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रासायनिक तत्व फ्लोरीन: संयम, गुण, विशेषताओं
फ्लोराइन (एफ) सबसे प्रतिक्रियाशील रासायनिक तत्व और आवधिक तालिका के समूह 17 (VIIa) का हल्का हलोजन है। फ्लोरिन की यह विशेषता इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करने की इसकी क्षमता (यह सबसे इलेक्ट्रोनिगेटिव तत्व है) और इसके परमाणुओं के छोटे आकार से समझाया गया है।
खोज का इतिहास
फ्लोरिन युक्त खनिज फ्लोर्सपर को 1529 में जर्मन चिकित्सक और खनिज वैज्ञानिक जॉर्जिया Agricola ने वर्णित किया था। यह संभव है कि हाइड्रोफ्लोरिक एसिड को पहली बार 1720 में एक अज्ञात ब्रिटिश ग्लास ब्लोअर द्वारा प्राप्त किया गया। और 1771 में स्वीडिश केमिस्ट कार्ल विल्हेम शेली ने एक ग्लास रेट्र में फ्लोरोसर को फ्लोरोसर को गर्म करके अपरिष्कृत हाइड्रोफ्लोरोरिक एसिड प्राप्त किया जो उत्पाद द्वारा काफी हद तक कुंठित था। । इसलिए, बाद के प्रयोगों में, धातु के बर्तन इस्तेमाल किए गए थे। 180 9 में लगभग निर्जल एसिड प्राप्त हुआ था, और दो साल बाद फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी आंद्रे-मैरी एम्पीयर ने सुझाव दिया था कि यह क्लोरीन के समान एक अज्ञात तत्व के साथ एक हाइड्रोजन परिसर है, जिसके लिए उन्होंने यूनानी φθόριοस से नाम फ्लोरिन प्रस्तावित किया, जो "नष्ट कर देता है"। फ्लोराइड कैल्शियम फ्लोराइड था
फ्लोरिन की रिहाई 1886 तक अकार्बनिक रसायन विज्ञान की मुख्य अनसुलझे समस्याओं में से एक रही, जब फ्रांसीसी केमिस्ट हेनरी मोइसन ने हाइड्रोजन फ्लोराइड में पोटेशियम हाइड्रोफ्लोराइड के समाधान के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा तत्व प्राप्त किया। इसके लिए 1 9 06 में उन्हें नोबेल पुरस्कार मिला इस तत्व को संभालने में कठिनाई और फ्लोरीन के विषाक्त गुणों ने इस तत्व के रसायन विज्ञान में धीमे प्रगति के लिए योगदान दिया। द्वितीय विश्व युद्ध तक एक प्रयोगशाला आश्चर्य था। फिर, हालांकि, इस तत्व के कार्बनिक यौगिकों के औद्योगिक मूल्य के विकास के साथ-साथ यूरेनियम आइसोटोप के पृथक्करण में यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड का इस्तेमाल करने से यह एक रासायनिक लाभ होता है जो काफी फायदे का है।
प्रसार
फ्लोराइन युक्त फ्लोराइट (फ्लोराइट, सीएएफ 2 ) का इस्तेमाल कई शताब्दियों तक धातुकर्म प्रक्रियाओं में प्रवाह (सफाई एजेंट) के रूप में किया गया है। बाद में खनिज तत्व का स्रोत निकला, जिसे फ्लोरर भी कहा जाता था। रोशनी के तहत बेरंग पारदर्शी फ्लोराइट क्रिस्टल एक नीले रंग का रंग है। इस संपत्ति को प्रतिदीप्ति के रूप में जाना जाता है
