Flor

Flor, ₉F

Sıvı flor (son derece düşük sıcaklıklarda)
Flor
Telaffuz	/ˈflʊəriːn, -ɪn, -aɪn/ (FLOOR-een-,_--in,_---yn) /ˈflɔːriːn, -ɪn, -aɪn/ (FLOR-een-,_--in-,_--yn)
Allotropları	alfa, beta
Görünüm	gaz: çok soluk sarı sıvı: parlak sarı katı: alfa opak, beta şeffaf
Standart atom ağırlığı Ar, std(F)	7001189984031630000♠18.998403163(6)
Periyodik tablodaki Flor
– ↑ F ↓ Cl oksijen ← flor → neon
Atom numarası (Z)	9
Grup	17. grup (halojenler)
Period	periyot 2
Blok	p-blok
Element kategorisi	Reaktif ametal
Elektron konfigürasyonu	[He] 2s2 2p5
Kabuk başına elektron	2, 7
Fiziksel özellikler
STP de Faz	gaz
Erime noktası	(F2) 53.48 K ​(−219.67 °C, ​−363.41 °F)
Kaynama noktası	(F2) 85.03 K ​(−188.11 °C, ​−306.60 °F)
Yoğunluk (STP)	1.696 g/L
sıvı olduğunda (b.p.)	1.505 g/cm3
Üçlü nokta	53.48 K, ​90 kPa
Kritik nokta	144.41 K, 5.1724 MPa
Buharlaştırma ısı	6.51 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi	Cp: 31 J/(mol·K) (21.1 °C'de) Cv: 23 J/(mol·K) (21.1 °C'de)
Buhar basıncı P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 38 44 50 58 69 85
Atom özellikleri
Oksidasyon durumları	−1 (oksijeni okside eder)
Elektronegatiflik	Pauling ölçeği: 3.98
İyonlaşma enerjisi	1.: 1681 kJ/mol 2.: 3374 kJ/mol 3.: 6147 kJ/mol (daha fazlası)
Kovalent yarıçapı	64 pm
Van der Waals yarıçapı	135 pm
flor spektral çizgileri
Diğer özellikler
Kristal yapı	​kübik
Termal iletkenlik	0.02591 W/(m·K)
Manyetik sıralama	diyamanyetik (−1.2×10−4)
CAS Numarası	7782-41-4
Tarihçe
Adlandırma	mineral floritten sonra, adı Latince fluo (akmak, eritme anlamdında)
Keşfeden	André-Marie Ampère (1810)
İlk izolasyon	Henri Moissan (June 26, 1886)
Adlandıran	Humphry Davy
flor ana izotopları
İzo­top Bol­luk Half-life (t1/2) Bozunma modu Boz­unma 18F izi 109.8 min β+ (97%) 18O ε (3%) 18O 19F 100% kararlı

Flor, sembolü F ve atomik numarası 9 olan kimyasal bir elementtir. En hafif halojendir ve standart koşullarda oldukça toksik soluk sarı diatomik gaz olarak bulunur. En elektronegatif element olarak, argon, neon ve helyum hariç diğer tüm elementlerle reaksiyona girdiği için son derece reaktiftir.

Elementler arasında flor evrensel bollukta 24., karasal bollukta 13. sıradadır. Element adını veren florin birincil mineral kaynağı olan florit ilk olarak 1529'da tanımlanmıştır; ergitme için erime noktalarını düşürmek amacıyla metal cevherlerine eklendiğinden, "akış" anlamına gelen Latince fiil florasına mineral adı verilmiştir. 1810 yılında bir element olarak önerilen florin, bileşiklerinden ayrılmasının zor ve tehlikeli olduğu kanıtlandı ve bazı erken deneyciler girişimlerinden öldü veya devam etti. Sadece 1886'da Fransız kimyager Henri Moissan, modern üretimi için hala kullanılan bir işlem olan düşük sıcaklıklı elektroliz kullanarak elementel floru izole etti. En büyük uygulaması olan uranyum zenginleştirmesi için endüstriyel florlu gaz üretimi II. Dünya Savaşı'ndaki Manhattan Projesi'nde başladı.

Saf florin rafine edilmesinin maliyeti nedeniyle, çoğu ticari uygulama, çelik yapımında kullanılan maden floritin yaklaşık yarısı ile flor bileşiklerini kullanır. Floritin geri kalanı, çeşitli organik florürlere veya aşındırıcı hidrojen florüre veya alüminyum rafinasyonunda önemli bir rol oynayan kriyolite dönüştürülür. Bir karbon-flor bağı içeren moleküller genellikle çok yüksek kimyasal ve termal stabiliteye sahiptir; başlıca kullanım alanları soğutucu akışkanlar, elektrik yalıtımı ve pişirme kapları, sonuncusu PTFE (Teflon). Atorvastatin ve fluoksetin gibi ilaçlar C−F bağları içerir. Çözünmüş florür tuzlarından elde edilen florür iyonu diş boşluklarını engeller ve böylece diş macunu ve su florüründe kullanım bulur. Küresel florokimyasal satışlar yılda 15 milyar ABD dolarını aşmaktadır.

