Islom karimov nomidagi toshkent davlat texnika universiteti olmoliq filiali
Download 58.4 Kb.
|
Ftor va uning birikmalari, sanoatda
- Bu sahifa navigatsiya:
- FTOR VA METALLURGIYA
|
Ftor nima
Agar inson tanasida ftor etarli bo’lsa, tishlar oq rangga ega. Ammo tanadagi ftor miqdori oshgani sayin tishlar sarg’ayadi. Ichimlik suvida ftor miqdori yuqori (2 ppm va undan yuqori) tishlarda sariq plakatlar hosil qilishi mumkin. Ftor tabiiy ravishda tarmoq suvida mavjud. Biroq, ayrim mintaqalarda ftor miqdori suvda etarli emas. Bunday hollarda ftor tarmoq suviga qo’shiladi. Mineral suvlar issiq ichimliklar va ovqatlarda ishlatilganda, inson salomatligi uchun zarur bo’lgan miqdorda ftor qo’shimchasi ta’minlanadi. Organizmdagi ftor 50 ppm va undan yuqori tezlikda o’limga olib keladi. Tanadagi ftorning 95 foizi suyaklar va tishlarda uchraydi. Atrofdagi ftorni yo’q qilish mumkin emas, faqat uning shakli o’zgarishi mumkin. Ftorning eng katta zaxiralari Janubiy Afrika, Meksika va Xitoyda joylashgan. Kaliforniya, Alyaska va Argentina ham ftorga boy boshqa mamlakatlardir. Hisob-kitoblarga ko’ra, dunyoda 120 million tonna ftor zaxirasi mavjud. Uning dunyodagi yillik ishlab chiqarish hajmi 4 million tonnani tashkil etadi. Ftor bir izotop |9Gʻ dan iborat. Shuning uchun Ftor "sof element" hisoblanadi. Ftorning 5 ta radioaktiv izotopi sunʼiy ravishda olingan. Ftorning dastlab maʼlum boʻlgan birikmasi kaltsiy ftorid SaGʻ2 dir. 1771 yilda shved kimyogari Ftor Sheyele ftorid kislota NGʻ ni oldi. Ftor Amper 1810 yilda ftorid kislotaning xlorid kislotaga oʻxshashligiga asoslanib, xlor kabi yana bir element mavjud, u kashf etilishi kerak degan fikrga keldi. Fransuz kimyogari Ftor Muassan 1886 yilda kaliy ftorid qoʻshilgan suvsiz ftorid kislotani platina idishda — 55° da elektrolizlab ilk bor erkin Ftor olgan. Ftorning eng muhim minerallari: flyuorit yoki kalsiy ftorid SaGʻ2 (tarkibida 48,7% Ftorbor) va kriolit Na3AlF6 (tarkibida 54,3% Ftor bor). Ftor birikmalari tabiiy suvda, oʻsimlik va hayvon organizmida uchraydi. Ftor Yer poʻstining massa jihatidan 2,710~2% ini tashkil qiladi. Ftor och sariq tusli, oʻtkir hidli, zaharli gaz. Nafasni boʻgʻadi. Suyuqlanish temperaturasi — 219,6°, qaynash temperaturasi — 188,1°. Gaz holatdagi Ftorning zichligi 1,693 g/l (0°, 760 mm sim. ust.da). Erkin Ftor 2 atomli molekula — Gʻ2 dan iborat. Ftor birikmalari juda mustahkamligidan, uni kimyoviy usullarda erkin holatda ajratib olib boʻlmaydi. Ftor suv bilan reaksiyaga kirishadi, benzol, xloroform kabi erituvchilarda eriydi. Ftor juda faol element, eng kuchli metallmas, eng kuchli oksidlovchi. Ftor kislorod va azotdan boshqa barcha elementlar bilan makbul reaksion sharoitda bevosita birikadi. Ftor vodorod bilan hatto qattiq holatda (—250°da) ham shiddatli reaksiyaga kirishib vodorod ftorid NGʻ hosil kiladi. Uning bilvosita usulda olingan kislorodli birikmasi Gʻ2O zaharli gaz. Ftor platina, oltin va b. asl metallarga ularning choʻgʻ holatida taʼsir etadi. Qoʻrgʻoshin, nikel va misning sirti Ftor atmosferasida 100°dayoq shu metallar ftoridlari qavati bilan qoplanadi va bu qavat metallni Ftorning keyingi taʼsiridan sakdaydi. Ftor oʻz birikmalarida — 1 valentli. Flyuorit CaF2 Ftor ishlab chiqarishda asosiy xom ashyo hisoblanadi. Unga 130° da sulfat kislota taʼsir ettirib vodorod ftorid olinadi. Sof holdagi Ftor olish uchun KFHF yoki KF2HF tarkibli tuzlarning elektrolizidan foydalaniladi. Olingan Ftorning asosiy qismi ftororganik birikmalar (freon CF2C12, vinil ftorid CH2=CHF) tayyorlash uchun sarflanadi. Suyuq Ftor raketalarda ishlatiladigan suyuq yonilgʻilar uchun oksidlovchi sifatida qoʻllanadi. Gazsimon Ftor atom texnikasida uran (IV)ftoridni oksidlab uran ^1)ftoridga aylantirish uchun ketadi. Ftor, shuningdek, xlor ftorid C1F3 (bu modda suyuq raketa yonilgi uchun oksidlovchi sifatida ishlatiladi), kobalt, kumush, marganets, surma kabi metallarning ftoridlarini tayyorlashda qoʻllanadi (bu ftoridlar ftorlovchi vosita sifatida ishlatiladi). Odam organizmida massa jihatidan 110~5% Ftor bor. Bir sutkada organizmga ovqat orqali 1 mg ga yaqin miqdorda Ftor kiradi. U barcha organ va toʻqimalar tarkibida boʻladi, lekin uning asosiy qismi — 99,4%i qattiq toʻqimalar (suyaklar, tishlar, soch)da toʻplanadi. Ftor — zaharli, u nafas yoʻllari, oʻpka va markaziy nerv sistemasi va b. organlar (yurak, koʻz)ga salbiy taʼsir etadi. Ftor teriga tekkanda suv bilan yaxshilab yuvish kerak. Ftor oʻtga chidamsiz, portlaydi. Shu sababli Ftor bilan ishlaganda ehtiyoj choralariga rioya qilish talab etiladi. Bolaning ovqat hazm qilish tizimiga kiradigan ftorid qon aylanish tizimi orqali tishlarga o'tadi. U erda emalni ichkaridan