Fluor, bekend als F2, is een zeer reactief lichtgeel gas dat gemakkelijk kan reageren met andere elementen om verbindingen te vormen. Het wordt vaak gebruikt bij de fluoridering van water en bij de productie van verschillende chemicaliën.
| IUPAC-naam | Fluoriet |
| Moleculaire formule | F2 |
| CAS-nummer | 7782-41-4 |
| Synoniemen | Moleculair fluor, Diatomisch fluoride, Fluor, Gefluoreerd gas, UN 1045, Watervrij waterstoffluoride, Halon 1301 |
| InChi | InChI=1S/F2/c1-2 |
Eigenschappen van fluoriet
Molaire massa van fluoriet
De molaire massa van F2, of het molecuulgewicht, is 38,00 g/mol. Dit betekent dat één mol F2-gas 38,00 gram weegt. Molaire massa is een belangrijke eigenschap van elke stof, omdat deze wordt gebruikt om massa in mol om te zetten. In het geval van F2 wordt het ook gebruikt om de hoeveelheid gas in een bepaald volume te berekenen.
Kookpunt van fluoriet
Het kookpunt van F2 is -188,12°c of -306,62°f. Dit is een zeer laag kookpunt, wat betekent dat F2-gas een vluchtige stof is die gemakkelijk kan veranderen van een vloeistof in een gas. Het kookpunt van F2 is ook een indicatie van de reactiviteit ervan, aangezien het zeer reactief is met andere elementen en verbindingen.
Fluoriet smeltpunt
Het smeltpunt van F2 is -219,62°c of -363,32°f. Het heeft ook een zeer laag smeltpunt, wat betekent dat F2-gas gemakkelijk kan veranderen van vast naar vloeibaar. Vanwege de hoge reactiviteit van F2 wordt het echter niet vaak in vaste vorm aangetroffen.
Fluordichtheid g/ml
De dichtheid van het F2-gas is 1,696 g/ml bij standaardtemperatuur en druk (stp). Dit betekent dat één liter F2-benzine 1.696 gram weegt. De dichtheid van F2 is hoger dan die van de meeste gassen, waardoor het iets moeilijker is om mee te werken.
Molecuulgewicht van fluor
Het molecuulgewicht van F2 bedraagt 38,00 g/mol. Deze waarde wordt berekend door het atoomgewicht van twee F-atomen op te tellen, die elk 19,00 g/mol waard zijn. Het molecuulgewicht van F2 is belangrijk voor het begrijpen van de chemische eigenschappen ervan, zoals de reactiviteit en bindingssterkte.
Structuur van fluoriet
De structuur van F2 is eenvoudig, omdat het is samengesteld uit twee covalent gebonden F-atomen. De binding tussen de twee atomen is een enkele binding, wat betekent dat ze een paar elektronen delen. De structuur van F2 is belangrijk voor het begrijpen van de reactiviteit ervan, omdat de binding tussen de twee atomen relatief zwak is en gemakkelijk wordt verbroken.
Gefluoreerde formule
De formule voor fluor is eenvoudigweg F2, omdat het is samengesteld uit twee covalent gebonden F-atomen. De formule is belangrijk voor het begrijpen van de samenstelling van de stof en de chemische eigenschappen ervan, zoals de molaire massa en reactiviteit.
| Verschijning | Lichtgeel gas |
| Soortelijk gewicht | 1,108 (bij -196°C) |
| Kleur | Kleurloos |
| Geur | Akko |
| Molaire massa | 38,00 g/mol |
| Dikte | 1.696 g/ml |
| Fusie punt | -219,62°C (-363,32°F) |
| Kookpunt | -188,12°C (-306,62°F) |
| Flitspunt | Niet toepasbaar |
| oplosbaarheid in water | Reageert heftig |
| Oplosbaarheid | Onoplosbaar in water, oplosbaar in organische oplosmiddelen |
| Dampdruk | 13,6 ATM bij 20°C |
| Dampdichtheid | 1,3 (lucht=1) |
| pKa | Niet toepasbaar |
| pH | Niet toepasbaar |
Veiligheid en gevaren van fluoride
F2 is een zeer reactieve en gevaarlijke stof die aanzienlijke veiligheidsrisico’s met zich meebrengt. Het kan heftig reageren met veel materialen, waaronder water, metalen en organische verbindingen. F2-gas is ook giftig en kan ernstige irritatie van de luchtwegen en de huid veroorzaken. Het hanteren van F2 vereist gespecialiseerde apparatuur en training, en er moeten passende veiligheidsmaatregelen worden genomen om blootstelling en ongevallen te voorkomen. In geval van blootstelling of ongeval is onmiddellijke medische hulp vereist. Vanwege de veiligheidsrisico’s die aan F2 zijn verbonden, is het strikt gereguleerd en mag het alleen worden gehanteerd door getrainde professionals in gecontroleerde laboratoriumomgevingen.