Florokarbon gazları genellikle küresel ısınma potansiyeline sahip karbondioksitin 100 ila 23500 katı olan sera gazlarıdır, SF₆ bilinen herhangi bir maddenin en yüksek küresel ısınma potansiyeline sahiptir. Organoflorin bileşikleri karbon-flor bağının gücü nedeniyle genellikle çevrede kalır. Florun, memelilerde bilinen bir metabolik rolü yoktur; birkaç bitki ve deniz süngeri, avlanmayı caydırmaya yardımcı olan organoflorin zehirlerini (çoğunlukla monofloroasetatlar) sentezler.

Özellikleri

Elektron konfigürasyonu

Flor atomları, biri neondan daha az olan dokuz elektrona ve 1s²2s²2p⁵ elektron konfigürasyonuna sahiptir: doldurulmuş bir iç kabukta iki elektron ve bir tane daha doldurulması gereken bir dış kabukta yedi elektron vardır. Dış elektronlar nükleer korumada etkisizdir ve yüksek etkili 9 − 2 = 7 nükleer yükü yaşar; bu atomun fiziksel özelliklerini etkiler.

Florun ilk iyonizasyon enerjisi, nötr flor atomlarından elektronların çıkarılmasını zorlaştıran helyum ve neonun arkasındaki tüm elementler arasında üçüncü en yüksektir. Ayrıca, sadece klora göre ikinci olan yüksek bir elektron afinitesine sahiptir ve soy gaz neonu ile izoelektronik olmak için bir elektron yakalama eğilimindedir; herhangi bir elementin en yüksek elektronegatifliğine sahiptir. Flor atomları, periyodu oksijen ve neon komşularına benzer şekilde, yaklaşık 60 pikometrelik küçük bir kovalent yarıçapa sahiptir.

Reaktivite

Diflorinin bağ enerjisi, Cl₂ veya Br₂'ninkinden çok daha düşüktür ve kolayca ayrılan peroksit bağına benzer; bu, yüksek elektronegatiflik ile birlikte, florin kolay ayrışmasını, yüksek reaktiviteyi ve florin olmayan atomlara güçlü bağları açıklar. Tersine, florun yüksek elektronegatifliği nedeniyle diğer atomlara bağlar çok güçlüdür. Toz çelik, cam parçaları ve asbest lifleri gibi reaktif olmayan maddeler soğuk flor gazı ile hızla reaksiyona girer; odun ve su florlu bir jet altında kendiliğinden yanar.

Elementel florun metallerle reaksiyonları değişen koşullar gerektirir. Alkali metaller patlamaya neden olur ve alkalin toprak metalleri toplu olarak kuvvetli aktivite gösterir; metal florür tabakalarının oluşumundan pasifleşmeyi önlemek için, alüminyum ve demir gibi diğer metallerin çoğu toz haline getirilmeli ve asil metaller 300-450 °C'de (575-850 °F) saf flor gazı gerektirir. Bazı katı ametaller (kükürt, fosfor) sıvı hava sıcaklığı florinde kuvvetli reaksiyona girer. Hidrojen sülfit ve sülfür dioksit flor ile kolayca birleşir, ikincisi bazen patlayıcıdır; sülfürik asit, yüksek sıcaklıklar gerektiren çok daha az aktivite gösterir.

Hidrojen, bazı alkali metaller gibi, flor ile patlayıcı reaksiyona girer. Lamba siyahı olarak karbon, oda sıcaklığında reaksiyona girerek florometan elde edilir. Grafit, stokiyometrik olmayan karbon monoflorür üretmek için 400 °C'nin (750 °F) üzerindeki flor ile birleşir; daha yüksek sıcaklıklar, bazen patlamalar ile gaz halinde florokarbonlar üretir. Karbon dioksit ve karbon monoksit oda sıcaklığında veya hemen üzerinde reaksiyona girerken, parafinler ve diğer organik kimyasallar güçlü reaksiyonlar üretir: normalde yanmaz olan karbon tetraklorür gibi tamamen sübstitüe edilmiş haloalkanlar bile patlayabilir. Azot triflorür kararlı olmasına rağmen, azot, elementel azottaki çok güçlü üçlü bağ nedeniyle flor ile reaksiyonun meydana gelmesi için yüksek sıcaklıklarda bir elektrik boşalması gerektirir; amonyak patlayabilir. Oksijen, ortam koşulları altında flor ile birleşmez, ancak düşük sıcaklıklarda ve basınçlarda elektrik deşarjı kullanarak reaksiyona girebilir; ürünler ısıtıldıklarında bileşen elemanlarına ayrılma eğilimindedir. Daha ağır halojenler, soy gaz radonunda olduğu gibi flor ile kolayca reaksiyona girer; diğer soy gazların sadece ksenon ve kripton reaksiyonları ve sadece özel koşullar altında reaksiyon gösterir.

Faz

Oda sıcaklığında flor, saf olduğunda soluk sarı (bazen sarı-yeşil olarak tanımlanır) olan diyatomik moleküllerin bir gazdır. 20 ppb'de tespit edilebilen karakteristik bir halojen benzeri keskin ve ısırma kokusu vardır. Flor, oksijen ve nitrojene benzer bir geçiş sıcaklığı olan −188 °C'de (−306 °F) parlak sarı bir sıvıya dönüşür.