mustahkamlaydi va oldini olishga hissa qo'shadi. Tishlarning tashqi tomoni bilan aloqa qiladigan ftorid - u tish pastasida bo'ladimi yoki tish shifokori tishlarga qo'yadigan modda bo'ladimi - tishlarda hosil bo'lgan yangi emalni mustahkamlashga yordam beradi. Bu tabiiy remineralizatsiya deb ataladi. Bolaning doimiy tishlarining rivojlanishi va mustahkamlanishi hatto ... bachadonda ham boshlanadi! Tishlar hali ham tish go'shtida bo'lganda. Bolaning tanasiga kiradigan ftor darhol tishlarga o'tadi. Qizig'i shundaki, suvda ftor miqdori etarli bo'lgan hududlarda yashovchi odamlar kariyesdan 50% kamroq azoblanadi. Tayyor holda sotiladigan chaqaloq formulasi ftorsiz suv bilan tayyorlanadi. Ftor, boshqa vitaminlar va minerallardan farqli o'laroq, foydalidan zararliga osongina aylanishi mumkin. Ya'ni, uning o'rtacha miqdori tishlarga foydali, lekin ortiqcha miqdori zararli. Tishlar parchalana boshlaydi - bu kasallik floroz deb ataladi. Farzandingizga ftoridli dori buyurilgan bo'lsa, dozani o'zingiz oshirmasligingiz kerak. Farzandingizga yutish va yuvish qat'iyan man etilganligini ayting. Ular juda yuqori ftor tarkibiga ega. Tish cho'tkasiga oz miqdorda tish pastasini siqib chiqaring - taxminan no'xat kattaligi. Aytgancha, bu chaqaloq pastasi bilan paketlarda ko'rsatilgan. Ammo bolalarga "kattalar" pastasini ishlatish kerak emas. Farzandingiz ftorid ishlatsa, ftoridsiz tish pastasini tanlang. Chaqaloq ishlatadigan suvdagi ftor tarkibiga e'tibor bering - ya'ni siz unga sho'rva va kompotlar tayyorlash uchun foydalanadigan suv. Agar u millionda kamida 0,3 qismni (ya'ni litriga 0,3 ml) o'z ichiga olsa, chaqaloq ftorid qo'shimchalariga muhtoj emas. Agar siz hali ham chaqalog'ingizga ftorid yetishmayotganidan xavotirda bo'lsangiz, shuni yodda tutingki, ko'plab oziq-ovqatlar ftoridni o'z ichiga oladi va juda ko'p miqdorda. Bu don va sabzavotlar. Shifokorlar hali ko'krak suti bilan boqiladigan bolalarda ftorid o'z ichiga olgan preparatlarga ehtiyoj to'g'risida umumiy fikrga kelishmagan. Ba'zilar ona sutida mavjud bo'lgan ftor juda etarli deb ta'kidlaydilar, boshqalari esa u erda juda kam mikroelement borligini ta'kidlaydilar. Ammo bir narsa aniq: tarkibidagi ftor Eng faol, eng elektronegativ, eng reaktiv, eng agressiv element, eng metall bo'lmagan. Eng, eng, eng ... Biz bu so'zni yoki uning sinonimlarini tez-tez takrorlashimiz kerak bo'ladi. Ftor halogen oilasining elementi bo'lib, u xlor, brom, yod va sun'iy ravishda olingan radioaktiv astatinni ham o'z ichiga oladi. Ftor boshqa kichik guruhlarning barcha xususiyatlariga ega, lekin u mutanosiblik hissi bo'lmagan odamga o'xshaydi: hamma narsa haddan tashqari, chegaraga ko'tariladi. Bu birinchi navbatda 9-sonli elementning davriy tizimdagi o'rni va uning elektron tuzilishi bilan bog'liq. Uning davriy jadvaldagi o'rni "metall bo'lmagan xususiyatlar qutbi", yuqori o'ng burchakdir. Ftorning atom modeli: yadro zaryadi 9+, ikkita elektron ichki qobiqda, ettitasi tashqi tomonda joylashgan. Har bir atom doimo barqaror holatga intiladi. Buning uchun u tashqi elektron qatlamini to'ldirishi kerak. Ftor atomi bu ma'noda istisno emas. Sakkizinchi elektron tutiladi va maqsadga erishiladi - "to'yingan" tashqi qobiqli ftor ioni hosil bo'ladi. Birikkan elektronlar soni ftorning manfiy valentligi 1- ekanligini ko'rsatadi; Boshqa galogenlardan farqli o'laroq, ftor ijobiy valentlikni namoyish eta olmaydi. Ftorning sakkiz elektronli konfiguratsiyasiga qadar tashqi elektron qatlamini to'ldirish istagi juda kuchli. Shuning uchun u favqulodda reaktivlikka ega va deyarli barcha elementlar bilan birikmalar hosil qiladi. O'tgan asrning 50-yillaridayoq ko'pchilik kimyogarlar olijanob gazlar haqiqiy kimyoviy birikmalar hosil qila olmaydi, deb ishonishgan. Biroq, ko'p o'tmay, oltita "yolg'iz" elementdan uchtasi hayratlanarli darajada agressiv ftorning hujumiga qarshi tura olmadi. 1962 yildan boshlab ftoridlar olindi va ular orqali kripton, ksenon va radonning boshqa birikmalari olindi. Ftorni reaksiyadan saqlab qolish juda qiyin, lekin uning atomlarini birikmalardan tortib olish ko'pincha oson emas. Bu erda yana bir omil rol o'ynaydi - ftor atomi va ionining juda kichik o'lchamlari. Ular xlornikidan taxminan bir yarim baravar, yodnikidan esa yarmi kamroq.Shubhasiz, galogen atomlarining kattaligi qanchalik katta bo'lsa, ular molibden atomi atrofida kamroq joylashadi. Molibdenning mumkin bo'lgan maksimal valentligi faqat ftor atomlari bilan birgalikda amalga oshiriladi, ularning kichik o'lchamlari molekulani eng zich "qadoqlash" imkonini beradi. Ftor atomlari juda yuqori elektronegativlikka ega, ya'ni. elektronlarni jalb qilish qobiliyati; kislorod bilan