फ्लोराइन एक ऐसा तत्व है जो प्रकृति में केवल उसके रासायनिक यौगिकों के रूप में होता है, रेडियम से विकिरण के संपर्क में फ्लुर्सर में एक नि: शुल्क तत्व की बहुत छोटी मात्रा को छोड़कर। पृथ्वी की परत में तत्व की सामग्री लगभग 0.065% है मुख्य फ्लोरीन युक्त खनिज फ्लोरास्पर, क्रोलिट (ना 3 एएलएफ 6 ), फ्लोरापाटाइट (सीए 5 [पीओ 4 ] 3 [एफ, सीएल]), पोपाज़ (अल 2 सीओ 4 [एफ, ओ एच] 2 ) और लेपिडॉलाइट हैं।
फ्लोरीन की भौतिक और रासायनिक गुणों
कमरे के तापमान पर, फ्लोरीन एक परेशान गंध के साथ एक पीला पीला गैस है। इसका साँस लेना खतरनाक है ठंडा होने पर, यह एक पीला तरल बन जाता है। इस रासायनिक तत्व का केवल एक स्थिर आइसोटोप है - फ्लोरीन -19
इस हलोजन की पहली आयनीकरण ऊर्जा बहुत अधिक है (402 किलो कैलोरी / एमओएल), जो कि सीशन के गठन की मानक गर्मी है F + 420 किलोग्राम / एमओएल
तत्व परमाणु के छोटे आकार से उन्हें स्थिर परिसरों के एक सेट के रूप में केंद्रीय परमाणु के आसपास अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा में रखा जा सकता है, उदाहरण के लिए, हेक्साफ्लोरोसिलिटि (सीआईएफ 6 ) 2- और हेक्साफ्लोराल्यूमिनेट (एएलएफ 6 ) 3- । फ्लोरिन एक तत्व है जिसमें मजबूत ऑक्सीकरण गुण हैं कोई अन्य पदार्थ एक नि: शुल्क तत्व बनने के लिए फ्लोराइड आयनों को ऑक्सीकरण करने में सक्षम है, और इस कारण यह तत्व प्रकृति में एक स्वतंत्र स्थिति में नहीं है। 150 से अधिक वर्षों तक फ्लोरीन की यह विशेषता किसी भी रासायनिक विधि से इसे प्राप्त करने की अनुमति नहीं देती है। यह केवल इलेक्ट्रोलिसिस के उपयोग के माध्यम से प्राप्त किया गया था। फिर भी, 1 9 86 में, एक अमेरिकी रसायनज्ञ, कार्ल क्रिस्ट ने फ्लोरिन के पहले "रासायनिक" उत्पादन की सूचना दी। उन्होंने के 2 एमएनएफ 6 और एंटीमनी पेंटफ्लोराइड (एसबीएफ 5 ) का इस्तेमाल किया, जिसे एचएफ के समाधान से प्राप्त किया जा सकता है।
फ्लोरिन: वालेंस और ऑक्सीकरण स्थिति
हैल्पेंस के बाहरी छोर में एक अनपेक्षित इलेक्ट्रॉन शामिल हैं। यही कारण है कि यौगिकों में फ्लोरीन का दायरा एकता है हालांकि, समूह VII के तत्वों के परमाणु ऐसे इलेक्ट्रॉनों की संख्या 7 से बढ़ा सकते हैं। फ्लोरीन की अधिकतम शक्ति और इसकी डिग्री ऑक्सीकरण -1 है तत्व अपने संतुलन को खोलने में सक्षम नहीं है, क्योंकि इसके परमाणु में डी-कक्षीय नहीं है। इसकी उपस्थिति के कारण अन्य हलोजन, 7 से अधिक वैलेंस प्रदर्शित करने में सक्षम हैं।
तत्व की उच्च ऑक्सीकरण क्षमता अन्य तत्वों में अधिकतम संभव ऑक्सीकरण तक पहुंचने की अनुमति देती है। फ्लोरिन (वेलेंसिंसी I), यौगिकों का निर्माण कर सकता है जो कि किसी भी अन्य हेलिड्स में मौजूद नहीं हैं: चांदी के difluoride (एग्रएफ 2 ), कोबाल्ट ट्राइफ्लोराइड (सीओएफ 3 ), रैनियम हेप्टाफ्लोराइड (आरईएफ 7 ), ब्रोमिन पेंटफ्लोराइड (बीआरएफ 5 ) और आयोडिन हेप्टाफ्लोराइड (IF) 7 )