Florun α- ve α-florin olmak üzere iki katı formu vardır. İkincisi −220 °C'de kristalleşir (−364 °F) ve diğer katı halojenlerin ortorombik sistemlerinden farklı olarak, taze kristalize katı oksijenin aynı düzensiz kübik yapısı ile şeffaf ve yumuşaktır. 228 °C'ye (−378 °F) daha fazla soğutma, yoğun, açılı molekül katmanlarına sahip monoklinik bir yapıya sahip olan opak ve sert a-flüorine bir faz geçişini indükler. β- 'den α-fluorine geçiş, florin yoğunlaşmasından daha ekzotermiktir ve şiddetli olabilir.

İzotopları

Sadece bir florin izotopu doğal olarak bol miktarda bulunur, kararlı izotop ¹⁹F. Yüksek manyetojenik orana ve manyetik alanlara karşı olağanüstü duyarlılığa sahiptir; aynı zamanda tek kararlı izotop olduğu için manyetik rezonans görüntülemede kullanılır. 14 ila 31 arasında kütle numaralarına sahip on yedi radyoizotop sentezlenmiştir, bunların ¹⁸F'si 109.77 dakikalık bir yarılanma ömrü ile en kararlıdır. Diğer radyoizotopların yarılanma ömürleri 70 saniyeden azdır; en fazla yarım saniyeden daha az sürede bozunur. İzotoplar ¹⁷F ve ¹⁸F, β + çürümesine ve elektron yakalamasına, proton emisyonuyla daha hafif izotopların çürümesine ve 19'dan daha ağır olanlara F β− çürümeye uğrar (gecikmiş nötron emisyonu olan en ağır olanlar). İki metastatif flor izomeri bilinmektedir, ^18mF, yarı ömrü 162 (7) nanosaniye ve ^26mF, yarı ömrü 2.2(1) milisaniye.

Oluşum

Flor, organik ve inorganik alanları kapsayan zengin bir kimyaya sahiptir. Metaller, ametaller, metaloidler ve en asil gazlarla birleşir ve neredeyse tamamen −1 oksidasyon durumunu varsayar. Florin yüksek elektron afinitesi, iyonik bağ tercih edilir; kovalent bağlar oluşturduğunda, bunlar polar ve neredeyse her zaman yalnızdır.

Metaller

Alkali metaller iyonik ve yüksek oranda çözünür monoflorürleri oluşturur; bunlar sodyum klorür ve benzer klorürlerin kübik dizilimine sahiptir. Alkalin toprak diflorürleri güçlü iyonik bağlara sahiptir, ancak bazı kovalent karakter sergileyen ve kuvars benzeri bir yapıya sahip olan berilyum diflorür hariç, suda çözünmezler. Nadir toprak elementleri ve diğer birçok metal çoğunlukla iyonik triflorürleri oluşturur.

Kovalent bağ ilk önce tetraflorürlerde ön plana çıkmaktadır: zirkonyum, hafniyum ve birkaç aktinit olanlar yüksek erime noktalarına sahip iyonikken, titanyum, vanadyum ve niyobyumlar 350 °C'den (660 °F'den fazla olmayan) polimeriktir, erir veya ayrışır). Pentaflorürler bu eğilimi doğrusal polimerleri ve oligomerik kompleksleri ile sürdürmektedir. On üç metal heksaflorid bilinmektedir, hepsi oktahedral ve çoğunlukla uçucu katılardır ancak sıvı MoF₆ ve ReF₆ ve gazlı WF₆ içindir. Renyum heptaflorür, karakterize edilen tek metal heptaflorür, pentagonal bipiramidal moleküler geometriye sahip düşük erime noktalı moleküler bir katıdır. Daha fazla flor atomuna sahip metal florürler özellikle reaktiftir.

Metal florürlerin yapısal ilerlemesi
Sodyum florür, iyoni	Bizmut pentaflorür, polimerik	Rhenium heptafluoride, molecular

Hidrojen

Hidrojen florür ve su için alışılmadık derecede yüksek değerleri gösteren hidrojen halojenürlerin ve kalkojenitlerin kaynama noktaları

Aşındırıcı potansiyeli asbest, beton, kum ve diğer yangın geciktiricileri ateşleyen klor triflorür

Hidrojen ve flor, bir araya gelerek ayrık moleküllerin hidrojen bağlaması ile kümeler oluşturduğu ve hidrojen klorürden daha çok suya benzediği hidrojen florür vermek üzere birleşir. Daha ağır hidrojen halojenürlerden çok daha yüksek bir sıcaklıkta kaynar ve aksine su ile karışabilir. Hidrojen florür, hidroflorik asit olarak da bilinen sulu hidrojen florür oluşturmak için suyla temas ettiğinde kolayca hidratlanır. Güçlü olan diğer hidrohalik asitlerin aksine, hidroflorik asit düşük konsantrasyonlarda zayıf bir asittir. Bununla birlikte, diğer asitlerin yapamayacağı bir şeye cam saldırabilir.

Diğer reaktif ametaller

Metaloidlerin ve p-blok ametallerin ikili florürleri genellikle değişen reaktivitelere sahip kovalent ve uçucudur. periot 3 ve daha ağır ametaller hipervalent florürler oluşturabilir.

