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El fluor - Definición del Flúor, Historia del Flúor, Características del Flúor, Uso del Flúor



Definición del Flúor.
El flúor es el elemento químico de número atómico 9 situado en el grupo de los halógenos (grupo 17) de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es F
Es un gas a temperatura ambiente, de color amarillo palido, formado por moléculas diatómicas F2. Es el mas electronegativo y reactivo de todos los elementos. En forma pura es altamente peligroso, causando graves quemaduras químicas al contacto con la piel.


Historia del Flúor
El flúor (del latín fluere, que significa 'fluir') formando parte del mineral fluorita, CaF2, fue descrito en 1529 por Georgius Agricola por su uso como fundente, empleado para conseguir la fusión de metales o minerales. En 1670 Schwandhard observó que se conseguía grabar el vidrio cuando éste era expuesto a fluorita que había sido tratada con acido. Karl Scheele y muchos investigadores posteriores, por ejemplo Humphry Davy, Gay-Lussac, Antoine Lavoisier o Louis Thenard, realizaron experimentos con el acido fluorhídrico (algunos de estos acabaron en tragedia).



Geongius Agrícola





No se consiguió aislarlo hasta muchos años después debido a que cuando se separaba de alguno de sus compuestos, inmediatamente reaccionaba con otras sustancias.
Finalmente, en 1886, el químico francés Henri Moissan lo consiguió aislar, lo que le valió el Premio Nobel de Química de 1906.

Henri Moissan

La primera producción comercial de flúor fue para la bomba atómicadel Proyecto Manhattan, en la obtención de hexafluoruro de uranio, UF6, empleado para la separación de isótopos de uranio.
Este proceso se sigue empleando para aplicaciones de energía nuclear.



Características del Flúor.
El flúor es el elemento mas electronegativo y reactivo y forma compuestos con practicamente todo el resto de elementos, incluyendo los gases nobles xenón y radón. Incluso en ausencia de luz y a bajas temperaturas, el flúor reacciona explosivamente con el hidrógeno. El flúor diatómico, F2, en condiciones normales es un gas corrosivo de color amarillo casi blanco, fuertemente oxidante.
Bajo un chorro de flúor en estado gaseoso, el vidrio, metales, agua y otras sustancias, se queman en una llama brillante. Siempre se encuentra en la naturaleza combinado y tiene tal afinidad por otros elementos, especialmente silicio, que no se puede guardar en recipientes de vidrio.


En disolución acuosa, el flúor se presenta normalmente en forma de ion fluoruro, F-. Otras formas son fluorocomplejos como el [FeF4]-, o el H2F+.
Los fluoruros son compuestos en los que el ion fluoruro se combina con algún resto cargado positivamente.

A continuación puedes ver una tabla donde se muestra las principales características que tiene el flúor.

Símbolo químico
F

Número atómico
9

Grupo
17

Periodo
2

Aspecto
gas palido verde-amarillo

Bloque
p

Densidad
1.696 kg/m3

Masa atómica
18.9984032 uRadio medio
50 pm

Radio atómico
42

Radio covalente
71 pm

Radio de van der Waals
147 pm

Configuración electrónica
[He]2s22p5

Electrones por capa
2, 7

Estados de oxidación
-1 (acido fuerte)

Estructura cristalina
cúbica

Estado
gaseoso

Punto de fusión
53.53 K

Punto de ebullición
85.03 K

Calor de fusión
0.2552 kJ/mol

Volumen molar
11,20 m3/mol

Electronegatividad
3,98

Calor específico
824 J/(K·kg)

Conductividad térmica
0,0279 W/(K·m)

Propiedades del Flúor.
La masa atómica de un elemento esta determinada por la masa total de neutrones y protones que se puede encontrar en un solo atomo perteneciente a este elemento. En cuanto a la posición donde encontrar el flúor dentro de la tabla periódica de los elementos, el flúor se encuentra en el grupo 17 y periodo 2. El flúor tiene una masa atómica de 18 u.
La configuración electrónica del flúor es [He]2s22p5. La configuración electrónica de los elementos, determina la forma en la cual los electrones estan estructurados en los atomos de un elemento. El radio de Van der Waals del flúor es de 1 pm. El flúor tiene un total de 9 electrones cuya distribución es la siguiente: En la primera capa tiene 2 electrones y en la segunda tiene 7 electrones.


