El flúor fue el último de los no metales que se
preparó en estado libre (gases nobles aparte). Desde que fue descubierto en
1771 por el químico sueco Carl Wilhelm Scheele, pasarón 100 años
hasta que el químico francés Henri Moissan lo aisló en 1886. Durante
este período se realizaron numerosos intentos fallidos para obtenerlo. Entre
los que lo intentaron sin conseguirlo, hay grandes nombres de la historia de
la química como Faraday, Davy (descubridor del sodio, potasio,
calcio y magnesio), Gay-Lussac y Thénard (descubridores estos
últimos del Boro). Algunos de los que lo intentaron murieron y la mayoría
sufrieron graves envenenamientos por el flúor y sus compuestos.
La dificultad que presenta la obtención del flúor radica en que,
debido a su gran reactividad, nada mas formarse se combina con lo que
encuentra a su alrededor. El éxito de Moissan fue consecuencia de
utilizar platino, un metal muy inerte, y trabajar a bajas temperaturas
reduciendo de esta manera la actividad del flúor.
El flúor es un gas de color verde-amarillento, altamente corrosivo y
venenoso, de olor penetrante y desagradable. Es el elemento más reactivo de
toda la tabla periódica. Se combina directamente, y en general de forma
violenta, con la mayoría de los elementos.
El ácido fluorhídrico (HF) es también una substancia muy corrosiva.
Su facilidad para atacar al vidrio se utiliza en la industria para la
realización de grabados.
Símbolo F, número atómico 9, miembro de la familia de los halógenos
con el número y peso atómicos más bajos. Aunque sólo el isótopo con peso
atómico 19 es estable, se han preparado de manera artificial los
isótopos radiactivos, con pesos atómicos 17 y 22, el flúor es el
elemento más electronegativo, y por un margen importante, el elemento no
metálico más energético químicamente.
Propiedades: El
flúor elemental es un gas de color amarillo pálido a temperaturas
normales. El olor del elemento es algo que está todavía en duda. La
reactividad del elemento es tan grande que reacciona con facilidad, a
temperatura ambiente, con muchas otras sustancias elementales, entre
ellas el azufre, el yodo, el fósforo, el bromo y la mayor parte de los
metales. Dado que los productos de reacción con los no metales son
líquidos o gases, las reacciones continúan hasta consumirlo por
completo, con frecuencia con producción considerable de calor y luz. En
las reacciones con los metales forma un fluoruro metálico protector que
bloquea una reacción posterior a menos que la temperatura se eleve. El
aluminio, el níquel, el magnesio y el cobre forman tales películas de
fluoruro protector.
El flúor reacciona con violencia considerable con la mayor parte de los compuestos que contienen hidrógeno,
como el agua, el amoniaco y todas las sustancias orgánicas, sean
líquidos, sólidos o gases. La reacción del flúor con el agua es compleja
y produce principalmente fluoruro de hidrógeno y oxígeno, así como
cantidades menores de peróxido de hidrógeno, difluoruro de oxígeno y
ozono. El flúor desplaza otros elementos no metálicos de sus compuestos,
aun aquellos muy cercanos en cuanto a actividad química. Desplaza el
cloro del cloruro de sodio y el oxígeno en la sílica, en vidrio y en
algunos materiales cerámicos. En ausencia de fluoruro de hidrógeno, el
flúor no ataca en forma significativa al cuarzo o al vidrio, ni aun
después de varias horas a temperaturas hasta de 200ºC (390ºF).
El
flúor es un elemento muy tóxico y reactivo. Muchos de sus compuestos,
en especial los inorgánicos, son también tóxicos y pueden causar
quemaduras severas y profundas. Hay que tener cuidado para prevenir que
líquidos o vapores entren en contacto con la piel y los ojos.
Frecuencia natural: Se estima que se halla en un 0.065% en la corteza terrestre; es casi tan abundante como el carbono, el nitrógeno o el cloro, mucho más que el cobre o el plomo, aunque mucho menos que el hierro, aluminio o el magnesio.
Los compuestos cuyas moléculas contienen átomos de flúor están
ampliamente distribuidos en la naturaleza. Muchos minerales contienen
cantidades pequeñas del elemento, y se encuentra tanto en rocas ígneas
como en rocas sedimentarias.
Aplicaciones: Los
compuestos que contienen flúor se utilizan para incrementar la fluidez
del vidrio fundido y escorias en la industria vidriera y cerámica. El
espato flúor (fluoruro de calcio) se introduce dentro del alto horno
para reducir la viscosidad de la escoria en la metalurgia del hierro. La
criolita, Na2AlF6, se utiliza para formar el
electrólito en la metalurgia del aluminio. El óxido de aluminio se
disuelve en este electrólito, y el metal se reduce, eléctricamente, de
la masa fundida. El uso de halocarburos que contienen flúor como
refrigerantes se patentó en 1930, y estos compuestos estables y
volátiles encontraron un mercado como propelentes de aerosoles, así como
también en refrigeración y en sistemas de aire acondicionado. Sin
embargo, el empleo de fluorocarburos como propelentes ha disminuido en
forma considerable a causa del posible daño; a la capa de ozono de la
atmósfera. Un uso del flúor, muy importante durante la Segunda Guerra
Mundial, fue un el enriquecimiento del isótopo fisionable 235U;
el proceso más importante empleaba hexafluoruro de uranio. Este
compuesto estable y volátil fue con mucho el material más adecuado para
la separación del isótopo por difusión gaseosa.