Bor triflorür düzlemseldir ve eksik bir oktete sahiptir. Bir Lewis asidi olarak işlev görür ve amonyak gibi Lewis bazları ile birleşerek eklentiler oluşturur. Karbon tetraflorür tetrahedral ve inerttir; grup analogları, silikon ve germanyum tetraflorür de tetrahedral ancak Lewis asitleri gibi davranırlar. Piknojenler, azot triflorür hidrolize direnir ve bazik olmamakla birlikte, daha yüksek molekül ağırlıklı reaktivite ve bazikliği arttıran triflorürler oluşturur. Fosfor, arsenik ve antimonun pentaflorürleri, kendi triflorürlerinden daha reaktiftir, antimon pentaflorür bilinen en güçlü nötr Lewis asidi.

Kalkojenlerin çeşitli florürleri vardır: oksijen (+2 oksidasyon durumunda oksijene sahip bilinen tek bileşik), sülfür ve selenyum için kararsız diflorürler bildirilmiştir; kükürt, selenyum ve tellür için tetraflorür ve heksaflorür bulunur. İkincisi daha fazla flor atomu ve daha hafif merkezi atomlar tarafından stabilize edilir, bu nedenle sülfür heksaflorür özellikle inerttir. Klor, brom ve iyotun her biri mono-, tri- ve pentaflorürler oluşturabilir, ancak olası interhalojen heptaflorürler arasında sadece iyot heptaflorür karakterize edilmiştir. Birçoğu güçlü flor atomları kaynaklarıdır ve klor triflorür kullanan endüstriyel uygulamalar, flor kullananlara benzer önlemler gerektirir.

Soy gazlar

Sodyum florür, iyonik

Tam elektron kabuklarına sahip soy gazlar, Neil Bartlett'in ksenon heksafluoroplatinat sentezini rapor etmesine kadar 1962 yılına kadar diğer elementlerle reaksiyona karşı çıktı; ksenon diflorür, tetraflorür, heksaflorür ve çoklu oksiflorürler o zamandan beri izole edilmiştir. Diğer soy gazlar arasında, kripton bir diflorür oluşturur ve radon ve flor, radon diflorür olduğundan şüphelenilen bir katı üretir. Daha hafif soy gazların ikili florürleri son derece dengesizdir: argon ve hidrojen florür, argon florohidrit vermek için aşırı koşullar altında birleşir. Helyum ve neonun uzun ömürlü florürleri yoktur ve hiç neon florür gözlemlenmemiştir; helyum florohidrit, yüksek basınçlarda ve düşük sıcaklıklarda milisaniye boyunca tespit edilmiştir.

Organik bileşikler

Karbon-flor bağı organik kimyanın en güçlüsüdür ve organoflorinlere stabilite kazandırır. Doğada neredeyse yoktur, ancak yapay bileşiklerde kullanılır. Bu alandaki araştırmalar genellikle ticari uygulamalar tarafından yönlendirilir; dahil olan bileşikler çeşitlidir ve organik kimyanın doğasında var olan karmaşıklığı yansıtmaktadır.

Ayrık moleküller

Hidrojen atomlarının bir alkan içindeki aşamalı olarak daha fazla flor atomu ile ikame edilmesi, kademeli olarak birkaç özelliği değiştirir: erime ve kaynama noktaları azalır, yoğunluk artar, hidrokarbonlardaki çözünürlük azalır ve genel stabilite artar. Tüm hidrojen atomlarının ikame edildiği perflorokarbonlar, çoğu organik çözücü içinde çözünmezler, ortam koşullarında sadece sıvı amonyak içindeki sodyum ile reaksiyona girerler.

Perflorlanmış bileşik terimi, fonksiyonel bir grubun, genellikle bir karboksilik asidin varlığında olmasa bile, bir perflorokarbonun ne olduğu için kullanılır. Bu bileşikler stabilite ve hidrofobiklik gibi perflorokarbonlarla birçok özelliği paylaşırken, fonksiyonel grup reaktivitelerini arttırır, yüzeylere yapışmalarını veya yüzey aktif maddeler olarak hareket etmelerini sağlar; Özellikle florosurfaktanlar suyun yüzey gerilimini hidrokarbon bazlı analoglarından daha fazla azaltabilir. Fonksiyonel grubun yakınında bazı florlanmamış karbon atomlarına sahip florotelomerler de perflorlanmış olarak kabul edilir.

Polimerler

Polimerler, ayrı moleküllerde florin ikamesi (hidrojen için) ile sağlanan aynı kararlılık artışlarını sergiler; erime noktaları da genellikle artar. Polietilenin yapısal birimi –CF
2– ile en basit floropolimer ve perfloro analogu olan politetrafloroetilen (PTFE), bu değişikliği beklendiği gibi gösterir, ancak çok yüksek erime noktası küflenmeyi zorlaştırır. Çeşitli PTFE türevleri daha az sıcaklığa dayanıklı ancak kalıplanması daha kolaydır: florlanmış etilen propilen, bazı flor atomlarını triflorometil gruplarıyla değiştirir, perfloroalkoksi alkanlar triflorometoksi gruplarıyla aynı şeyi yapar ve Nafion, sülfonik asit gruplarıyla kapatılmış perfloroeter yan zincirleri içerir. Diğer floropolimerler bazı hidrojen atomlarını tutar; poliviniliden florür, PTFE'nin flor atomlarının yarısına sahiptir ve polivinil florürün dörtte biri vardır, ancak her ikisi de perflorlanmış polimerler gibi davranır.

