и соединяется с большинством металлов (даже с золотом и платиной), причем образуются фтористые соли; с кислородом же он не соединяется. Органические соединения: скипидар, керосин, пробка и т. п., загораются во фторе. Известь, окись бария, глинозем ярко накаливаются в струе фтора, выделяя кислород и переходя во фтористые металлы. Магнитный железняк и окись железа на холоде не изменяются, при нагревании же происходит энергичная реакция; так же относится к фтору окись цинка, свинца, меди, ртути и проч. Таким же образом действует он на сернистые металлы. Карбиды лития, стронция, бария, урана воспламеняются в струе фтора. Фтор  вытесняет элементы фосфорной кислоты из фосфорнокислых солей. Фосфорнокислый кальций воспламеняется в атмосфере фтора, переходя в СаF2.

Жидкий фтор представляет подвижную светло-желтую жидкость удельного веса 1,14 при температуре — от 187° до - 200°. Кипит при —187°. Температура плавления твердого фторf —233°. Жидкий фтор растворяется во всех отношениях в жидких кислороде и воздухе. Кремний, бор, углерод, сера, фосфор и железо, охлажденные в жидком кислороде, помещенные в жидкий фтор не загораются; при этой низкой температуре фтор не вытесняет йода из йодистого калия; при —210° фтор не действует на ртуть, между тем как с водородом и скипидаром происходит реакция с выделением света.

Фтористый водород (HF) получается при действии серной кислоты на плавиковый шпат СаF2 + Н2SO4 = 2HF + CaSO4; так как фтористый водород действует на стекло, то реакцию ведут в платиновых или свинцовых сосудах. Фтористый водород при охлаждении сгущается и образует жидкость, кипящую при 19,4°, очень едкую; пары его очень ядовиты. При температуре —102° жидкость затвердевает в прозрачную кристаллическую массу. Удельный вес ее при 13° = 0,9870. Плотность паров фтористого водорода меняется с температурой и давлением: так, при давлении 745 мм  ртутного столба удельный вес паров по отношению к воздуху при 26,4° — 1,773, а при 69,3° — 0,726, откуда молекулярный вес при 26,4° — 51,18, а при 69° — 20,96; на основании этих и других данных следует заключить, что формула молекул фтористого водорода не HF, а HxFx и пары представляют смесь молекулы различной сложности Н3F2, Н3F3 и т. д.

Фтористый водород сильно растворяется в воде, и водный раствор его известен под именем плавиковой кислоты, легко проводящей электричество; безводный же жидкий водород электричества не проводит. Плавиковая кислота, подобно соляной, обладает всеми свойствами сильных кислот: ее хранят не в стеклянных сосудах, а в гуттаперчевых, ибо она разъедает стекло (см. ниже); на животные ткани, например на кожу, она действует разрушительно; растворяет большинство металлов. Плавиковая кислота образует кислые и средние соли: например, известны кислый фтористый калий КНF2 и средний K2F2. При насыщении аммиаком раствора плавиковой кислоты и выпаривании раствора досуха получается кислый фтористый аммоний NH4HF2, который вместо свободной кислоты употребляется при анализе силикатов.

При электролизе плавиковой кислоты получить фтор нельзя, ибо при своем выделении на положительном полюсе он действует на воду, отнимая от нее водород и выделяя кислород (уравнение см. выше). Плавиковая кислота, как и газообразный фтористый водород, действует на кремнезем, образуя летучий фтористый кремний SiF4:SiО2 + 2HF = Н2О + SiF4. Соединения фтора с металлоидами аналогичны хлористым, например PF3 и РСl3; РOF3 и РОСl3; SiF4 и SiCl4; BF3 и BCl3; CF4 и ССl4; причем все упомянутые соединения фтора представляют собой газы, тогда как хлористые соединения являются жидкостями.

Фтор с кислородом не соединяется, но известно много солей, где часть кислорода замещена фтором; сюда относятся соли борной, кремневой, ванадиевой, хромовой, молибденовой, вольфрамовой фосфорной, серной и др.; в этих солях одна или несколько гидроксильных групп заменены фтором. Известны также соли йодноватой кислоты HJO3, в коих часть атомов кислорода заменена фтором, например, параллельно KJО3 известен KJF2О2, NH43 — NH4JF2О2 и пр.

Как пример фторо-солей можно привести для фторо-борной кислоты калиевую соль BF3KP, для мышьяковой кислоты калиевую соль состава К2AsF42S и кальциевую состава Са5(AsО4)3F; для кремневой кислоты — фтор силикат калия К2SiF6 и аммония (NH4)2 SiF6 и пр. С хлором фтор не соединяется, с бромом и йодом соединяется очень энергично, для йода известно жидкое соединение JF5. См. Н. Moissan, «Le Fluor et ses composés» (1900).

Ив. Кб.

Номер тома45 (часть 1)
Номер (-а) страницы665
Просмотров: 23

Алфавитный рубрикатор

А Б В Г Д Е Ё
Ж З И I К Л М
Н О П Р С Т У
Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ
Ы Ь Э Ю Я