Fluor, bekannt als F2, ist ein hochreaktives blassgelbes Gas, das leicht mit anderen Elementen unter Bildung von Verbindungen reagieren kann. Es wird häufig bei der Fluoridierung von Wasser und bei der Herstellung verschiedener Chemikalien verwendet.
| IUPAC-Name | Fluorit |
| Molekularformel | F2 |
| CAS-Nummer | 7782-41-4 |
| Synonyme | Molekulares Fluor, zweiatomiges Fluorid, Fluor, fluoriertes Gas, UN 1045, wasserfreier Fluorwasserstoff, Halon 1301 |
| InChI | InChI=1S/F2/c1-2 |
Eigenschaften von Fluor
Molmasse von Fluorit
Die Molmasse oder das Molekulargewicht von F2 beträgt 38,00 g/mol. Das bedeutet, dass ein Mol F2-Gas 38,00 Gramm wiegt. Die Molmasse ist eine wichtige Eigenschaft jeder Substanz, da sie zur Umrechnung der Masse in Mol verwendet wird. Im Fall von F2 wird es auch zur Berechnung der Gasmenge in einem bestimmten Volumen verwendet.
Siedepunkt von Fluor
Der Siedepunkt von F2 beträgt -188,12 °C oder -306,62 °F. Dies ist ein sehr niedriger Siedepunkt, was bedeutet, dass F2-Gas eine flüchtige Substanz ist, die sich leicht von einer Flüssigkeit in ein Gas umwandeln kann. Der Siedepunkt von F2 ist auch ein Hinweis auf seine Reaktivität, da es gegenüber anderen Elementen und Verbindungen sehr reaktiv ist.
Schmelzpunkt von Fluorit
Der Schmelzpunkt von F2 beträgt -219,62 °C oder -363,32 °F. Es hat außerdem einen sehr niedrigen Schmelzpunkt, was bedeutet, dass F2-Gas leicht von einem Feststoff in eine Flüssigkeit übergehen kann. Aufgrund der hohen Reaktivität von F2 kommt es jedoch nicht häufig in fester Form vor.
Fluordichte g/ml
Die Dichte des F2-Gases beträgt 1,696 g/ml bei Standardtemperatur und Standarddruck (STP). Das bedeutet, dass ein Liter F2-Benzin 1,696 Gramm wiegt. Die Dichte von F2 ist höher als die der meisten Gase, was die Arbeit damit etwas schwieriger macht.
Molekulargewicht von Fluor
Das Molekulargewicht von F2 beträgt 38,00 g/mol. Dieser Wert wird durch Addition des Atomgewichts zweier F-Atome berechnet, die jeweils 19,00 g/mol wert sind. Das Molekulargewicht von F2 ist wichtig für das Verständnis seiner chemischen Eigenschaften, wie etwa seiner Reaktivität und Bindungsstärke.
Struktur von Fluorit
Die Struktur von F2 ist einfach, da es aus zwei kovalent gebundenen F-Atomen besteht. Die Bindung zwischen den beiden Atomen ist eine Einfachbindung, das heißt, sie teilen sich ein Elektronenpaar. Die Struktur von F2 ist wichtig für das Verständnis seiner Reaktivität, da die Bindung zwischen den beiden Atomen relativ schwach ist und leicht gebrochen werden kann.
Fluorierte Formel
Die Formel für Fluor lautet einfach F2, da es aus zwei kovalent gebundenen F-Atomen besteht. Die Formel ist wichtig für das Verständnis der Zusammensetzung des Stoffes und seiner chemischen Eigenschaften, wie etwa seiner Molmasse und Reaktivität.
| Aussehen | Blassgelbes Gas |
| Spezifisches Gewicht | 1.108 (bei -196°C) |
| Farbe | Farblos |
| Geruch | Acre |
| Molmasse | 38,00 g/Mol |
| Dichte | 1.696 g/ml |
| Fusionspunkt | -219,62 °C (-363,32 °F) |
| Siedepunkt | -188,12 °C (-306,62 °F) |
| Blitzpunkt | Unzutreffend |
| Löslichkeit in Wasser | Reagiert heftig |
| Löslichkeit | Unlöslich in Wasser, löslich in organischen Lösungsmitteln |
| Dampfdruck | 13,6 Geldautomaten bei 20°C |
| Wasserdampfdichte | 1,3 (Luft=1) |
| pKa | Unzutreffend |
| pH-Wert | Unzutreffend |
Sicherheit und Gefahren von Fluorid
F2 ist ein hochreaktiver und gefährlicher Stoff, der erhebliche Sicherheitsrisiken birgt. Es kann mit vielen Materialien heftig reagieren, darunter Wasser, Metalle und organische Verbindungen. F2-Gas ist ebenfalls giftig und kann schwere Atemwegs- und Hautreizungen verursachen. Der Umgang mit F2 erfordert spezielle Ausrüstung und Schulung, und es müssen geeignete Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden, um Exposition und Unfälle zu verhindern. Im Falle einer Exposition oder eines Unfalls ist sofortige ärztliche Hilfe erforderlich. Aufgrund der mit F2 verbundenen Sicherheitsrisiken unterliegt es strengen Vorschriften und sollte nur von geschulten Fachkräften in kontrollierten Laborumgebungen gehandhabt werden.