o'zaro ta'sirlashganda, ftor kislorod musbat zaryadlangan birikmalar hosil qiladi. Issiq suv kislorod hosil qilish uchun ftor oqimida yonadi. Bu alohida holat emasmi? Kislorod to'satdan yonishning sababi emas, balki oqibati bo'lib chiqdi. Ftorli oqimda nafaqat suv, balki boshqa odatda yonmaydigan materiallar, masalan, asbest, g'isht va ko'plab metallar ham yonadi. Brom, yod, oltingugurt, selen, tellur, fosfor, mishyak, surma, kremniy, ko'mir oddiy haroratda ham ftorda o'z-o'zidan yonadi va ozgina qizdirilganda kimyoviy passivligi bilan mashhur bo'lgan olijanob platina metallari ham xuddi shunday taqdirga duchor bo'ladi. Shuning uchun ftorning nomi ajablanarli emas. Yunon tilidan tarjima qilingan bu so'z "yo'q qilish" degan ma'noni anglatadi. Ftor - yo'q qilish - hayratlanarli darajada mos nom. Biroq, 9-sonli elementning boshqa nomi chet elda keng tarqalgan - flor, lotin tilida "suyuqlik" degan ma'noni anglatadi. Bu nom ftor uchun emas, balki uning ba'zi birikmalari uchun ko'proq mos keladi va ftorit yoki ftor shpatidan kelib chiqadi - inson tomonidan ishlatiladigan birinchi ftorli birikma. Ko'rinib turibdiki, hatto qadimgi davrlarda ham odamlar bu mineralning rudalar va metallurgiya shlaklarining erish nuqtasini pasaytirish qobiliyatini bilishgan, ammo, albatta, ular uning tarkibini bilishmagan. Ftor ushbu mineralning asosiy komponenti deb nomlandi, hali noma'lum element. Bu nom olimlarning ongida shu qadar ildiz otganki, 1816 yilda ilgari surilgan element nomini o'zgartirish bo'yicha mantiqiy asosli taklif qo'llab-quvvatlanmadi. Ammo o'sha yillarda ftor uchun jadal izlanishlar olib borildi, ftor va uning birikmalarining halokatli qobiliyatini tasdiqlovchi ko'plab eksperimental ma'lumotlar allaqachon to'plangan edi. Va taklif mualliflari shunchaki hech kim emas, balki o'sha davrning eng yirik olimlari Andre Amper va Xamfri Davi edi. Va shunga qaramay, ftor flor bo'lib qoldi. Ftor va florit haqida birinchi eslatma 15-asrga to'g'ri keladi. XVIII asr boshlarida. gidroflorik kislota kashf qilindi - vodorod ftoridning suvli eritmasi va 1780 yilda mashhur shved kimyogari Karl Vilgelm Scheele birinchi marta bu kislota yangi faol elementni o'z ichiga oladi, deb taklif qildi. Biroq, Scheelening taxminini tasdiqlash va ftorni (yoki ftorni) ajratib olish uchun kimyogarlarga 100 yildan ko'proq vaqt kerak bo'ldi, turli mamlakatlardan kelgan ko'plab olimlarning butun bir asrlik mashaqqatli mehnati. Bugun biz bilamizki, ftor juda zaharli bo'lib, u va uning birikmalari bilan ishlash juda ehtiyotkorlik va o'ylangan himoya choralarini talab qiladi. Ftorni kashf etuvchilar bu haqda faqat taxmin qilishlari mumkin edi, va hatto har doim ham emas. Shuning uchun ftorning kashf etilishi tarixi ko'plab fan qahramonlarining nomlari bilan bog'liq. Ingliz kimyogarlari aka-uka Tomas va Jorj Noks kumush va qo'rg'oshin ftoridlaridan ftor olishga harakat qilishdi. Tajribalar fojiali yakunlandi: Georg Noks nogiron bo'lib qoldi, Tomas vafot etdi. D. Nikles va P. Laiet ham xuddi shunday taqdirga duch keldi. XIX asrning atoqli kimyogari. Kislotalarning vodorod nazariyasini yaratuvchisi, natriy, kaliy, magniy, kaltsiy, stronsiy va bariyni birinchi bo'lib olgan, xlorning elementarligini isbotlagan Xamfri Davi hamma narsani yo'q qiluvchi elementni olish masalasini hal qila olmadi. Ushbu tajribalar paytida u o'zini zaharladi va og'ir kasal bo'lib qoldi. J. Gey-Lyussak va L. Tenard hech qanday dalda beruvchi natijalarga erishmay, sog'lig'ini yo'qotdilar. A. Lavuazye, M. Faraday, E. Fremi yanada muvaffaqiyatli bo'ldi. Ularning ftorini "saqladi", lekin ular ham muvaffaqiyatga erisha olishmadi. 1834 yilda Faradayga u nihoyatda qiyin gazni olishga muvaffaq bo'lgandek tuyuldi. Ammo tez orada u tan olishga majbur bo'ldi: “Men ftor ololmadim. Qattiq tahlildan o‘tgan farazlarim birin-ketin barbod bo‘ldi...” Bu fan giganti 50 (!) yil davomida ftor olish masalasini hal qilishga urindi, biroq uni yengib o‘ta olmadi... Muvaffaqiyatsizliklar olimlarni hayratda qoldirdi, ammo har bir yangi tajriba bilan ftor izolyatsiyasining mavjudligi va imkoniyatiga ishonch kuchayib bordi. U allaqachon ma'lum bo'lgan galogenlar - xlor, brom va yod birikmalari bilan ftor birikmalarining xatti-harakatlari va xususiyatlaridagi ko'plab o'xshashliklarga asoslangan edi. Yo'lda omad kulib boqdi. Ftoridlardan elektroliz yoʻli bilan ftor ajratib olishga uringan Fremi suvsiz vodorod ftorid olish yoʻlini topdi. Har bir tajriba, hatto muvaffaqiyatsiz bo'lsa ham, hayratlanarli element haqidagi bilimlar xazinasini to'ldirdi va uning kashf etilgan kunini yaqinlashtirdi. Va o'sha kun keldi. 