Pengertian Fluor dan Penjelasannya

Next page: 1 2 3

Fluor (F), unsur kimia yang paling reaktif dan anggota paling ringan dari unsur-unsur halogen, atau Kelompok 17 (Group VIIA) dari tabel periodik. Aktivitas kimia yang dapat dikaitkan dengan kemampuan ekstrim untuk menarik elektron (Fluor adalah unsur yang paling elektronegatif) dan ukuran kecil atom nya.

Sejarah Fluor

Fluor mengandung mineral fluorspar (atau fluorit) ditemukan pada tahun 1529 oleh dokter Jerman dan mineralogi Georgius Agricola. Asam fluorida mentah pertama kali disusun oleh glassworker Inggris yang tidak diketahui pada tahun 1720. Pada tahun 1771 ahli kimia Swedia Carl Wilhelm Scheele memperoleh asam fluorida dalam keadaan tidak murni dengan memanaskan fluorspar dengan asam sulfat pekat dalam retort kaca yang mengakibatkan kaca menjadi sangat berkarat, pembuluh terbuat dari logam yang digunakan dalam percobaan dengan substansi selanjutnya. Asam anhidrat ditemukan pada tahun 1809, dan dua tahun kemudian fisikawan Perancis André-Marie amper mengemukakan bahwa fluor adalah senyawa hidrogen dengan unsur yang tidak diketahui, yang dianalogikan sebagai fluorine, oleh karena itu dia menyarankan nama fluor. Fluorspar kemudian dikenal sebagai kalsium fluorida.

Isolasi fluor telah lama menjadi salah satu masalah utama yang belum terpecahkan dalam ilmu kimia anorganik, hingga akhirnya pada tahun 1886 kimiawan Perancis Henri Moissan menyiapkan elemen fluor dengan elektrolisis larutan kalium hidrogen fluorida dalam hidrogen fluorida. Ia menerima Hadiah Nobel 1906 Kimia menemukan cara mengisolasi fluor. Kesulitan dalam menangani elemen fluor dan sifat racunnya berkontribusi pada lambatnya kemajuan dalam penelitian kimia tentang fluor. Memang, sampai dengan saat Perang Dunia II elemen fluor tampaknya menjadi perhatian para laboran. Kemudian, penggunaan uranium hexafluoride dalam pemisahan isotop uranium, seiring dengan perkembangan senyawa fluor organik dari industri, membuat bahan kimia fluor menjadi cukup penting dalam dunia industri.

Kejadian dan distribusi Fluor

Iklan oleh Google

Fluor yang mengandung mineral fluorspar (fluorit, CaF₂) telah digunakan selama berabad-abad sebagai fluks (agen pembersih) dalam berbagai proses metalurgi. Nama fluorspar berasal dari fluere Latin, "mengalir." Mineral ini kemudian terbukti menjadi sebuah unsur yang bernama fluor. Kristal transparan tidak berwarna, fluorspar memunculkan semburat kebiruan ketika dibakar, dan sifat ini dikenal sebagai fluoresensi.

Fluor ditemukan di alam hanya dalam bentuk senyawa kimia, kecuali untuk jumlah kecil elemen bebas dalam fluorspar yang telah mengalami radiasi dari radium. Bukan elemen langka, fluor berjumlah sekitar 0,065 persen dari kerak bumi. Fluor yang mengandung mineral adalah

1. fluorspar, terdapat di Illinois, Kentucky, Derbyshire, Jerman selatan, selatan Perancis, dan Rusia, dan merupakan sumber utama fluor,
2. kriolit (Na₃AlF₆), terutama dari Greenland,
3. fluoroapatit (CA₅ [PO₄] ₃ [F, Cl]), didistribusikan secara luas dan mengandung sejumlah variabel fluorin dan klorin,
4. topaz (Al₂SiO₄ [F, OH] ₂), batu permata, dan
5. lepidolite, mika serta komponen tulang hewan dan gigi.

Sifat Fisik dan Kimia Fluor

Pada suhu kamar fluorin adalah gas kuning samar dengan bau yang menyengat. Berbahaya jika terhirup. Setelah fluor mendingin, fluor menjadi cairan kuning. Hanya ada satu isotop stabil dari unsur ini yaitu fluor-19.

Karena fluor adalah yang paling elektronegatif dari unsur-unsur lainnya, kelompok atom kaya fluor sering bermuatan negatif. Metil iodida (CH₃I) dan trifluoroiodomethane (CF₃I) memiliki distribusi muatan yang berbeda seperti yang ditunjukkan pada rumus berikut, di mana diunjukkan oleh simbol Yunani δ:

δ + δ-                    δ- δ+

CH₃I                     CF₃I.

Energi ionisasi pertama fluor sangat tinggi (402 kilokalori per mol), memberikan formasi panas standar untuk kation F +  420 kilokalori per mol.