Mientras que
para los consumidores la utilización de compuestos de flúor en la
industria pasa casi inadvertida, algunos compuestos se han vuelto
familiares a través de usos menores pero importantes, como aditivos en
pastas de dientes y superficies fluoropoliméricas antiadherentes sobre
sartenes y hojas de afeitar (teflón por ejemplo).
Compuestos: En
todos los compuestos de flúor la alta electronegatividad de este
compuesto indica que el átomo de flúor tiene un exceso de carga
negativa. Es conveniente, sin embargo, dividir los fluoruros binarios
inorgánicos en sales (red iónica), fluoruros metálicos no volátiles y
fluoruros volátiles, la mayor parte de no metales. Algunos hexafluoruros
metálicos y los fluoruros de gases nobles muestran volatilidad que son
frecuencia está asociada a un compuesto molecular. La volatilidad se
asocia a menudo con números de oxidación altos para el elemento
positivo.
Los metales suelen formar fluoruros iónicos no
volátiles, donde la transferencia electrónica es sustancial y la red
cristalina está determinada por el tamaño iónico y la interacción
electrostática predecible. Cuando el número de coordinación y la
valencia son la misma, por ejemplo en BF3, SiF4 y WF6,
el enlace entre el metal y el flúor no es común; los compuestos
resultantes son muy volátiles y los sólidos muestran redes moleculares
más que estructuras cristalinas iónicas. Para números de oxidación
superiores, las redes iónicas simples son menos comunes y, mientras que
el enlace entre el átomo central y el flúor requiere aún transferencia
de alguna carga al flúor, las estructuras moleculares son identificables
en las fases condensadas.
Además de los fluoruros binarios, se
ha aislado un número muy grande de complejos, a menudo con un anión
fluoruro que contiene un átomo central de número de oxidación alto. Los
fluoruros binarios salinos muestran una gran tendencia a combinarse con
otros fluoruros binarios para formar numerosos complejos o sales dobles.
Los compuestos de carbono que contienen flúor pueden dividirse
en hidrocarburos fluorados y derivados (compuestos orgánicos del flúor),
y los fluorocarburos y sus derivados. El átomo de flúor unido al anillo
aromático, como en el fluorobenceno, es poco reactivo. Además reduce la
reactividad de toda la molécula. Por ejemplo, aquellos colorantes que
contienen flúor unido al anillo aromático son más resistentes a la
oxidación y más sensibles a la luz, que los que no lo contienen. La
mayor parte de los compuestos alifáticos, como los fluoruros de alquilo,
son inestables y pierden fluoruro de hidrógeno con facilidad. Estos
compuestos son difíciles de preparar y conservar, y es poco probable que
se vuelvan importantes.
Efectos del Flúor sobre la salud
En
el agua, aire, plantas y animales hay presentes pequeñas cantidades de
flúor. Como resultado los humanos están expuestos al flúor a través de
los alimentos y el agua potable y al respirar el aire. El flúor se puede
encontrar en cualquier tipo de comida en cantidades relativamente
pequeñas. Se pueden encontrar grandes cantidades de flúor en el té y en
los mariscos.
El flúor es esencial para mantener la solidez de
nuestros huesos. El flúor también nos puede proteger del decaimiento
dental, si es aplicado con el dentifríco dos veces al día. Si se absorbe
flúor con demasiada frecuencia, puede provocar caries, osteoporosis y
daños a los riñones, huesos, nervios y músculos.
Las industrias
liberan la forma gaseosa del flúor. Este gas es muy peligroso, ya que en
elevadas concentraciones puede causar la muerte. En bajas
concentraciones puede causar irritaciones de los ojos y la nariz.
Efectos ambientales del Flúor
El
flúor está presente en la corteza terrestre de forma natural, pudiendo
ser encontrado en rocas, carbón y arcilla. Los fluoruros son liberados
al aire cuando el viento arrastra el suelo. Los procesos de combustión
en las industrias pueden liberar fluoruro de hidrógeno al aire. Los
fluoruros que se encuentran en el aire acabarán depositándose en el
suelo o en el agua.
Cuando el flúor se fija a partículas muy
pequeñas puede permanecer en el aire durante un largo periodo de tiempo.
Cuando el flúor del aire acaba en el agua se instala en los sedimentos.
Cuando acaba en los suelos, el flúor se pega fuertemente a las
partículas del suelo.
En el medio ambiente el flúor no puede ser
destruído; solamente puede cambiar de forma. El flúor que se encuentra
en el suelo puede acumularse en las plantas. La cantidad de flúor que
tomen las plantas depende del tipo de planta, del tipo de suelo y de la
cantidad y tipo de flúor que se encuentre en el suelo. En las plantas
que son sensibles a la exposición del flúor incluso bajas
concentraciones de flúor pueden provocar daños en las hojas y una
disminución del crecimiento.
Los animales que ingieren plantas
que contienen flúor pueden acumular grandes cantidades de flúor en sus
cuerpos. El flúor se acumula principalmente en los huesos. Como
consecuencia, los animales expuestos a elevadas concentraciones de flúor
sufren de caries y degradación de los huesos. Demasiado flúor también
puede provocar la disminución de la cantidad de alimento tomado por el
estómago y puede alterar el desarrollo de las garras. Por último, puede
provocar bajo peso al nacer.
Fuente:
ciencianet.com
lenntech.es