Üretim

Element flor ve hemen hemen tüm flor bileşikleri hidrojen florür veya bunun sulu çözeltileri hidroflorik asitten üretilir. Bu türler florit (CaF₂) 'nin sülfürik asit ile işlenmesiyle üretilir:

CaF₂ + H₂SO₄ → 2 HF + CaSO₄

Üretilen HF'nin yaklaşık %20'si, HF'yi termal olarak ve hidrolizle serbest bırakmak için parçalanabilen heksaflüorosilikik asit (H₂SiF₆) üreten bir gübre üretiminin yan ürünüdür:

H₂SiF₆ → 2 HF + SiF₄

SiF₄ + 2 H₂O → 4 HF + SiO₂

F₂ için endüstriyel güzergahlar

Moissan'ın yöntemi, bir potasyum florür/hidrojen florür karışımının elektrolizi yoluyla endüstriyel miktarlarda flor üretmek için kullanılır: hidrojen ve florür iyonları, çelik bir kap katotunda ve bir karbon blok anotta 8-12 volt altında hidrojen ve florin gazı ile üretilir ve oksitlenir. Sıcaklıklar yükselir, KF•2HF 70 °C'de (158 °F) erir ve 70–130 °C'de (158-266 °F) elektrolize edilir. Saf HF elektrolize edilemediğinden, katalizör görevi gören KF önemlidir. Flor, pasifleştirilmiş iç kısımlara sahip çelik silindirlerde, 200 °C'nin (392 °F) altındaki sıcaklıklarda saklanabilir; aksi takdirde nikel kullanılabilir. Regülatör vanaları ve boruları nikelden yapılmıştır, ikincisi muhtemelen Monel kullanır. Su ve greslerin katı bir şekilde hariç tutulması ile birlikte sık sık pasivasyon yapılmalıdır. Laboratuarda, cam eşyalar flor gazı düşük basınç ve susuz koşullar altında taşıyabilir; bunun yerine bazı kaynaklar nikel-Monel-PTFE sistemlerini önerir.

Laboratuvar yolları

1986 yılında Moissan'ın başarısının yüzüncü yılını kutlamak için bir konferans hazırlarken, Karl O. Christe, bazı metal florür anyonlarının stabil nötr muadilleri bulunmadığından kimyasal flor üretiminin mümkün olması gerektiği gerekçesiyle; asitleşmeleri potansiyel olarak oksidasyonu tetikler. Yüksek verim ve atmosfer basıncında flor geliştiren bir yöntem geliştirdi:

2 KMnO₄ + 2 KF + 10 HF + 3 H₂O₂ → 2 K₂MnF₆ + 8 H₂O + 3 O₂↑

2 K₂MnF₆ + 4 SbF₅ → 4 KSbF₆ + 2 MnF₃ + F₂↑

Christe daha sonra tepkime maddelerinin "100 yıldan uzun bir süredir bilinmekte olduğunu ve Moissan'ın bile bu plana sahip olabileceğini" söyledi. 2008'e kadar bazı referanslar, florun herhangi bir kimyasal izolasyon için çok reaktif olduğunu iddia ediyordu.

Endüstriyel uygulamalar

En çok küresel flor sağlayan florit madenciliği, 5.6 milyon mt cevher çıkarıldığında 1989'da zirve yaptı. Kloroflorokarbon kısıtlamaları bunu 1994 yılında 3.6 milyon tona düşürdü; üretim o zamandan beri artıyor. 2003 yılında yaklaşık 4.5 milyon ton cevher ve 550 milyon dolar gelir elde edildi; sonraki raporlarda 2011 küresel florokimyasal satışların 15 milyar dolar olduğu ve 2016-18 üretim rakamlarının 3,5 ila 5,9 milyon ton ve gelirin en az 20 milyar dolar olduğu tahmin edildi. Köpük flotasyonu, maydenli floriti eşit oranda iki ana metalurjik kaliteye ayırır: %60-85 saf metsparın tamamı demir eritme işleminde kullanılırken, %97+ saf asitpar esas olarak anahtar endüstriyel ara hidrojen florüre dönüştürülür.

Her yıl en az 17.000 metrik ton flor üretilir. Uranyum veya kükürt hekzaflorür olarak kilogram başına sadece 5-8 dolar, ancak zorluklarla başa çıkmanın bir unsuru olarak kat kat daha fazladır. Büyük miktarlarda serbest flor kullanan işlemlerin çoğu, dikey entegrasyon altında yerinde üretim kullanır.

İnorganik florürler

Diğer demir alaşımlarında olduğu gibi, her metrik ton çeliğe yaklaşık 3 kg (6,5 lb) metspar eklenir; florür iyonları erime noktasını ve viskozitesini düşürür. Emayeler ve kaynak çubuğu kaplamaları gibi malzemelerdeki bir katkı maddesi olarak rolünün yanı sıra, çoğu acidpar, çelik asitleme, cam dağlama ve alkan çatlamasında kullanılan hidroflorik asit oluşturmak için sülfürik asit ile reaksiyona sokulur. HF'nin üçte biri, alüminyum ekstraksiyonu için Hall-Héroult işlemindeki her iki akı olan kriyolit ve alüminyum triflorürün sentezlenmesine girer; eritme aparatı ile ara sıra reaksiyonları nedeniyle ikmal gerekir. Her metrik ton alüminyum yaklaşık 23 kg (51 lb) akı gerektirir. Florosilikatlar, su florlama ve çamaşır atık su arıtımında kullanılan sodyum florosilikat ile ve kriyolit ve silikon tetraflorür yolunda bir ara olarak ikinci en büyük kısmı tüketir. Diğer önemli inorganik florürler arasında kobalt, nikel ve amonyum bulunur.

