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Flúor − F

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Tópicos: História da Descoberta | Disponibilidade | Produção | Propriedades | Compostos e/ou Reações | Aplicações | Isótopos |

Número atômico 9 | Massa atômica 18,998403 | Elétrons [He]2s22p5 |


1) História

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Do latim fluor (fluxo). O principal mineral, a fluorita, foi usado como fluxo em metalurgia, isto é, uma substância para facilitar a fusão de metais. Várias experiências pioneiras para isolá-lo resultaram em acidentes, alguns deles fatais (a separação é difícil devido à elevada reatividade. Na maioria dos casos, ele reage imediatamente com as substâncias remanescentes da separação). Foi isolado em 1866 por Ferdinand Frederick Henri Moissan, químico francês, após 74 anos de tentativas de outros pesquisadores. Por isso, Moissan recebeu o prêmio Nobel de química em 1906.


2) Disponibilidade

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Encontrado nos minerais fluorita (fluoreto de cálcio, CaF2), criolita (fluoreto de alumínio e sódio, Na3AlF6) e em vários outros.


3) Produção

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Obtido pela eletrólise do ácido fluorídrico (HF) com fluoreto ácido de potássio (KHF2). É basicamente o processo original usado por Moissan (o ácido fluorídrico pode ser obtido pela reação do fluoreto de cálcio com ácido sulfúrico concentrado).


4) Propriedades

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É o elemento mais eletronegativo e reativo. Em condições normais, a substância elementar é um gás de molécula biatômica (F2), de aspecto amarelo pálido, que reage com a maioria das substâncias orgânicas e inorgânicas. Partículas de metais, vidro, cerâmica, carbono queimam no flúor com chama brilhante. Reage explosivamente com o hidrogênio, mesmo em baixas temperaturas. Pode inclusive formar compostos com alguns gases nobres (criptônio, xenônio, radônio). Com água, forma facilmente o ácido fluorídrico (HF).

Grandeza Condição / Obs Valor Unidade
Calor de fusão 0,51 kJ/mol
Calor de vaporização 6,54 kJ/mol
Condutividade térmica 27°C e 1 atm 0,0279 W/(m °C)
Cp 1 atm e 21°C 0,031 kJ/(mol °C)
Cv 1 atm e 21°C 0,023 kJ/(mol °C)
Eletronegatividade 3,98 Pauling
Estados de oxidação (principal) (−1)
Massa específica Gás (15°C e 1 atm) 1,59 kg/m3
Massa molecular 37,997 g/mol
Ponto de ebulição −188,1 °C
Ponto de fusão −219,6 °C
Pressão crítica 5215 kPa
Relação Cp / Cv 1 atm e 21°C 1,352459
Temperatura crítica −129,4 °C

Flúor e ácido fluorídrico são altamente tóxicos e qualquer contato com o corpo humano deve ser evitado. Em contato com a pele, moléculas de HF são absorvidas pelo organismo, podendo provocar danos permanentes. A presença de flúor no ar é percebida pelo forte odor em concentrações tão baixas como 0,02 ppm em volume.


5) Compostos e/ou Reações - Alguns Exemplos

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• Reação com ácidos:

Se diluídos, predomina a reação com água, formando oxigênio e ozônio conforme item a seguir.

• Reação com água:

$$\ce{F2 + H2O -> O2 + 2HF\\3F2 + 6H2O -> 2O3 + 6HF}$$
• Reação com bases:

$$\ce{2F2 + 2OH- -> OF2 + 2F- + H2O}$$
• Reação com halogênios:

Flúor reage com outros como cloro, bromo e iodo sob determinadas condições de pressões e temperaturas. Entretanto, em geral os produtos são instáveis e se decompõem sob temperatura ambiente.

• Reação com nitrogênio:

Não ocorre.

• Reação com oxigênio:

Não ocorre.


6) Aplicações - Alguns Exemplos

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• Ácido fluorídrico é usado para gravações e outros efeitos em vidros.

• Compostos hidrocarbonados com cloro e flúor formam gases usados em equipamentos de refrigeração (CFC, em desuso devido ao efeito nocivo para a camada de ozônio da atmosfera).

• Criolita é usada no processo de eletrólise para produção de alumínio.

• Flúor e compostos são usados na produção de urânio e dezenas de outros produtos como plásticos resistentes ao calor (teflon, por exemplo).

• Elemento de proteção contra cáries em cremes dentais, na forma de fluoreto de sódio (NaF) ou de estanho (SnF2).

• Fluoreto de sódio é também usado em inseticidas contra baratas.

• Hexafluoreto de enxofre (SF6) é um gás inerte, não tóxico. Usado como dielétrico em dispositivos de alta tensão e em várias outras aplicações científicas, industriais e medicinais. É considerado um dos mais fortes gases para o efeito estufa, mas a contribuição prática é pequena em comparação com o dióxido de carbono.


7) Isótopos

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Símbolo % natural Massa Meia-vida Decaimento
17F 0 17,0021 64,5 s CE + 17O
18F 0 18,0009 1,83 h CE + 18O
19F 100 18,9984 Estável
20F 0 19,9999 11,0 s β + 20Ne
21F 0 20,9999 4,16 s β + 21Ne
22F 0 22,0030 4,23 s β + 22Ne
23F 0 23,0037 2,2 s β + 23Ne

Nota: A coluna % natural indica o teor encontrado no elemento natural. Valor nulo indica produção artificial. Símbolos para tempos de meia-vida: s (segundo), m (minuto), h (hora), d (dia), a (ano). A tabela contém os principais isótopos do elemento. Não são necessariamente todos.
Referências
WebElements Periodic Table.
Los Alamos National Laboratory. Periodic Table of the Elements.

Topo | Rev: Dez/2006