1886 yil 26 iyunda frantsuz kimyogari Anri Moissan suvsiz vodorod ftoridini elektroliz qildi. -23 ° S haroratda u anodda yangi, o'ta reaktiv gazsimon moddani oldi. Moissan bir nechta gaz pufakchalarini yig'ishga muvaffaq bo'ldi. Bu ftor edi! Moissan o'zining kashfiyoti haqida Parij akademiyasiga xabar berdi. Darhol komissiya tuzildi, u bir necha kundan keyin Moissanning laboratoriyasiga kelib, hamma narsani o'z ko'zlari bilan ko'rishi kerak edi. Moissan ikkinchi tajribaga ehtiyotkorlik bilan tayyorlandi. U asl vodorod ftoridini qo'shimcha tozalashga duchor qildi va ... yuqori martabali komissiya ftorni ko'rmadi. Tajriba takrorlanmadi, ftorning chiqishi bilan elektroliz kuzatilmadi! Skandal?! Ammo Moissan buning sababini topa oldi. Ma'lum bo'lishicha, ftor vodorod tarkibidagi kichik miqdordagi kaliy ftorid uni elektr tokini o'tkazuvchiga aylantiradi. Vodorod ftoridini birinchi tajribada qo'shimcha tozalashsiz qo'llash muvaffaqiyatni ta'minladi: aralashmalar bor edi - elektroliz davom etmoqda. Ikkinchi tajribaga puxta tayyorgarlik ko'rish muvaffaqiyatsizlikka sabab bo'ldi. Va shunga qaramay, omad Moissanga hamroh bo'ldi. Tez orada u ftor olinadigan qurilmalar uchun arzon va ishonchli materialni topishga muvaffaq bo'ldi. Bu muammo o'jar elementni olishdan kam emas edi. Vodorod ftorid va ftor har qanday uskunani yo'q qildi. Hatto Davy kristalli oltingugurt, ko'mir, kumush va platinadan yasalgan idishlarni sinovdan o'tkazdi, ammo bu materiallarning barchasi ftor birikmalarini elektroliz qilish jarayonida yo'q qilindi. Moissan birinchi gramm ftorni iridiy-platina qotishmasidan yasalgan elektrodlari bo'lgan platina hujayrasida oldi. Tajriba o'tkazilgan past haroratga qaramay, har bir gramm ftor 5 ... 6 g platinani "yo'q qildi". Moissan platina idishni mis bilan almashtirdi. Albatta, mis ham ftor ta'siriga duchor bo'ladi, lekin alyuminiy havodan oksidli plyonka bilan himoyalanganidek, mis ham ftordan mis ftorid plyonkasi orqasiga "yashirindi", bu uni engib bo'lmaydi. Elektroliz hali ham ftorni olishning amalda yagona usuli hisoblanadi. 1919 yildan boshlab biftorid eritmalari elektrolitlar sifatida ishlatilgan. Zamonaviy elektrolizatorlar va elektrodlarning materiallari mis, nikel, po'lat va grafitdir. Bularning barchasi 9-sonli elementni ishlab chiqarish xarajatlarini ko'p marta pasaytirdi va uni sanoat miqyosida olish imkonini berdi. Biroq, ftorni olish printsipi Davy va Faraday tomonidan taklif qilinganidek saqlanib qoldi va birinchi marta Moissan tomonidan amalga oshirildi. Ftor va uning ko'pgina birikmalari nafaqat katta nazariy qiziqish uyg'otadi, balki keng amaliy qo'llanilishini ham topadi. Ftorli birikmalar juda ko'p, ulardan foydalanish juda ko'p qirrali va kengdirki, bu element bilan bog'liq barcha qiziqarli narsalarni aytib berish uchun hatto 100 sahifa ham etarli emas. Shuning uchun, bizning hikoyamizda siz bizning sanoatimizga, hayotimizga, hayotimizga va hatto san'atimizga mustahkam kirgan eng qiziqarli ftor birikmalarini uchratasiz - ularsiz (buni mubolag'asiz aytish mumkin) taraqqiyotni tasavvur qilib bo'lmaydigan birikmalar.Ftorni butunlay yo'q qiladigan va "tinch" tanish suvda qanday umumiylik bo'lishi mumkin? Ko'rinadi - hech narsa. Ammo shoshilinch xulosa chiqarishdan ehtiyot bo'laylik. Axir, suvni kislorod gidridi deb hisoblash mumkin va gidroflorik kislota HF ftor gidriddan boshqa narsa emas. Shunday qilib, biz eng yaqin kimyoviy "qarindoshlar" - ikkita kuchli oksidlovchi moddalarning gidridlari bilan shug'ullanamiz. Barcha halogen gidridlar ma'lum. Ularning xossalari muntazam ravishda o'zgarib turadi, lekin vodorod ftorid boshqa vodorod galogenidlariga qaraganda suvga ancha yaqin. Dielektrik konstantalarni solishtiring: HF va H 2 O uchun ular juda yaqin (83,5 va 80), brom, yod va xlor gidridlari uchun bu xususiyat ancha past (faqat 2,9 ... 4,6). HF ning qaynash nuqtasi +19 ° C, HI, HBr va HCl esa noldan past haroratlarda allaqachon gaz holatiga o'tadi. Ftorning tabiiy birikmalaridan biri - mineral kriolit erimaydigan muz deb ataladi. Darhaqiqat, ulkan kriolit kristallari muz bloklariga juda o'xshaydi. Fantast yozuvchining hikoyalaridan birida I.A. Efremov barcha hayotiy oksidlanish jarayonlarida kislorod emas, balki ftor ishtirok etadigan sayyora aholisi bilan kosmosdagi uchrashuvni tasvirlaydi. Agar shunday sayyora mavjud bo'lsa, unda uning aholisi chanqog'ini vodorod ftorid bilan qondirishiga shubha yo'q. Yerda vodorod ftorid boshqa maqsadlarga xizmat qiladi. 