कनेक्शन
फ्लोरीन फॉर्मूला (एफ 2 ) दो तत्व परमाणुओं से बना है। यह अन्य सभी तत्वों के साथ यौगिकों में शामिल हो सकता है, हीलियम और नीयन को छोड़कर, आयनिक या सहसंयोज्य फ्लोराइड बनाने। निकल जैसे कुछ धातुओं को इस हलोजन की एक परत के साथ जल्दी से लेपित किया जाता है, जो तत्व को धातु के अधिक बंधन को रोकता है। हल्के स्टील, तांबे, एल्यूमीनियम या मोनल (66% निकल और 31.5% तांबा मिश्र धातु) जैसे कुछ शुष्क धातुएं फ्लोरिन के साथ सामान्य तापमान पर प्रतिक्रिया नहीं करती हैं। 600 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर तत्व के साथ काम करने के लिए, एक मोनल उपयुक्त है; Sintered एल्यूमिना 700 डिग्री सेल्सियस तक स्थिर है
फ्लोओरकार्बन तेल सबसे उपयुक्त स्नेहक हैं तत्व जैविक तत्वों (उदाहरण के लिए, रबड़, लकड़ी और कपड़े) के साथ हिंसक ढंग से प्रतिक्रिया करता है, इसलिए तात्विक फ्लोराइन द्वारा कार्बनिक यौगिकों के फ्लोरिनिशन को नियंत्रित किया जाता है केवल विशेष सावधानी बरतने के साथ ही संभव है
उत्पादन
फ्लोरासर फ्लोराइड का मुख्य स्रोत है। हाइड्रोजन फ्लोराइड (एचएफ) के उत्पादन में, पाउडर फ्लोराइट को सीसा या कास्ट आयरन तंत्र में केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड के साथ आसुत किया जाता है। आसवन के दौरान, कैल्शियम सल्फेट (सीएओ 4 ) का गठन होता है, जो एचएफ में अघुलनशील है। हाइड्रोजन फ्लोराइड तांबे या इस्पात के जहाजों में आंशिक आसवन द्वारा पर्याप्त निर्जल अवस्था में निर्मित होता है और स्टील सिलेंडर में जमा होता है। औद्योगिक हाइड्रोजन फ्लोराइड में सामान्य अशुद्धियां सल्फरिक और सल्फ्यूरिक एसिड हैं, साथ ही साथ फ्लोरोसिलिक एसिड (एच 2 सीआईएफ 6 ), जो फ्लोराइट स्पार में सिलिका की उपस्थिति के कारण बनती हैं। प्लैटिनम इलेक्ट्रोड का प्रयोग करके इलेक्ट्रोलीज़ से नमी के निशान, एक मजबूत लुईस एसिड (एमएफ 5 , जहां एम एक धातु है) पर मौलिक फ्लोरीन या भंडारण के साथ उपचार किया जा सकता है जो लवण (एच 3 ओ) + (एमएफ 6 ) - एच 2 का निर्माण कर सकता है ओ + एसबीएफ 5 + एचएफ → (एच 3 ओ) + (एसबीएफ 6 ) - ।
हाइड्रोजन फ्लोराइड का इस्तेमाल विभिन्न प्रकार के औद्योगिक अकार्बनिक और कार्बनिक फ्लोराइन यौगिकों के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए एल्यूमीनियम फ्लोराइड (ना 3 एलएफ 6 ), जिसे धातु एल्यूमीनियम की गलाने में इलेक्ट्रोलाइट के रूप में इस्तेमाल किया जाता है। पानी में गैसीय हाइड्रोजन फ्लोराइड का समाधान हाइड्रोफ्लोरिक एसिड कहा जाता है, जिसमें बड़ी मात्रा में धातुओं की सफाई के लिए और पॉलिश करने के लिए उपयोग किया जाता है, ग्लास को सुस्त बनाने या इसे नक़्क़ाशी करने के लिए।