| Gevarensymbolen | T+ (zeer giftig), C (bijtend) |
| Beveiligingsbeschrijving | Gas niet inademen. Beschermende handschoenen en oog-/gezichtsbescherming dragen. Op een koele, droge plaats bewaren |
| VN-identificatienummers | UN1045 (gecomprimeerd gas) |
| HS-code | 2804.70.00 |
| Gevarenklasse | 2.3 (giftig gas), 8 (corrosief) |
| Verpakkingsgroep | Ik (groot gevaar) |
| Toxiciteit | Zeer giftig, kan ernstige irritatie van de luchtwegen en de huid veroorzaken en kan in hoge concentraties dodelijk zijn |
Fluorsynthesemethoden
Verschillende methoden kunnen F2 synthetiseren, waaronder de elektrolyse van een mengsel van gesmolten kaliumfluoride en waterstoffluoride, de reactie van F-bevattende verbindingen met oxidatiemiddelen en de reactie van bepaalde metalen met waterstoffluoride.
Bij de synthese van F2-gas wordt tijdens het elektrolyseproces een elektrische stroom door een mengsel van gesmolten kaliumfluoride en waterstoffluoride geleid, wat resulteert in de vorming van F2-gas aan de anode.
Het reactieproces omvat de reactie van een F-bevattende verbinding, zoals kaliumfluoride of natriumfluoride, met een oxidatiemiddel, zoals chloorgas of kaliumpermanganaat. Hierdoor komt F2-gas vrij.
Een andere methode omvat het laten reageren van waterstoffluoride met bepaalde metalen, zoals ijzer, nikkel of kobalt. Het metaal reageert met waterstoffluoride en vormt metallisch fluoride en waterstofgas. Laat het resulterende waterstofgas bovendien reageren met extra waterstoffluoride om meer F2-gas te produceren.
Elk van deze methoden heeft zijn eigen voor- en nadelen, en de keuze van de methode is afhankelijk van verschillende factoren, zoals beschikbaarheid van grondstoffen, kosten en effectiviteit.
Gebruik van fluoride
F2-gas heeft verschillende belangrijke toepassingen in verschillende industrieën, waaronder:
- Productie van uraniumhexafluoride voor de productie van nucleaire brandstof
- Bedrijven produceren verschillende F-houdende verbindingen, zoals fluorkoolwaterstoffen, voor gebruik als koelmiddelen en oplosmiddelen.
- Etsen en reinigen van halfgeleidermaterialen in de elektronica-industrie
- Productie van hoogwaardige kunststoffen en polymeren, zoals Teflon en Kevlar
- Productie van hogetemperatuur-supergeleiders voor gebruik in de elektronica en andere toepassingen
- Fluorering van organische verbindingen om hun chemische en fysische eigenschappen te verbeteren
- Productie van speciaal glas en keramiek met verbeterde eigenschappen, zoals verhoogde duurzaamheid en corrosieweerstand
- Synthese van farmaceutische producten en landbouwchemicaliën met verbeterde efficiëntie en stabiliteit
- Gebruikt in de analytische chemie voor de analyse van sporenelementen en isotopen.
Vragen:
Vraag: Is F2 polair of niet-polair?
A: F2 is een niet-polair molecuul omdat beide F-atomen dezelfde elektronegativiteit hebben en elektronen gelijkelijk delen.
Vraag: Wat is de volgorde van F2-obligaties?
A: De bindingsvolgorde van F2 is 1 omdat het een homonucleair diatomisch molecuul is met slechts één covalente binding.
Vraag: Is F2 paramagnetisch of diamagnetisch?
A: F2 is paramagnetisch omdat het twee ongepaarde elektronen in zijn bindende moleculaire orbitaal heeft.
Vraag: Wat is de molaire massa van F2?
A: De molaire massa van F2 is ongeveer 38,00 g/mol.
Vraag: Is fluor een diatomisch molecuul?
A: Ja, fluor is een diatomisch molecuul omdat het bestaat uit twee F-atomen die aan elkaar zijn gebonden.
Vraag: Wat gebeurt er als twee F-atomen reageren en een fluormolecuul produceren?
A: Wanneer twee F-atomen reageren om een F2-molecuul te produceren, delen ze een paar elektronen om een enkele covalente binding te vormen. Dit resulteert in de vorming van een stabiel diatomisch molecuul met de chemische formule F2.