1670-yildayoq Nyurnberg rassomi Shvangard florspatni sulfat kislota bilan aralashtirib, bu aralashma bilan shishaga chizmalarni qo'llagan. Shvangard uning aralashmasining tarkibiy qismlari bir-biri bilan reaksiyaga kirishishini bilmas edi, lekin reaksiya mahsulotini "chizadi". Bu Shvanxardning kashfiyotini joriy etishga to'sqinlik qilmadi. Ular bugungi kunda ham qo'llaniladi. Shisha idishga yupqa parafin qatlami qo'llaniladi. Rassom bu qatlamni bo'yab, so'ngra idishni gidroflorik kislota eritmasiga tushiradi. Vodorod ftoridiga daxlsiz kerosin "zirh" olib tashlangan joylarda kislota shishani korroziyaga olib keladi va naqsh abadiy qoladi. Bu vodorod ftoridining eng qadimgi qo'llanilishi, ammo yagona emas. Ftor vodorod ishlab chiqarish bo'yicha birinchi sanoat korxonalari yaratilganidan 20 yildan kamroq vaqt o'tgach, AQShda uning yillik ishlab chiqarish hajmi 125 ming tonnaga yetganini aytish kifoya. Shisha, oziq-ovqat, neft, yadro, metallurgiya, kimyo, aviatsiya, qog'oz - bu ftor vodorod keng qo'llaniladigan sanoatlarning to'liq ro'yxati emas. Vodorod ftorid ko'plab reaktsiyalar tezligini o'zgartirishga qodir va turli xil kimyoviy transformatsiyalar uchun katalizator sifatida ishlatiladi. Zamonaviy kimyoning asosiy yo'nalishlaridan biri suvsiz muhitda reaktsiyalarni amalga oshirishdir. Vodorod ftorid eng qiziqarli va allaqachon keng qo'llaniladigan suvsiz erituvchiga aylandi. Vodorod floridi juda agressiv va xavfli reagentdir, ammo u zamonaviy sanoatning ko'plab tarmoqlarida ajralmas hisoblanadi. Shu sababli, u bilan ishlash usullari shunchalik takomillashtirilganki, bizning zamonamizning malakali kimyogari uchun vodorod ftorid noma'lum ftor sayyorasi aholisi uchun deyarli xavfsiz bo'lib qoldi. FTOR VA METALLURGIYAAlyuminiy er qobig'idagi eng keng tarqalgan metall bo'lib, uning zaxiralari juda katta, ammo alyuminiy ishlab chiqarish faqat o'tgan asrning oxirida rivojlana boshladi. Alyuminiyning kislorodli birikmalari juda kuchli va ularning uglerod bilan qaytarilishi sof metallni bermaydi. Elektroliz yo'li bilan alyuminiy olish uchun uning halogen birikmalari va birinchi navbatda alyuminiy va ftorni o'z ichiga olgan kriolit kerak bo'ladi. Ammo tabiatda kriolit kam, bundan tashqari, u "qanotli metall" ning past miqdoriga ega - atigi 13%. Bu boksitlarga qaraganda deyarli uch baravar kam. Boksitlarni qayta ishlash qiyin, ammo, xayriyatki, ular kriolitda eriydi. Bu past eriydigan va alyuminiyga boy eritmaga olib keladi. Uning elektrolizi alyuminiy olishning yagona sanoat usuli hisoblanadi. Tabiiy kriolitning etishmasligi sun'iy ravishda qoplanadi, u ko'p miqdorda vodorod ftorid yordamida olinadi. Shunday qilib, alyuminiy sanoati va samolyotsozlikni rivojlantirishdagi yutuqlarimiz ko'p jihatdan ftor va uning birikmalari kimyosidagi yutuqlar natijasidir. Asrimizning 30-yillarida ftorning uglerod bilan birinchi birikmalari sintez qilingan. Tabiatda bunday moddalar juda kam uchraydi va ular uchun alohida afzalliklar qayd etilmagan. Biroq, zamonaviy texnologiyalarning ko'plab tarmoqlarining rivojlanishi va ularning yangi materiallarga bo'lgan ehtiyoji bugungi kunda minglab organik birikmalar mavjudligiga olib keldi, ular orasida ftor mavjud. Freonlarni esga olish kifoya - sovutish uskunasining eng muhim materiallari, floroplast-4, bu haqli ravishda plastik platina deb ataladi. Ko'rinishidan, bunday ibora mutlaqo qonuniy emas. №9 elementning "xarakteri" juda tajovuzkor; uning hikoyasi detektiv romanga o'xshaydi, bu erda har bir sahifa zaharlanish yoki qotillikdir. Bundan tashqari, ftorning o'zi va uning ko'plab birikmalari ommaviy qirg'in qurollarini ishlab chiqarish uchun ishlatilgan: Ikkinchi jahon urushida nemislar xlor trifloridni yondiruvchi vosita sifatida ishlatgan; Ftor o'z ichiga olgan bir nechta birikmalar AQSh, Angliya va Germaniyada yashirin zaharli moddalar sifatida ko'rib chiqilgan va yarim zavod miqyosida ishlab chiqarilgan. Hech kimga sir emaski, ftorsiz atom quroliga ega bo'lish qiyin edi. Ftor bilan ishlash xavflidir: eng kichik e'tiborsizlik - va odamning tishlari vayron bo'ladi, tirnoqlar buziladi, suyaklarning mo'rtligi oshadi, qon tomirlari elastikligini yo'qotadi va mo'rt bo'ladi. Natijada jiddiy kasallik yoki o'lim. Va shunga qaramay, "Ftor va hayot" sarlavhasi oqlanadi. Buni birinchi marta fil isbotladi. Ha, ha, fil. Rim yaqinida topilgan oddiy, haqiqiy fotoalbom, fil. Ftorid tasodifan uning tishlarida topilgan. Ushbu kashfiyot olimlarni inson va hayvonlar tishlarining kimyoviy tarkibini tizimli o'rganishga undadi. Tishlar tarkibida ichimlik suvi bilan birga tanaga kiradigan 0,02% gacha ftor borligi aniqlandi. Odatda, bir tonna suvda 0,2 mg gacha ftor mavjud. Ftorid etishmasligi tishlarning parchalanishiga olib keladi - karies. Ftorning etishmasligi aniqlangan joylarda suvga sun'iy ravishda qo'shilishi kasallikning yangi holatlarini bartaraf etishga va kasal odamlarda