नि: शुल्क तत्व पानी के अभाव में इलेक्ट्रोलाइटिक प्रक्रियाओं द्वारा प्राप्त किया जाता है। एक नियम के रूप में, उनके पास पोटेशियम फ्लोराइड का इलेक्ट्रोलिसिस 30-70, 80-120 या 250 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर हाइड्रोजन फ्लोराइड (अनुपात 1 से 2.5-5 में) पिघलता है प्रक्रिया के दौरान, इलेक्ट्रोलाइट में हाइड्रोजन फ्लोराइड की मात्रा घट जाती है, और पिघलने का तापमान बढ़ जाता है। इसलिए, यह जरूरी है कि इसकी अतिरिक्त मात्रा लगातार होती है। एक उच्च तापमान कक्ष में, जब तापमान 300 डिग्री सेल्सियस से अधिक होता है तो इलेक्ट्रोलाइट को बदल दिया जाता है। यदि सिलेंडर वाल्व कार्बनिक पदार्थों के निशान से मुक्त होते हैं तो फ्लोराइड स्टेनलेस स्टील के सिलेंडर में दबाव में सुरक्षित रूप से संग्रहीत किया जा सकता है।
के उपयोग
तत्व का उपयोग विभिन्न फ्लोराइड, जैसे कि क्लोरीन ट्राइफ्लोराइड (सीएलएफ 3 ), सल्फर हेक्साफ्लोराइड (एसएफ 6 ) या कोबाल्ट ट्राफ्लोराइड (सीओएफ 3 ) के उत्पादन के लिए किया जाता है। क्लोरीन और कोबाल्ट के यौगिकों कार्बनिक यौगिकों के महत्वपूर्ण फ्लोरायंटिंग एजेंट हैं। (यदि उचित सावधानी बरती जाती है, तो फ्लोरीन का उपयोग सीधे इसके लिए किया जा सकता है)। सल्फर हेक्साफ्लोराइड का उपयोग एक गैसीय ढांकता हुआ के रूप में किया जाता है।
एलिमेंटल फ्लोरीन, अक्सर नाइट्रोजन के साथ पतला होता है, हाइड्रोकार्बन के साथ प्रतिक्रिया करता है ताकि संबंधित फ्लोरोकार्बन का निर्माण होता है, जिसमें भाग या सभी हाइड्रोजन को हलोजन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। एक नियम के रूप में प्राप्त यौगिकों, उच्च स्थिरता, रासायनिक जड़ता, उच्च विद्युत प्रतिरोध, साथ ही साथ अन्य मूल्यवान भौतिक गुणों की विशेषता है।
कोबाल्ट ट्राफ्लोराइड (सीओएफ 3 ) के साथ कार्बनिक यौगिकों के उपचार के द्वारा या निर्जल हाइड्रोजन फ्लोराइड में उनके समाधान को इलेक्ट्रोलाइज़ करने के द्वारा फ्लोरीन किया जा सकता है। गैर-स्टिक प्रॉपर्टी के साथ उपयोगी प्लास्टिक, जैसे कि पॉलिटेटाफ्लूरोएथीलीन [(सीएफ 2 सीएफ 2 ) x ], वाणिज्यिक नाम टेफ़लोन के तहत जाना जाता है, असंतृप्त फ्लोरिनेटेड हाइड्रोकार्बन से निकला है।
क्लोरीन, ब्रोमिन या आयोडीन वाली कार्बनिक यौगिकों को डीरिकोडाइफ्लोरोमेटन (सीएल 2 सीएफ 2 ) जैसे पदार्थों का उत्पादन करने के लिए फ्लोरैनेट किया जाता है, एक रेफ्रिजरेंट जिसे घरेलू रेफ्रिजरेटर और एयर कंडीशनर में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। चूंकि क्लोरोफ्लोरोकार्बन, जैसे कि डीक्लोरोडिफ्लोरोमेथेन, ओजोन परत की कमी में सक्रिय भूमिका निभाते हैं, उनका उत्पादन और उपयोग सीमित हो गया है, और अब हाइड्रोफ्लोरोकार्बन युक्त रेफ्रिजरेटर का उपयोग पसंद किया गया है।
यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड (यूएफ 6 ) का उपयोग करने के लिए तत्व का उपयोग किया जाता है, जिसे परमाणु ईंधन के उत्पादन में यूरेनियम -238 से यूरेनियम -235 से अलग होने की गैस प्रसार प्रक्रिया में इस्तेमाल किया जाता है। हाइड्रोफ्लोरोरिक एसिड और बोरॉन ट्रफ्लोराइड (बीएफ 3 ) एक औद्योगिक पैमाने पर उत्पादित किए जाते हैं, क्योंकि वे कई कार्बनिक यौगिकों के उत्पादन के लिए उपयोग किए गए एल्किलिशन प्रतिक्रियाओं के लिए अच्छा उत्प्रेरक हैं। बच्चों में दांत क्षय की घटनाओं को कम करने के लिए सोडियम फ्लोराइड को आमतौर पर पीने के पानी में जोड़ा जाता है। हाल के वर्षों में, फार्मास्यूटिकल और कृषि क्षेत्रों में फ्लोराइड यौगिकों का उपयोग सबसे महत्वपूर्ण हो गया है। फ्लोराइड का चयनात्मक प्रतिस्थापन नाटकीय रूप से पदार्थों के जैविक गुण बदलता है।
के विश्लेषण
यौगिकों में इस हलोजन की मात्रा को ठीक से निर्धारित करना मुश्किल है नि: शुल्क फ्लोरीन, जिसका वाल्नेस 1 के बराबर है, पारा एचजी + एफ 2 → एचजीएफ 2 के ऑक्सीकरण द्वारा पता लगाया जा सकता है, और पारा के वजन में वृद्धि और गैस की मात्रा में परिवर्तन को मापने के द्वारा भी पता लगाया जा सकता है। तत्व आयनों की उपस्थिति के मुख्य गुणात्मक परीक्षण हैं:
- सल्फ्यूरिक एसिड के प्रभाव में हाइड्रोजन फ्लोराइड का विकास,
- कैल्शियम क्लोराइड के समाधान के अलावा कैल्शियम फ्लोराइड की गति का निर्माण,
- टाइटेनियम टेट्राऑक्साइड (टीओओ 4 ) और सल्फ्यूरिक एसिड में हाइड्रोजन पेरोक्साइड के पीले समाधान के डिस्कोलाइजेशन।
विश्लेषण के मात्रात्मक तरीकों:
- कैल्शियम फ्लोराइड की सोडियम कार्बोनेट की उपस्थिति में और एसिटिक एसिड के साथ वेग के उपचार की वर्षा,
- सोडियम क्लोराइड और लीड नाइट्रेट के अलावा लीड क्लोरोफ्लोराइड की वर्षा,
- थैरिअम नाइट्रेट (घ [ 3 ] 4 ) के सोडियम अलिज़राइन सल्फोनेट का उपयोग कर एक संकेतक के रूप में उत्परिवर्तन (सॉल्क्शन की एकाग्रता का निर्धारण): थ (नं 3 ) 4 + 4 केएफ ↔ थ एफ 4 + 4 केनो 3
उदाहरण के लिए, फ्लोरोकार्बन में सहवास से बाध्य फ्लोरीन (वेलनेस आई), यह विश्लेषण करना अधिक कठिन है। इसके लिए ऊपर वर्णित एफ - आयनों के विश्लेषण के बाद मेटलिक सोडियम के साथ एक परिसर की आवश्यकता है।
तत्व गुण
अंत में, हम फ्लोरीन के कुछ गुण देते हैं:
- परमाणु संख्या: 9
- परमाणु वजन: 18,99 84
- संभावित फ्लोरीन वैलन्स: 1
- पिघलने बिंदु: -21 9.62 डिग्री सेल्सियस
- उबलते बिंदु: -188 डिग्री सेल्सियस
- घनत्व (1 एटीएम, 0 डिग्री सेल्सियस): 1.696 जी / एल
- फ्लोरीन का इलेक्ट्रॉनिक सूत्र: 1 एस 2 2 एस 2 2 पी 5
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