Ukuran kecil dari atom fluor memungkinkannya untuk tersusun dalam jumlah atom fluor atau ion yang relatif besar di sekitar pusat koordinasi(atom pusat) di mana fluor membentuk banyak susunan kompleks yang stabil. Misalnya, hexafluorosilicate (SiF₆) ^2- dan hexafluoroaluminate (AlF₆ ) ^3-. Fluor adalah unsur pengoksidasi yang paling kuat. Tidak ada substansi lain yang lebih kuat, oleh karena itu, fluor mampu mengoksidasi anion fluoride ke elemen bebas, dan untuk alasan ini unsur ini tidak ditemukan dalam keadaan bebas di alam. Selama lebih dari 150 tahun, semua metode kimia telah gagal untuk menghasilkan elemen fluor, keberhasilan yang telah dicapai hanya dengan menggunakan metode elektrolisis. Namun, pada tahun 1986 kimiawan Amerika Karl O. Christe melaporkan persiapan kimia pertama fluor, di mana "persiapan kimia" berarti suatu metode yang tidak menggunakan teknik seperti elektrolisis, fotolisis, dan debit atau menggunakan fluor sendiri dalam sintesis sebagai salah satu bahan awal. Dia menggunakan K₂MnF₆ dan pentafluoride antimony (SbF₅), yang keduanya dapat dengan mudah dibuat dengan menggunakan pelarut HF.

Kekuatan fluor untuk mengoksidasi yang tinggi memungkinkan elemen untuk menghasilkan bilangan oksidasi tertinggi dibandingkan dengan unsur-unsur lain, dan banyak elemen fluorida oksidasi tinggi yang dikenal seperti halide dan elemen serupa lainnya seperti, difluoride perak (AgF₂), kobalt trifluorida (CoF₃), renium heptafluoride (ReF₇), bromin pentafluoride (BrF₅), dan yodium heptafluoride (IF₇).

Fluor (F₂), terdiri dari dua atom fluorin, bergabung dengan semua elemen lain kecuali helium dan neon untuk membentuk fluorida ionik atau kovalen. Beberapa logam, seperti nikel, dengan cepat ditutupi oleh lapisan fluoride, yang mencegah serangan lebih lanjut dari logam oleh elemen. Logam kering tertentu, seperti baja ringan, tembaga, aluminium, atau monel (nikel 66 persen, paduan tembaga 31,5 persen), tidak terserang fluor pada suhu biasa. Tetapi Monel cocok untuk reaksi dengan fluor pada suhu sampai 600 ° C (1.100 ° F),; alumina sinter tahan hingga 700 ° C (1.300 ° F). Ketika dilumasi, minyak fluorocarbon paling cocok untuk direaksikan. Fluor bereaksi hebat dengan bahan organik (seperti karet, kayu, dan kain), dan senyawa organik fluorination.

Fluorspar adalah sumber yang paling penting dari fluor. Dalam pembuatan hidrogen fluorida (HF), bubuk fluorspar disuling dengan asam sulfat pekat dalam timbal atau besi aparat. Selama distilasi kalsium sulfat (Ca_SO₄) terbentuk, yang tidak larut dalam HF. Hidrogen fluorida diperoleh dalam keadaan anhidrat yang cukup dengan distilasi fraksional di tembaga atau baja kapal dan disimpan dalam silinder baja. Kotoran  dalam hidrogen fluorida komersial adalah asam sulfur dan sulfat, serta asam fluorosilicic (H₂SiF₆), yang timbul dari kehadiran silika dalam fluorspar tersebut. Jejak kelembaban dapat dihilangkan dengan elektrolisis dengan elektroda platinum, pemurnian dengan unsur fluor, atau penyimpanan dengan asam Lewis kuat (MF₅, di mana M merupakan logam), yang dapat membentuk nonvolatile (H₃O) ⁺ (MF₆) ^-, garam, seperti yang ditunjukkan dengan persamaan sebagai berikut:

H₂O + SbF₅ + HF → (H₃O) ⁺ (SbF₆) ^-.

Hidrogen fluorida digunakan dalam penyusunan berbagai senyawa organik dan anorganik fluor komersial. misalnya, natrium aluminium fluorida (Na₃AlF₆), digunakan sebagai elektrolit dalam peleburan elektrolit logam aluminium. Larutan gas hidrogen fluorida dalam air disebut asam fluorida, jumlah besar fluor dikonsumsi dalam industri untuk membersihkan logam dan untuk polishing, frosting, dan kaca etsa.

Penyusunan elemen bebas dilakukan oleh prosedur elektrolit dalam ketiadaan air. Umumnya berbentuk elektrolisis lelehan kalium fluorida-fluorida hidrogen (dalam rasio 1 sampai 2,5-5) pada suhu antara 30 dan 70 ° C (90 dan 160 ° F) atau 80 dan 120 ° C (180 dan 250 ° F) atau pada suhu 250 ° C (480 ° F). Selama proses kandungan elektrolit dalam hidrogen fluorida menurun, dan titik leleh meningkat; oleh karena itu perlu untuk menambahkan hidrogen fluorida terus menerus. Dalam sel suhu tinggi elektrolit diganti ketika titik leleh naik di atas 300 ° C (570 ° F). Fluor dapat dengan aman disimpan di bawah tekanan dalam silinder dari stainless steel jika katup silinder bebas dari bahan organik.