kariesning kamayishiga olib keladi. Darhol rezervatsiya qiling - suvda ftorning ko'p miqdorda ko'payishi o'tkir kasallikni keltirib chiqaradi - floroz (dog'li emal). Tibbiyotning asriy dilemmasi: katta dozalar zahar, kichik dozalar - dori. Ko'p joylarda suvni sun'iy florlash uchun qurilmalar qurilgan. Bolalarda kariesning oldini olishning bu usuli ayniqsa samaralidir. Shuning uchun ba'zi mamlakatlarda ftorli birikmalar (o'ta kichik dozalarda) ... sutga qo'shiladi. Ftor tirik hujayraning rivojlanishi uchun zarur va u fosfor bilan birga hayvon va o'simlik to'qimalarining tarkibiga kiradi, degan taxmin mavjud. Ftor turli xil tibbiy preparatlarni sintez qilishda keng qo'llaniladi. Flororganik birikmalar qalqonsimon bez kasalliklari, ayniqsa Graves kasalligi, diabetning surunkali shakllari, bronxial va revmatik kasalliklar, glaukoma va saraton kasalliklarini davolashda muvaffaqiyatli qo'llanilmoqda. Ular bezgakning oldini olish va davolash uchun ham mos keladi va streptokokk va stafilokokk infektsiyalariga qarshi yaxshi vosita bo'lib xizmat qiladi. Ba'zi organoflorin preparatlari ishonchli og'riq qoldiruvchi vositalardir. Ftor va hayot - ftor kimyosining ushbu bo'limi eng katta rivojlanishga loyiqdir va kelajak unga tegishli. Ftor va o'limmi? Bu sohada ishlash mumkin va zarur, lekin o'lik zaharli moddalarni emas, balki kemiruvchilar va boshqa qishloq xo'jaligi zararkunandalariga qarshi kurashish uchun turli xil preparatlarni olish uchun. Bunday ilovalar, masalan, monofluoroasetik kislota va natriy ftoratsetatdir. Yozning issiq kunida muzlatgichdan bir shisha muzdek mineral suv olish naqadar yoqimli... Ko'pgina muzlatgichlarda - ham sanoat, ham maishiy - sovutgich, sovuqni hosil qiluvchi modda, organoflorli suyuqlik - freondir. Freonlar eng oddiy organik birikmalar molekulalaridagi vodorod atomlarini ftor yoki ftor va xlor bilan almashtirish orqali olinadi. Eng oddiy uglevodorod metan CH 4 dir. Agar metan tarkibidagi barcha vodorod atomlari ftor bilan almashtirilsa, u holda tetraflorometan CF 4 (freon-14) hosil bo'ladi va faqat ikkita vodorod atomi ftor bilan, qolgan ikkitasi xlor bilan almashtirilsa, difluorodixlorometan CF 2 Cl 2 (freon- 12) olinadi. Jadvalda. 2 bir nechta bunday birikmalarning eng muhim xususiyatlarini ko'rsatadi. Freon-12 odatda uy muzlatgichlarida ishlaydi. Bu rangsiz, suvda erimaydigan va yonmaydigan, efirga o'xshash hidli gaz. 11 va 12 freonlar ham konditsioner qurilmalarda ishlaydi. Barcha ishlatilgan sovutgichlar uchun tuzilgan "zararlilik ko'lami" da freonlar oxirgi o'rinlarni egallaydi. Ular hatto "quruq muz" - qattiq karbonat angidriddan ham zararsizdir. Freonlar juda barqaror, kimyoviy jihatdan inertdir. Bu erda, xuddi ftoroplastikada bo'lgani kabi, biz ham xuddi shunday hayratlanarli hodisaga duch kelamiz: eng faol element - ftor yordamida kimyoviy jihatdan juda passiv moddalarni olish mumkin. Ular, ayniqsa, oksidlovchi moddalar ta'siriga chidamli va bu ajablanarli emas - axir, ularning uglerod atomlari oksidlanishning eng yuqori darajasida. Shuning uchun florokarbonlar (va, xususan, freonlar) hatto toza kislorodli atmosferada ham yonmaydi. Kuchli isitish bilan halokat sodir bo'ladi - molekulalarning parchalanishi, lekin ularning oksidlanishi emas. Bu xususiyatlar bir qator hollarda freonlardan foydalanishga imkon beradi: ular olovni to'xtatuvchilar, inert erituvchilar, plastmassa va moylash materiallari ishlab chiqarish uchun oraliq mahsulotlar sifatida ishlatiladi. Hozirgi kunda turli xil turdagi minglab ftororganik birikmalar ma'lum. Ularning ko'pchiligi zamonaviy texnologiyaning eng muhim tarmoqlarida qo'llaniladi. Freonlarda ftor "sovuq sanoat" uchun ishlaydi, lekin u juda yuqori haroratni olish uchun ham ishlatilishi mumkin. Ushbu raqamlarni solishtiring: kislorod-vodorod alangasining harorati 2800 ° S, kislorod-atsetilen alangasi 3500 ° S, vodorod ftorda yonganda 3700 ° S harorat paydo bo'ladi. Ushbu reaktsiya allaqachon metallni kesish uchun vodorod ftorid mash'allarida amaliy qo'llanilishini topdi. Bundan tashqari, ftorxloridlar (ftorning xlor bilan birikmalari), shuningdek, azot triflorid va vodorod aralashmasida ishlaydigan burnerlar ma'lum. Oxirgi aralashma ayniqsa qulaydir, chunki azot triflorid uskunani korroziyaga olib kelmaydi. Tabiiyki, bu reaktsiyalarning barchasida ftor va uning birikmalari oksidlovchi vosita rolini o'ynaydi. Ular shuningdek, suyuq reaktiv dvigatellarda oksidlovchi vosita sifatida ham qo'llanilishi mumkin. Ko'p narsa ftor va uning birikmalari ishtirokidagi reaktsiya foydasiga gapiradi. Yuqori harorat rivojlanadi, ya'ni yonish kamerasidagi bosim kattaroq bo'ladi va reaktiv dvigatelning kuchi ortadi. Bunday