Los elementos del grupo de los halógenos como el flúor se presentan como moléculas diatómicas químicamente activas. Son elementos halógenos entre los que seencuentra el flúor, son oxidantes. Muchos compuestos sintéticos organicos y algunos compuestos organicos naturales, contienen elementos halógenos como el flúor. A este tipo de compuestos se los conoce como compuestos halogenados.
El punto de fusión del flúor es de 53 grados Kelvin o de -219,62 grados Celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del flúor es de 85 grados Kelvin o de -188,12 grados Celsius o grados centígrados.








Uso del Flúor.
Algunos compuestos de flúor se añaden a los dentífricos para prevenir las caries dentales. También se añaden habitualmente al agua.

Los anestésicos mas generales son derivados de compuestos de flúor.
El flúor-18 es un isótopo artificial que emite positrones y tiene una vida media relativamente mas larga. Esto lo hace ideal para su uso en la topografía por emisión de positrones.
Los revestimientos anti reflectantes contienen compuestos de flúor.
El flúor puede utilizarse para la fabricación de pantallas de plasma, pantallas planas y sistemas micro electromecanico.


El acido fluorhídrico se utiliza para grabar vidrio, generalmente las bombillas.

El flúor se utiliza en un paso de la producción de halones (gases extintores de incendios) tales como freón.
El flúor se utiliza para obtener uranio puro a partir de hexafluoruro de uranio.
Los compuestos de flúor se utilizan en los sistemas de refrigeración y aire acondicionado.
Otro compuesto de flúorse utiliza en la electrolisis del aluminio. Este proceso permite obtener aluminio puro.
Algunos antibióticos de amplio espectro (que actúan contra una amplia gama de bacterias) contienen flúor.
Una gran cantidad del flúor producido comercialmente se utiliza para hacer hexafluoruro de azufre. Este compuesto se utiliza como un dieléctrico (aislante eléctrico) en la industria eléctrica.



Frecuencia Natural.
Se estima que se halla en un 0.065% en la corteza terrestre; es casi tan abundante como el carbono, el nitrógeno o el cloro, mucho mas que el cobre o el plomo, aunque mucho menos que el hierro, aluminio o el magnesio. Los compuestos cuyas moléculas contienen atomos de flúor estan ampliamente distribuidos en la naturaleza.
En el agua, aire, plantas y animales hay presentes pequeñas cantidades de flúor. Como resultado los humanos estan expuestos al flúor a través de los alimentos y el agua potable y al respirar el aire. El flúor se puede encontrar en cualquier tipo de comida en cantidades relativamente pequeñas. Se pueden encontrar grandes cantidades de flúor en el té y en los mariscos.



Efectos del Flúor sobre la salud.
El flúor es esencial para mantener la solidez de nuestros huesos. El flúor también nos puede proteger del decaimiento dental, si es aplicado con el dentífrico dos veces al día. Si se absorbe flúor con demasiada frecuencia, puede provocar caries, osteoporosis y daños a los riñones,huesos, nervios y músculos.


Las industrias liberan la forma gaseosa del flúor. Este gas es muy peligroso, ya que en elevadas concentraciones puede causar la muerte. En bajas concentraciones puede causar irritaciones de los ojos y la nariz.


El flúor tiene tres efectos muy beneficiosos sobre los dientes
Aumenta la resistencia del esmalte: Si se aplica flúor sobre los dientes, éste reacciona con el calcio de los mismos, formando fluoruro de calcio. En esta forma, el flúor reacciona con los cristales del esmalte dentario (la hidroxiapatita), resultando un compuesto que aumenta mucho la resistencia del esmalte.


Favorece la remineralización: El flúor contribuye a la remineralización del diente, al favorecer la entrada en su estructura de iones de calcio y fosfato. Esto sucede porque el flúor tiene carga negativa y atrae al calcio y fosfato cuya carga es positiva.
Tiene acción antibacteriana: El flúor tiene acción antibacteriana atacando a las bacterias que colonizan la superficie de los dientes.