| Gefahrensymbole | T+ (sehr giftig), C (ätzend) |
| Sicherheitsbeschreibung | Gas nicht einatmen. Schutzhandschuhe und Augen-/Gesichtsschutz tragen. An einem kühlen, trockenen Ort aufbewahren |
| UN-Identifikationsnummern | UN1045 (Druckgas) |
| HS-Code | 2804.70.00 |
| Gefahrenklasse | 2,3 (giftiges Gas), 8 (ätzend) |
| Verpackungsgruppe | Ich (große Gefahr) |
| Toxizität | Sehr giftig, kann schwere Reizungen der Atemwege und der Haut verursachen und in hohen Konzentrationen tödlich sein |
Methoden der Fluorsynthese
Zur Synthese von F2 gibt es mehrere Methoden, darunter die Elektrolyse einer Mischung aus geschmolzenem Kaliumfluorid und Fluorwasserstoff, die Reaktion von F-haltigen Verbindungen mit Oxidationsmitteln und die Reaktion bestimmter Metalle mit Fluorwasserstoff.
Bei der F2-Gassynthese wird im Elektrolyseprozess ein elektrischer Strom durch eine Mischung aus geschmolzenem Kaliumfluorid und Fluorwasserstoff geleitet, was zur Bildung von F2-Gas an der Anode führt.
Der Reaktionsprozess umfasst die Reaktion einer F-haltigen Verbindung wie Kaliumfluorid oder Natriumfluorid mit einem Oxidationsmittel wie Chlorgas oder Kaliumpermanganat. Dies führt zur Freisetzung von F2-Gas.
Eine andere Methode besteht darin, Fluorwasserstoff mit bestimmten Metallen wie Eisen, Nickel oder Kobalt zu reagieren. Das Metall reagiert mit Fluorwasserstoff unter Bildung von metallischem Fluorid und Wasserstoffgas. Reagieren Sie außerdem das entstehende Wasserstoffgas mit zusätzlichem Fluorwasserstoff, um mehr F2-Gas zu erzeugen.
Jede dieser Methoden hat ihre eigenen Vor- und Nachteile und die Wahl der Methode hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. der Verfügbarkeit von Rohstoffen, Kosten und Wirksamkeit.
Verwendung von Fluorid
F2-Gas hat mehrere wichtige Verwendungszwecke in verschiedenen Branchen, darunter:
- Herstellung von Uranhexafluorid für die Kernbrennstoffproduktion
- Unternehmen stellen verschiedene F-haltige Verbindungen wie Fluorkohlenwasserstoffe zur Verwendung als Kältemittel und Lösungsmittel her.
- Ätzen und Reinigen von Halbleitermaterialien in der Elektronikindustrie
- Produktion von Hochleistungskunststoffen und Polymeren wie Teflon und Kevlar
- Herstellung von Hochtemperatur-Supraleitern für den Einsatz in der Elektronik und anderen Anwendungen
- Fluorierung organischer Verbindungen zur Verbesserung ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften
- Herstellung von Spezialgläsern und Keramiken mit verbesserten Eigenschaften, wie erhöhter Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit
- Synthese von Arzneimitteln und Agrochemikalien mit verbesserter Effizienz und Stabilität
- Wird in der analytischen Chemie zur Analyse von Spurenelementen und Isotopen verwendet.
Fragen:
F: Ist F2 polar oder unpolar?
A: F2 ist ein unpolares Molekül, da beide F-Atome die gleiche Elektronegativität haben und sich die Elektronen gleichmäßig teilen.
F: Wie ist die Reihenfolge der F2-Anleihen?
A: Die Bindungsordnung von F2 ist 1, da es sich um ein homonukleares zweiatomiges Molekül mit nur einer kovalenten Bindung handelt.
F: Ist F2 paramagnetisch oder diamagnetisch?
A: F2 ist paramagnetisch, weil es zwei ungepaarte Elektronen in seinem bindenden Molekülorbital hat.
F: Wie groß ist die Molmasse von F2?
A: Die Molmasse von F2 beträgt etwa 38,00 g/mol.
F: Ist Fluor ein zweiatomiges Molekül?
A: Ja, Fluor ist ein zweiatomiges Molekül, da es aus zwei miteinander verbundenen F-Atomen besteht.
F: Was passiert, wenn zwei F-Atome reagieren und ein Fluormolekül erzeugen?
A: Wenn zwei F-Atome unter Bildung eines F2-Moleküls reagieren, teilen sie sich ein Elektronenpaar, um eine einzelne kovalente Bindung zu bilden. Dadurch entsteht ein stabiles zweiatomiges Molekül mit der chemischen Formel F2.