reaktsiyalar natijasida qattiq yonish mahsulotlari hosil bo'lmaydi, ya'ni bu holatda ham nozulning tiqilib qolishi va dvigatelning yorilishi xavfi yo'q. Ammo ftor raketa yoqilg'isining ajralmas qismi sifatida bir qator muhim kamchiliklarga ega. U juda zaharli, korroziy va juda past qaynash nuqtasiga ega. Boshqa gazlarga qaraganda uni suyuqlik sifatida saqlash qiyinroq. Shuning uchun ftorning kislorod va galogenlar bilan birikmalari bu erda ko'proq maqbuldir. Ushbu birikmalarning ba'zilari oksidlovchi xususiyatlarida suyuq ftordan kam emas, lekin ular juda katta afzalliklarga ega; normal sharoitda bu suyuqliklar yoki oson suyultirilgan gazlardir. Jadvaldagi ma'lumotlarni tahlil qilib, ularning xususiyatlarini solishtiring. 3. 3-jadval
Ftorgaloidli birikmalar orasida xlor triflorid va brom pentaflorid raketa yoqilg'isida foydalanish uchun eng qulay hisoblanadi. Ma'lumki, masalan, 1956 yilda xlor triflorid AQShda samolyot yoqilg'isi uchun mumkin bo'lgan oksidlovchi sifatida ko'rib chiqilgan. Yuqori kimyoviy faollik bunday moddalardan foydalanishni qiyinlashtiradi. Biroq, bu qiyinchiliklar mutlaq emas va ularni engib o'tish mumkin. Korroziya jarayonlari kimyosini yanada rivojlantirish, korroziyaga chidamliroq materiallarni olish va ftor asosidagi yangi oksidlovchilarni sintez qilishdagi yutuqlar, ehtimol, raketa olimlarining 9-sonli elementdan foydalanish bilan bog'liq ko'plab rejalarini amalga oshirishga imkon beradi. va uning birikmalari. Ammo biz bashorat qilish bilan shug'ullanmaymiz. Zamonaviy texnologiyalar jadal rivojlanmoqda. Ehtimol, bir necha yillardan keyin qandaydir printsipial jihatdan yangi turdagi dvigatellar paydo bo'ladi va LRE tarix olamiga chekinadi ... Har holda, ftor koinotni o'rganishda hali so'nggi so'zini aytmagani shubhasizdir.Har bir litr dengiz suvida 0,3 mg ftor mavjud. Istiridye qobig'ida u 20 barobar ko'p. Marjon riflari millionlab tonna ftoridni o'z ichiga oladi. Tirik organizmlarda ftorning o'rtacha miqdori er qobig'idagidan 200 baravar kam. Oddiy sharoitda ftor och sariq rangli gaz, -188 ° S da kanar-sariq suyuqlik, -228 ° S da ftor muzlaydi va och sariq rangli kristallarga aylanadi. Agar harorat -252 ° C ga tushirilsa, bu kristallarning rangi o'zgaradi. Xlor, brom va yod hidlarini, siz bilganingizdek, yoqimli deb tasniflash qiyin. Shu jihatdan ftor boshqa galogenlardan unchalik farq qilmaydi. Uning hidi - o'tkir va bezovta qiluvchi - xlor va ozon hidlariga o'xshaydi. Inson burni uning mavjudligini aniqlashi uchun havodagi ftorning milliondan bir qismi kifoya qiladi. Vulkanik gazlar ba'zan vodorod ftoridni o'z ichiga oladi. Bunday gazlarning eng mashhur tabiiy manbai Ming tutunlar vodiysi (Alyaska) fumarollaridir. Har yili atmosferaga vulqon tutuni bilan 200 ming tonnaga yaqin ftorli vodorod ko'chiriladi. “Men sof gidroflorik kislotani elektroliz qilish bo'yicha tajribani katta qiziqish bilan o'tkazdim, chunki u ftorning haqiqiy tabiatiga ishonch hosil qilish uchun eng katta imkoniyatni taqdim etdi. Biroq, jarayonni amalga oshirishda sezilarli qiyinchiliklarga duch keldi. Suyuq gidroflorik kislota darhol shisha va barcha hayvon va o'simlik moddalarini yo'q qildi. Metall oksidi bo'lgan barcha jismlarga ta'sir qiladi. Ba'zi metallar, ko'mir, fosfor, oltingugurt va ba'zi xlor birikmalari bundan mustasno, unda erimaydigan bitta moddani bilmayman. Yadro yoqilg'isini ishlab chiqarishda ftor va uning birikmalarining roli juda katta. Ishonch bilan aytishimiz mumkinki, ftorsiz hali ham dunyoda bitta atom elektr stantsiyasi bo'lmaydi va tadqiqot reaktorlarining umumiy sonini barmoq bilan hisoblash qiyin bo'lmaydi. Ma'lumki, har bir uran yadro yoqilg'isi bo'lib xizmat qila olmaydi, faqat uning ba'zi izotoplari, birinchi navbatda, 235 U. Bir-biridan faqat yadrodagi neytronlar soni bilan farq qiluvchi izotoplarni ajratish oson emas va element qanchalik og'ir bo'lsa, og'irlikdagi farq shunchalik kam seziladi. Uran izotoplarini ajratish deyarli barcha zamonaviy ajratish usullari gazsimon moddalar yoki uchuvchi suyuqliklar uchun mo'ljallanganligi bilan ham murakkablashadi. Uran taxminan 3500°C da qaynaydi. Agar uran bug'i bilan ishlashga to'g'ri kelsa, izotoplarni ajratish uchun ustunlar, sentrifugalar, diafragmalarni yasash uchun qanday materiallar kerak bo'lardi?! Uranning juda uchuvchan birikmasi uning UF 6 geksaftorididir. 