Organik florürler

Organoflorürler maden floritin %20'sinden fazlasını ve hidroflorik asidin %40'ından fazlasını tüketir, soğutucu gazlar baskındır ve floropolimerler pazar paylarını arttırır. Sürfaktanlar küçük bir uygulamadır ancak yıllık gelirleri 1 milyar dolardan fazladır. -150 °C'nin (−240 °F) üzerindeki doğrudan hidrokarbon flor reaksiyonlarından kaynaklanan tehlike nedeniyle, endüstriyel florokarbon üretimi dolaylı olarak, çoğunlukla klorokarbon klorürlerin florürler için hidrojen florür ile florürler ile değiştirildiği halojen değişim katalizörreaksiyonları yoluyla dolaylıdır. Elektrokimyasal florlama, hidrokarbonları hidrojen florür içinde elektrolize tabi tutar ve Fowler süreci, onları kobalt triflorür gibi katı flor taşıyıcılarla tedavi eder.

Tıbbi uygulamalar

Diş bakımı

US Navy 090526-F-1333S-023 Askeri Sealift Komutanlığı hastane gemisine başlayan bir servis üyesi USNS Comfort (T-AH 20), Sürekli Promise 2009 tıbbi kamu hizmeti projeksiyonu sırasında bir hastaya Florür tedavisi veriyor

20. yüzyılın ortalarından itibaren yapılan nüfus çalışmaları, topikal florürün diş çürüğünü azalttığını göstermektedir. Bu ilk olarak diş minesinin hidroksiapatitinin daha dayanıklı fluorapatite dönüştürülmesine bağlandı, ancak ön florürlenmiş dişler üzerinde yapılan çalışmalar bu hipotezi çürüttü ve mevcut teoriler küçük çürüklerde florür yardımcı mine büyümesini içeriyor. İçme suyunda florürün doğal olarak bulunduğu alanlarda yapılan çocukların çalışmalarından sonra, diş çürümesine karşı mücadelede kontrollü kamu su temini florizasyonu 1940'larda başladı ve şimdi Amerikalıların üçte ikisi de dahil olmak üzere küresel nüfusun yüzde 6'sını sağlayan suya uygulanmaktadır. 2000 ve 2007 yıllarındaki bilimsel literatürün gözden geçirilmesi, su florürlenmesini çocuklarda diş çürümesinde önemli bir azalma ile ilişkilendirmiştir. Bu tür onaylara ve çoğunlukla iyi huylu dental florozdan başka hiçbir olumsuz etkisinin kanıtına rağmen, etik ve güvenlik gerekçeleri konusunda hala muhalefet vardır. Florürün yararları, muhtemelen diğer florür kaynaklarından dolayı azalmıştır, ancak düşük gelirli gruplarda hala ölçülebilirdir. Sodyum monoflorofosfat ve bazen sodyum veya kalay(II) florür genellikle ilk olarak ABD'de tanıtılan florür diş macunlarında bulunur. 1955 yılında ve şimdi gelişmiş ülkelerde yaygın olarak, florlu ağız gargaraları, jeller, köpükler ve verniklerde kullanılır.

İlaç

Modern ilaçların yüzde yirmisi flor içerir. Bunlardan biri, kolesterol düşürücü atorvastatin (Lipitor), 2011'de jenerik olana kadar diğer ilaçlardan daha fazla gelir elde etti. 2000'li yılların ortalarında ilk on gelir ilacı olan astım reçetesi kombinasyonu Seretide, biri - flutikazon - florlu olan iki aktif bileşen içerir. Karbon-flor bağı çok kararlı olduğu için birçok ilaç inaktivasyonu geciktirmek ve dozaj sürelerini uzatmak için florlanır. Florlama ayrıca lipofiliği arttırır, çünkü bağ karbon-hidrojen bağından daha hidrofobiktir ve bu genellikle hücre zarı penetrasyonuna ve dolayısıyla biyoyararlanmaya yardımcı olur.

Trisiklikler ve diğer 1980 öncesi antidepresanlar, serotonin hedefi dışındaki nörotransmitterlerle seçici olmayan etkileşimleri nedeniyle çeşitli yan etkilere sahipti; florlanmış fluoksetin seçiciydi ve bu problemden kaçınan ilklerden biri. Seçici serotonin geri alım inhibitörleri dahil olmak üzere birçok mevcut antidepresan aynı tedaviyi alır: sitalopram, izomeri esitalopram ve fluvoksamin ve paroksetin. Kinolonlar, etkilerini arttırmak için genellikle florlanmış olan yapay geniş spektrumlu antibiyotiklerdir. Bunlar siprofloksasin ve levofloksasini içerir. Flor ayrıca steroidlerde kullanım bulur: fludrokortizon kan basıncını yükselten bir mineralokortikoiddir ve triamsinolon ve deksametazon güçlü glukokortikoidlerdir. İnhale anesteziklerin çoğu ağır florludur; prototip halotan, çağdaşlarından çok daha eylemsiz ve güçlüdür. Florlanmış eterler sevofluran ve desfluran gibi daha sonraki bileşikler halotandan daha iyidir ve kanda hemen hemen çözünmezler, bu da daha hızlı uyanma sürelerine izin verir.

