Fluor

Fluor
Basisdata
Navn		Fluor
Symbol		F
Atomnummer		9
Utseende		svak gulgrønn
Plass i periodesystemet
Gruppe		17
Periode		2
Blokk		p
Kjemisk serie		halogen
Atomegenskaper
Atomvekt		18,9984 u
Empirisk atomradius		50 pm
Kalkulert atomradius		42 pm
Kovalent atomradius		71 pm
Elektronkonfigurasjon		1s2 2s2 2p5
Elektroner per energinivå		2, 7
Oksidasjonstilstander		−1 (sterk syre)
Krystallstruktur		kubisk
Fysiske egenskaper
Stofftilstand		gass
Smeltepunkt		−219,62°C
Kokepunkt		−188,12°C
Molart volum		11,20 · 10−6 m³/mol
Tetthet		1,696 kg/m³
Hardhet		ingen (gass)
Kritisk temperatur		144,13 K
Kritisk trykk		5,172 MPa
Fordampningsvarme		3,2698 kJ/mol
Smeltevarme		0,2552 kJ/mol
Damptrykk		100 Pa ved 50 K
Lydfart		? m/s
Diverse
Elektronegativitet etter Pauling-skalaen		3,98
Spesifikk varmekapasitet		824 J/(kg·K)
Elektrisk ledningsevne		0 S/m³
Termisk konduktivitet		0,0279  W/(m·K)
SI-enheter & STP er brukt, hvis ikke annet er nevnt. MV = Manglende verdi.

Fluor er et grunnstoff med kjemisk symbol F og atomnummer 9.

Historie

Fluor i form av flusspat (ofte kalt fluoritt – kalsiumfluorid) ble beskrevet av Georgius Agricola i 1530 som flussmiddel (rensemiddel brukt på metalloverflater ved lodding og sveising). I 1670 oppdaget Schwanhard at glass ble etset av flusspat behandlet med syre. Carl Wilhelm Scheele og flere andre kjemikere eksperimenterte med flussyre, som lett ble fremstilt ved å behandle flusspat med konsentrert svovelsyre.

Etter hvert innså man at flussyre måtte inneholde et hittil ukjent grunnstoff. Det tok imidlertid mange år før fluor ble isolert, mye på grunn av stoffets reaktivitet. Det innebar at fluor bare kunne skilles ut elektrolytisk, og når det var fremstilt angrep det straks alle materialer det kom i kontakt med. I 1886, etter nesten 74 års sammenhengende anstrengelser av flere kjemikere, ble fluor til slutt isolert av den franske kjemikeren Henri Moissan. Utskillingen av fluor fra flussyre er en meget farlig prosess, og flere kjemikere omkom eller ble blinde som følge av fluoreksponering under forsøkene. Disse forskerne ble senere kalt «fluor-martyrene». Moissan fikk i 1906 nobelprisen i kjemi for isoleringen av fluor.

Produksjon av fluor i stor skala ble startet i forbindelse med «Manhattanprosjektet» – USAs atombombe-program. Heksafluorid (UF₆) ble brukt i anrikingsprosessen av uran.

Navnet er avledet av det latinske ordet fluere, som betyr å flyte (utover).

Fluor-atomets elektronskall

Egenskaper

Fluor er en gulaktig gass som er svært giftig og etsende. Den tilhører halogenene, sammen med klor, brom, jod og astat. Alle halogenene er svært reaktive, og fluor er det mest reaktive av alle og kan til og med danne kjemiske forbindelser med enkelte edelgasser.

Isotoper

Naturlig forekommende fluor består utelukkende av den stabile isotopen ¹⁹F. I tillegg er 17 kunstig fremstilte ustabile (og dermed radioaktive) isotoper kjent. De mest stabile av disse er ¹⁸F med halveringstid 109,77 minutter og ¹⁷F med halveringstid 64,49 sekunder. Alle de resterende isotopene har halveringstider kortere enn 12 sekunder.

CAS-nummer:7782-41-4

Forekomst

Flusspat-krystaller

Fluor forekommer ikke i ren form naturlig, men finnes i flere mineraler og kjemiske forbindelser (fluorider). Andelen av fluor i jordskorpen er omkring 525 ppm, noe som gjør det til et relativt vanlig grunnstoff. I havet er det bare små mengder fluor, på grunn av den dårlige vannløseligheten til de fleste fluoridene. Det vanligste fluormineralet er flusspat (fluoritt) CaF₂ og fluorapatitt Ca₅(PO₄)₃F. Fluorapatitt inneholder flusspat, men fluor-konsetrasjonen er allikevel ikke mer enn 3,5 %. Fluorapatitt blir derfor ikke utvunnet på grunn av fluor-innholdet, men på grunn av fosfatet det inneholder.

I 2007 ble det utvunnet 5,31 millioner tonn flusspat på verdensbasis. Det største produsentlandet var Kina med 2,75 millioner tonn. Andre viktige produsentland var Mexico (900 000 tonn), Mongolia (400 000 tonn) og Sør-Afrika (295 000 tonn). Verdens flusspat-reserver er anslått til 240 millioner tonn. Noen få tusen tonn flusspat blir gjenvunnet årlig, hovedsakelig fra urananriknings-prosesser. Prisen for et tonn flusspat var i 2007 omkring 280 USD.

Anvendelse

På grunn av fluors ekstreme reaktivitet (reaksjonsvillighet) og giftighet er bruken av rent fluor begrenset. Det blir hovedsakelig bearbeidet i form av fluorforbindelser (fluorider). En stor del av fluorproduksjonen brukes i anrikingsprosessen av uran (heksafluorid). Rent fluor anvendes også i fremstilling av svovelheksafluorid som brukes som dielektrikum i høyspentbrytere.

Industriell anvendelse av flusspat er hovedsakelig til flussmiddel i metallindustrien og til fremstilling av fluor og flussyre. Flusspat har også en jevn brytningsindeks for de forskjellige fargene i spekteret, noe som gjør det anvendelig i linse-optikk. Krystallene til dette bruket må være store, så disse blir fremstilt kunstig.

Helserisiko

Nesten alle stoffer som inneholder fluor er giftige, men benbygningen til mennesker og andre pattedyr inneholder en liten dose fluor. For mye fluor kan lede til brunflekkede tenner (dental fluorose). Ved høyere konsenstrasjoner blir benbygningen og tennene skjøre og knoklene deformert (skjelettfluorose). Dødelig fluorforgiftning kan også forekomme.

Drikkevann tilsettes i enkelte land fluor (i en estimert konsentrasjon på 1 mg per liter) for å styrke tannemaljen og hindre tannråte. I Norge har fluorisering av drikkevannet vært det heftigst debatterte helsetiltaket siden det første gang ble foreslått i 1947. Tiltaket har ikke vært gjennomført ved noe norsk vannverk. I stedet anbefaler Helsedirektoratet private løsninger.

Referanser

• Artikkel i Store norske leksikon av Per Kofstad og Bjørn Pedersen