56,2 ° S da qaynaydi. Shuning uchun metall uran emas, balki uran-235 va uran-238 geksaftoridlari ajratiladi. Kimyoviy xossalari bo'yicha bu moddalar, albatta, bir-biridan farq qilmaydi. Ularni ajratish jarayoni tez aylanadigan sentrifugalarda davom etadi. Uran geksaftoridining markazdan qochma kuch bilan tarqalgan molekulalari nozik g'ovak bo'laklardan o'tadi: 235 U ni o'z ichiga olgan "engil" molekulalar ular orqali "og'ir" ga qaraganda bir oz tezroq o'tadi. Ajratilgandan so'ng uran geksaflorid UF 4 tetrafloridga, so'ngra uran metalliga aylanadi. Uran geksaftorid elementar ftor bilan uranning o'zaro ta'siri reaktsiyasi natijasida olinadi, ammo bu reaktsiyani nazorat qilish qiyin. Uranni ftorli birikmalar bilan ClF 3, BrF va BrF 6 kabi boshqa halogenlar bilan ishlov berish qulayroqdir. Uran tetraflorid UF 4 ni olish ftor vodoroddan foydalanish bilan bog'liq. Ma'lumki, 1960-yillarning o'rtalarida AQShda uran ishlab chiqarish uchun barcha ftorid vodorodining deyarli 10 foizi, taxminan 20 ming tonna sarflangan. Toriy, berilliy va sirkoniy kabi yadroviy texnologiya uchun muhim materiallarni ishlab chiqarish jarayonlari ushbu elementlarning ftorid birikmalarini olish bosqichlarini ham o'z ichiga oladi. Quyoshni yutib yuborayotgan sher. Bu belgi alkimyogarlar uchun oltinni aqua regia - nitrat va xlorid kislotalar aralashmasida eritish jarayonini anglatardi. Barcha qimmatbaho metallar kimyoviy jihatdan juda barqaror. Oltin kislotalarda (selen kislotasidan tashqari) yoki ishqorlarda erimaydi. Va faqat aqua regia ham oltin, ham platinani "yutadi". 30-yillarning oxirida kimyogarlar arsenalida hatto "sher" ham ojiz bo'lgan modda paydo bo'ldi. Aqua regia uchun juda qattiq plastik edi - teflon deb ham ataladigan floroplast-4. Teflon molekulalari polietilen molekulalaridan farq qiladi, chunki asosiy zanjirni o'rab turgan barcha vodorod atomlari (... - C - C - C - ...) ftor bilan almashtiriladi. Ftoroplast-4 rangsiz toksik bo'lmagan tetrafloroetilenni polimerizatsiya qilish natijasida olinadi. Tetrafloroetilenning polimerizatsiyasi tasodifan topilgan. 1938 yilda xorijiy laboratoriyalardan birida bu gazni silindrdan etkazib berish birdan to'xtadi. Idish ochilganda, u noma'lum oq kukun bilan to'ldirilganligi ma'lum bo'lib, u politetrafloroetilen bo'lib chiqdi. Yangi polimerni o'rganish uning hayratlanarli kimyoviy qarshilik va yuqori elektr izolyatsiyalash xususiyatlarini ko'rsatdi. Endi samolyotlar, mashinalar va dastgohlarning ko'plab eng muhim qismlari ushbu polimerdan presslanadi. Ftor ichida sof shakl Bu o'ziga xos o'tkir hidli sarg'ish gazdir. Bu zaharli, shuning uchun uni uy sharoitida juda ehtiyotkorlik bilan ishlatish kerak. Davriy jadvalning barcha elementlari orasida u kimyoviy jihatdan eng faol hisoblanadi. Ftorning boshqa moddalar bilan birikmalari ftoridlar deb ataladi: ularning soni juda ko'p, shuning uchun ularni qo'llash sohalari ham juda keng. Bunga stomatologiya kiradi. Birinchi ftor o'z ichiga olgan pastalar 20-asrning boshlarida paydo bo'ldi va 1940-yillarning oxirida Qo'shma Shtatlarda suvni florlashning eksperimental dasturi boshlandi, bu asosan olib keldi. ijobiy natijalar kariyesga qarshi kurashda. Bir muncha vaqt o'tgach, dunyoning etakchi davlatlarining bir nechta stomatologiya assotsiatsiyasi ftorli tish pastalarini samarali deb tan oldi. profilaktik. Shu bilan birga, ftoridlarga qarshi bo'lganlar soni ham ortdi, ular orasida taniqli mutaxassislar ham bor edi. Bahsning asosiy sababi ftorning xususiyatlari va unga asoslangan birikmalardir. Keling, tanadagi ushbu moddaning minimal miqdori bo'lmasa, bu mumkin emasligi bilan boshlaylik normal rivojlanish nafaqat tishlar, balki butun skeletning tirnoqlari, sochlari va suyaklari. Ftorid ko'pgina oziq-ovqatlarda va hatto er qobig'ida mavjud, shuning uchun biz baribir uning bir qismini olamiz. Aksariyat mutaxassislar va olimlar kattalar uchun bunga rozi kunlik stavka ftorid 3-5 mg, bolalar uchun esa 0,5 dan 2 mg gacha (yoshga qarab) bo'lishi kerak. Kamchilik emalning tez demineralizatsiyasiga va karies, osteoporoz va og'iz bo'shlig'idan uzoqroq bo'lgan boshqa muammolarning shakllanishiga olib keladi. Boshqa tomondan, sof shaklda bir necha gramm ftor odamlar uchun halokatli hisoblanadi va muntazam ravishda dozani oshirib yuborish suyaklar va bo'g'inlar, jigar, yurak, nafas olish tizimi va turli kasalliklarni keltirib chiqaradi. Ko'pchilik stomatolog bemorlar maxsus tish pastasidan foydalanganda va ftorli suv ichishda ftoridning tishlarga zarari bilan qiziqishadi. Shunday bo'ldiki, aynan ular ko'pincha shiddatli tortishuvlarning mavzusi bo'lib, afsonalar va noto'g'ri qarashlarning paydo bo'lishiga asos bo'lishadi. Shuni tushunish kerakki, bu holda ftor umumlashtirilgan tushunchadir. Masalan, tish pastasi tarkibida ftorning o'zi birlamchi holatda emas, balki unga asoslangan birikmalar mavjud. Ko'pincha u o'z ichiga oladi quyidagi turlar ftoridlar: Download 58.4 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|