Fluoksetin kapsülleri

Radyoaktif flor-18 ile etiketlenmiş glikozlu bir tam vücut 18F PET taraması. Normal beyin ve böbrekler görüntülenecek kadar glikoz alır. Üst karın bölgesinde malign bir tümör görülür. Mesane içerisindeki idrarda radyoaktif flor görülür.

PET taraması

Florin-18, pozitron emisyon tomografisi için radyoaktif izleyicilerde bulunur, çünkü neredeyse iki saatlik yarı ömrü, üretim tesislerinden görüntüleme merkezlerine taşınmasına izin verecek kadar uzundur. En yaygın izleyici, intravenöz enjeksiyondan sonra, beyin ve çoğu malign tümör gibi glikoz gerektiren dokular tarafından alınan florodeoksiglukozdur; ayrıntılı görüntüleme için bilgisayar destekli tomografide kullanılabilir.

Oksijen taşıyıcıları

Sıvı florokarbonlar, kandan çok daha fazla miktarda oksijen veya karbondioksit tutabilir ve yapay kanda ve sıvı solunumunda olası kullanımları için dikkat çekmiştir. Florokarbonlar normalde suyla karışmadıkları için kan olarak kullanılmak üzere emülsiyonlara (suda asılı küçük perflorokarbon damlacıkları) karıştırılmalıdır. Böyle bir ürün, Oxycyte, ilk klinik denemelerden geçti. Bu maddeler dayanıklılıkta sporculara yardımcı olabilir ve sporda yasaklanmıştır; 1998'de bir bisikletçinin ölümü neredeyse kötüye kullanımı konusunda soruşturma başlattı. Saf perflorokarbon sıvı solunumu uygulamaları (su emülsiyonu değil saf perflorokarbon sıvısı kullanan) yanık kurbanlarına ve yetersiz akciğerli prematüre bebeklere yardımcı olmayı içerir. Kısmi ve tam akciğer dolgusu düşünülmüştür, ancak sadece birincisi insanlarda önemli testlere sahiptir. Bir dünür İlaç çalışması klinik çalışmalara ulaştı, ancak sonuçlar normal terapilerden daha iyi olmadığı için terk edildi.

Biyolojik rolü

Flor, insanlar ve memeliler için gerekli değildir, ancak küçük miktarların diş minesinin güçlendirilmesi için yararlı olduğu bilinmektedir (burada fluorapatit oluşumu, emayeyi, şekerlerin bakteriyel fermantasyonu ile üretilen asitlerden saldırıya karşı daha dirençli hale getirir). Küçük miktarlarda flor kemik mukavemeti için yararlı olabilir, ancak ikincisi kesin olarak belirlenmemiştir. Hem DSÖ hem de ABD Ulusal Akademileri Tıp Enstitüsü, önerilen günlük ödeneği (BKA) ve yaş ve cinsiyete göre değişen üst tolere edilmiş flor alımını yayınlar.

Doğal organoflorinler mikroorganizmalarda ve bitkilerde bulunur, ancak hayvanlarda bulunmaz. En yaygın olanı, Afrika, Avustralya ve Brezilya'daki en az 40 bitki tarafından otoburlara karşı bir savunma olarak kullanılan floroasetattır. Diğer örnekler arasında terminal olarak florlanmış yağ asitleri, floroaseton ve 2-florositrat bulunur. 2002 yılında bakteride floru karbona - adenosil-florür sentazına - bağlayan bir enzim bulundu.

Toksisite

Elemental flor, canlı organizmalar için oldukça toksiktir. İnsanlardaki etkileri hidrojen siyanürün 50 ppm'den daha düşük konsantrasyonlarda başlar ve klorinkine benzer: gözler ve solunum sisteminde önemli tahriş, karaciğer ve böbrek hasarı flor değeri 25 ppm'in üzerinde meydana gelir, bu da yaşam ve sağlık için hemen tehlikelidir. Gözler ve burunlar 100 ppm'de ciddi şekilde hasar görür ve 1000 ppm florin solunması hidrojen siyanür için 270 ppm ile karşılaştırıldığında dakikalar içinde ölüme neden olur.

Hidroflorik asit

Hidroflorik asit yanıkları bir gün boyunca belirgin olmayabilir, bundan sonra kalsiyum tedavileri daha az etkilidir.

Hidroflorik asit, 25 °C'de 3.2'lik bir pKa'ya sahip olan hidrohalik asitlerin en zayıfıdır. Hidrojen bağının varlığı nedeniyle uçucu bir sıvıdır (diğer hidrohalik asitler gazdır). Cam, beton, metaller, organik maddelere saldırabilir.

Hidroflorik asit, zayıf olmasına rağmen sülfürik asit gibi birçok güçlü asitten daha büyük tehlikelere sahip bir temas zehiridir: sulu çözeltide nötr kalır ve böylece inhalasyon, yutma veya cilt yoluyla dokuya daha hızlı nüfuz eder ve 1984'ten 1994'e kadar bu tür kazalarda en az dokuz ABD'li işçi öldü. Kandaki kalsiyum ve magnezyum ile reaksiyona girerek hipokalsemiye ve kardiyak aritmi ile olası ölüme yol açar. Çözünmeyen kalsiyum florür oluşumu güçlü ağrıyı tetikler ve 160 cm2'den (25 in2) daha büyük yanıklar ciddi sistemik toksisiteye neden olabilir.