Unsur ini digunakan untuk pembuatan berbagai fluorida, seperti klorin trifluorida (ClF₃), sulfur heksafluorida (SF₆), atau kobalt trifluorida (CoF₃). Senyawa klorin dan kobalt adalah agen fluorinating penting bagi senyawa organik. (Dengan tindakan pencegahan yang tepat, unsur itu sendiri dapat digunakan untuk fluorination senyawa organik.) Sulfur heksafluorida digunakan sebagai gas insulator listrik.

Elemen Fluor, sering diencerkan dengan nitrogen, bereaksi dengan hidrokarbon untuk membentuk fluorocarbons yang sesuai di mana beberapa atau semua hidrogen telah digantikan oleh fluor. Senyawa yang dihasilkan biasanya ditandai dengan stabilitas besar, inertness, hambatan listrik tinggi, dan sifat fisik dan kimia berharga lainnya. Fluorination ini dapat dicapai juga dengan memperlakukan senyawa organik dengan kobalt trifluorida (CoF₃) atau dengan elektrolisis larutan mereka dalam anhidrat hidrogen fluorida. Plastik yang tidak menempel yang sangat berguna, seperti politetrafluoroetilena [(CF₂CF₂) _x]; dikenal dengan nama komersial Teflon), dapat segera dibuat dari fluorocarbons tak jenuh. Senyawa organik yang mengandung klor, brom, atau yodium adalah fluorinated untuk menghasilkan senyawa seperti dichlorodifluoromethane (Cl₂CF₂), pendingin yang telah digunakan secara luas di sebagian besar lemari es rumah tangga dan AC. Sejak chlorofluorocarbon, seperti dichlorodifluoromethane, berperan aktif dalam penipisan lapisan ozon, pembuatan dan penggunaannya telah dibatasi, dan refrigeran yang mengandung hidrofluorokarbon sekarang dianjurkan.

Unsur ini juga digunakan untuk pembuatan uranium hexafluoride (UF₆), digunakan dalam proses difusi gas untuk memisahkan uranium-235 dari uranium-238 untuk bahan bakar reaktor. Hydrogen fluorida dan boron trifluorida (BF₃) diproduksi secara komersial karena mereka merupakan katalis yang baik untuk reaksi alkilasi yang digunakan untuk mempersiapkan senyawa organik dari berbagai jenis senyawa. Sodium fluoride umumnya ditambahkan ke dalam air minum untuk mengurangi karies gigi pada anak-anak. Dalam beberapa tahun terakhir, aplikasi yang paling penting bagi senyawa fluor adalah di bidang farmasi dan pertanian. Substitusi fluor selektif secara dramatis mengubah sifat biologis dari senyawa ini.

Analisa tentang Fluor

Penentuan kuantitatif yang akurat dari jumlah fluor dalam senyawa merupakan hal yang sulit. Fluor bebas dapat diuji dengan aksinya pengoksidasi merkuri, seperti yang ditunjukkan pada

Hg + F₂ → HgF₂

dan dengan pengukuran berat merkuri dan perubahan dalam volume gasnya. Tes kualitatif utama untuk kehadiran ion fluoride adalah

(1) pembebasan hidrogen fluorida oleh aksi asam sulfat,

(2) pembentukan endapan kalsium fluorida pada penambahan larutan kalsium klorida, dan

(3) penghilangan warna kuning dari larutan yang dibuat dari titanium tetroksida (TiO₄) dan hidrogen peroksida dalam asam sulfat.

Metode kuantitatif untuk menganalisis fluor adalah

(1) pengendapan kalsium fluorida dengan adanya natrium karbonat dan pemurnian endapan dengan asam asetat,

(2) pengendapan timbal chlorofluoride oleh penambahan natrium klorida dan timbal nitrat, dan

(3) titrasi (penentuan konsentrasi zat terlarut) dengan thorium nitrat (Th [NO₃] ₄) larutan menggunakan natrium alizarin sulfonat sebagai indikator, menurut persamaan

Th(NO₃)₄ + 4KF  ⇌ ThF₄ + 4KNO₃.

Ikatan kovalen Fluor misalnya, dalam fluorocarbons lebih sulit untuk menganalisisnya dan membutuhkan fusi dengan natrium logam, diikuti dengan analisis untuk ion F^- seperti dijelaskan di atas.

Karl Christe

Stefan Schneider

Properti elemen
nomor atom	9
berat atom	18,9984
titik leleh	-219,62 ° C (-363,32 ° F)
titik didih	-188 ° C (-306 ° F)
density (1 atm, 0 ° C atau 32 ° F)	1,696 g / liter (0,226 ons / galon)
oksidasi	-1
elektron config.	1s22s22p5

Next page: 1 2 3