Efectos ambientales del Flúor
El flúor esta presente en la corteza terrestre de forma natural, pudiendo ser encontrado en rocas, carbón y arcilla. Los fluoruros son liberados al aire cuando el viento arrastra el suelo. Los procesos de combustión en las industrias pueden liberar fluoruro de hidrógeno al aire. Los fluoruros que se encuentran en el aire acabaran depositandose en el suelo o en el agua.
Cuando elflúor se fija a partículas muy pequeñas puede permanecer en el aire durante un largo periodo de tiempo. Cuando el flúor del aire acaba en el agua se instala en los sedimentos. Cuando acaba en los suelos, el flúor se pega fuertemente a las partículas del suelo.
En el medio ambiente el flúor no puede ser destruido; solamente puede cambiar de forma. El flúor que se encuentra en el suelo puede acumularse en las plantas. La cantidad de flúor que tomen las plantas depende del tipo de planta, del tipo de suelo y de la cantidad y tipo de flúor que se encuentre en el suelo. En las plantas que son sensibles a la exposición del flúor incluso bajas concentraciones de flúor pueden provocar daños en las hojas y una disminución del crecimiento.
Los animales que ingieren plantas que contienen flúor pueden acumular grandes cantidades de flúor en sus cuerpos. El flúor se acumula principalmente en los huesos. Como consecuencia, los animales expuestos a elevadas concentraciones de flúor sufren de caries y degradación de los huesos. Demasiado flúor también puede provocar la disminución de la cantidad de alimento tomado por el estómago y puede alterar el desarrollo de las garras. Por último, puede provocar bajo peso al nacer.


Compuesto.
El oxígeno combustiona mejor con los HC porque siempre se forma CO2), en cambio con flúor pueden formarse perfluorcadenas que son bastante inertes. El compuesto mas oxidante puede ser el O2)F2) obien el ion XeF+. El flúor se puede obtener químicamente en reacciones de acidos de Lewis.
Se emplean numerosos compuestos organicos en los que se han sustituido formalmente atomos de hidrógeno por atomos de flúor. Hay distintas formas de obtenerlos, por ejemplo mediante reacciones de sustitución de otros halógenos: CHCl3 + 2HF → CHClF2 + 2HCl
Los CFCs se han empleado en una amplia variedad de aplicaciones, por ejemplos como refrigerantes, agentes espumantes, aislantes, etc., pero debido a que contribuyen a la destrucción de la capa de ozono se han ido sustituyendo por otros compuestos químicos, como los HCFs. Los HCFCs también se emplean como sustitutos, pero también destruyen la capa de ozono, aunque en menor medida a largo plazo.
El politetrafluoroetileno (PTFE), es un polímero denominado comúnmente teflón.
El fluoruro de hidrógeno es extremadamente corrosivo y reacciona violentamente con los alcalinos y al amoníaco anhidro. Destruye el tejido hasta el hueso, mas peligroso que el sulfúrico y nítrico.
El acido fluorhídrico es una disolución de fluoruro de hidrógeno en agua. Es un acido débil, pero mucho mas peligroso que acidos fuertes como el clorhídrico o el sulfúrico atraviesa la piel destruye los tejidos y huesos, y es tóxico en cualquier concentración, ademas provoca hipo calcemia. El HF anhidro es extraordinariamente corrosivo.
Las disoluciones de HF son mortales aunque sean diluidas.
El hexafluoruro deuranio, UF6, es un gas a temperatura ambiente que se emplea para la separación de isótopos de uranio.
El flúor forma compuestos con otros halógenos presentando el estado de oxidación -1, por ejemplo, IF7, BrF5, ClF, etcétera.
Dichos compuestos son muy reactivos el ClF3, es aún mas reactivo que el flúor así como BrF5
La criolita natural, Na3AlF6, es un mineral que contiene fluoruros. Se extraía en Groenlandia, pero ahora esta practicamente agotada, por lo que se obtiene sintéticamente para ser empleada en la obtención de aluminio.
El HF anhidro y el acido nítrico mezclados disuelven a la mayoría de los metales de transición, incluido al Tantalo.
Precauciones de uso
El flúor y el acido hidrofluorico (HF) deben ser manejados con gran cuidado y se debe evitar totalmente cualquier contacto con la piel o con los ojos. El HF anhidro hierve a 19 °C, sus vapores son muy irritantes y tóxicos, sus descubridores murieron por su acción. Nunca ha de mezclarse con metales alcalinos ni con amoníaco. En presencia de SbF5, se convierte en un súper acido (el HF anhidro). La capacidad de protonación es tan grande que oxida a metales como el cobre y protona al metano etc. Tanto el flúor como los iones fluoruro son altamente tóxicos. El flúor presenta un característico olor acre y es detectable en unas concentraciones tan bajas como 0 ppm, por debajo de los límites de exposición recomendados en el trabajo.





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