%50 HF için sekiz saat boyunca maruz kalma, düşük konsantrasyonlar için 24 saate kadar gelişme söz konusu olmayabilir ve hidrojen flüorür sinir fonksiyonunu etkilediğinden yanık başlangıçta ağrısız olabilir. Cilt HF'ye maruz kaldıysa, 10-15 dakika boyunca bir su jeti altında durulanır ve kirli giysiler çıkarılarak hasar azaltılabilir. Daha sonra, kalsiyum iyonlarının florür ile bağlanması için kalsiyum glukonat sıklıkla uygulanır; cilt yanıkları %2.5 kalsiyum glukonat jel veya özel durulama solüsyonları ile işlenebilir. Hidroflorik asit emilimi daha fazla tıbbi tedavi gerektirir; kalsiyum glukonat damardan enjekte edilebilir veya uygulanabilir. Kalsiyum glukonat yerine, yaygın bir laboratuvar reaktifi olan kalsiyum klorür kullanılması kontrendikedir ve ciddi komplikasyonlara yol açabilir. Etkilenen parçaların eksizyonu veya amputasyonu gerekebilir.

Florür iyonu

Çözünür florürler orta derecede toksiktir: 5-10 g sodyum florür veya kilogram vücut kütlesi başına 32-64 mg florür iyonu, yetişkinler için ölümcül bir dozu temsil eder. Ölümcül dozun beşte biri olumsuz sağlık etkilerine neden olabilir ve kronik aşırı tüketim, Asya ve Afrika'da milyonları etkileyen iskelet florozuna yol açabilir. Yutulan florür, midede bağırsaklar tarafından kolayca emilen, hücre zarlarını geçtiği, kalsiyumla bağlandığı ve idrar atılımından önce çeşitli enzimlere müdahale ettiği hidroflorik asit oluşturur. Maruz kalma sınırları, vücudun florür iyonlarını temizleme yeteneğinin idrar testi ile belirlenir.

Tarihsel olarak, florür zehirlenmesi vakalarının çoğu, inorganik florür içeren insektisitlerin yanlışlıkla yutulmasından kaynaklanmıştır. Muhtemel florür zehirlenmesi için halihazırda zehir kontrol merkezlerine yapılan çağrıların çoğu, florür içeren diş macununun yutulmasından gelir. Arızalı su florlama ekipmanı başka bir nedendir: Alaska'daki bir olay yaklaşık 300 kişiyi etkiledi ve bir kişiyi öldürdü. Diş macunundan kaynaklanan tehlikeler küçük çocuklar için ağırlaştırılır ve Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri, altı yaşın altındaki çocukların diş macununu yutmamaları için dişlerini fırçalamasını önerir. Bir bölgesel çalışmada, böcek ilacı alımından bir ölüm de dahil olmak üzere, toplam 87 vakada gençlik öncesi florür zehirlenmesi raporları incelenmiştir. Çoğunda semptom yoktu, ancak yaklaşık %30'unda mide ağrısı vardı. ABD'de daha büyük bir çalışmada benzer bulgular vardı: Olguların %80'i altı yaşın altındaki çocukları içeriyordu ve çok az ciddi vaka vardı.

Çevresel endişeler

Atmosfer

1987 yılında imzalanan Montreal Protokolü, ozon zarar verme potansiyeli (ODP) nedeniyle kloroflorokarbonlar (CFC'ler) ve bromoflorokarbonlar hakkında katı düzenlemeler getirmiştir. Onları orijinal uygulamalarına uygun yüksek stabilite, serbest kalan klorin ve bromin atomlarının ozon moleküllerine saldırdığı daha yüksek irtifalara ulaşana kadar ayrışmadıkları anlamına geliyordu. Yasakla ve etkinliğinin erken belirtileriyle bile, tahminler birkaç neslin tam iyileşmeden önce geçeceği konusunda uyardı. CFC'lerin onda biri ile, hidrokloroflorokarbonlar (HCFC'ler) mevcut değiştirmelerdir ve kendileri 2030-2040'a kadar klor ve sıfır ODP içermeyen hidroflorokarbonlar (HFC'ler) ile ikame edilmek üzere planlanmıştır. 2007'de bu tarih gelişmiş ülkeler için 2020'ye getirildi; Çevre Koruma Ajansı 2003 yılında bir HCFC'nin üretimini zaten yasaklamış ve diğer iki üretim tesisini kapatmıştı. Florokarbon gazları genellikle yaklaşık 100 ila 10.000 arasında küresel ısınma potansiyeline (GWP) sahip sera gazlarıdır; sülfür heksaflorürün değeri yaklaşık 20.000'dir. Bir aykırı, bir Hydrofluoroolefin (HFO) adı verilen yeni bir soğutucu türü olan HFO-1234yf'dir ve mevcut soğutucu standardı HFC-134a için 1,430'a kıyasla 1'den düşük GWP'si nedeniyle küresel talebi çekmiştir.