مقدمه
فلوئور نهمین عنصر در جدول تناوبی عناصر می باشد و نماد شیمیایی آن F است. عدد اتمی و جرمی آن به ترتیب معادل 9 و 18.99 بوده و در گروه 17 و تناوب دوم جدول جای گرفته است. این عنصر تک ظرفیتی است و از لحاظ الکترونگاتیوی در بین سایر عناصر بالاترین می باشد. فلوئور بسیار واکنش پذیر بوده و با بسیاری از عناصر دیگر پیوند تشکیل می دهد. فلوئور خالص عوارض و خطرات بسیار زیادی را به دنبال دارد، به طوری که در صورت تماس با پوست، سوختگی های شدید ایجاد خواهد کرد. این عنصر در محلول های آبی به شکل یون فلوئور یا همان فلوئورید وجود دارد.
تاریخچه ای از فلوئور
شناسایی این عنصر در سال 1529 به وسیله جورجیوس آگریکولا در قالب فلورسپار و با توجه به کاربردش به عنوان یک گدازساز انجام گرفت (گداز ساز: ماده ای کاربردی برای بهبود جوشکاری فلزات). دانشمندی به نام شواندهارد در سال 1670 میلادی متوجه شد که اگر سطح شیشه در معرض فلورسپار همراه اسید قرار گیرد، نقش هایی روی آن حک خواهد شد. فلوئور حتی سال ها پس از کشفش، عنصری راحت برای دستیابی نبود و بسیاری از دانشمندان در این امر ناموفق بوده اند. در حقیقت وقتی این عنصر از یکی از ترکیباتش جدا می شد، بلافاصله به مابقیِ اجزاء حمله می کرد. در نهایت در سال 1886 و تقریباً پس از 74 سال تلاش، دانشمندی به نام هنری موریسون موفق شد تا فلوئورین را تهیه نماید. اولین تولید تجاری فلوئورین هنگام ساخت بمب هسته ای منهتن صورت گرفت. همچنین در جنگ جهانی دوم برای جداسازی ایزوتوپ های اورانیوم از ترکیب هگزا فلوئورید اورانیوم استفاده شد. این ترکیب همچنان در تجهیزات مرتبط با انرژی هسته ای کاربرد دارد.
خصوصیات فلوئور
فلوئور الکترونگاتیوترین و واکنش پذیرترین عنصر جدول تناوبی عناصر محسوب می شود. این عنصر در شرایط استاندارد دما و فشار به شکل گازی به رنگ زرد کمرنگ می باشد. این گازِ خورنده با بیشتر مواد آلی و غیرآلی وارد واکنش می شود. عنصر فلوئور و همچنین یون فلوئورید به شدت سمی هستند. این عنصر در طبیعت به شکل آزاد وجود دارد و دارای بوی بسیار بدی می باشد. واکنش فلوئور با شیشه، با توجه به خورندگی بالای فلوئور، منجر به تولید تترافلوئورید سیلیسیم خواهد شد. بنابراین برای نگهداری آن باید از ظروف ویژه و مقاوم به خوردگی (مثلاً ظروف ساخته شده از ورق استیل نگیر) استفاده شود. پیوند نگه دارنده ی اتم های فلوئور بسیار ضعیف است و به همین دلیل سریعاً شکسته شده و واکنش پذیری بالایی از خود نشان می دهد.
کاربرد گاز فلوئور
ترکیبات حاویِ فلوئور کاربرد استفاده های بسیاری در انواع صنایع مختلف دارند که از جمله ی آنها می توان به ساخت و تولید تفلون، صنایع نیمه هادی، تهویه و خنک سازی، تولید خمیر دندان، پلاستیک های کم اصطکاک، فریون ها و قلم زنی شیشه اشاره نمود. هیدروفلوئوریک اسید برای حکاکی روی شیشه، لامپ و سایر محصولات کاربرد دارد. فلوئور تک اتمی همچنین در تولید نیمه هادی برای افشانش پلاسما مورد استفاده واقع می شود. این عنصر و ترکیباتش مانند هگزا فوراید در تولید اورانیوم نیز کاربرد دارد. ترکیبات حاوی فلوئور را می توان در صدها نوع ماده شیمیایی تجاری مشاهده کرد. به عنوان مثال، تعداد زیادی از پلاستیک های مقاوم به گرما به استفاده از ترکیباتِ این عنصر به مرحله تولید می رسند. در الکترولیز آلومینیوم از آلومینیات هگزا فوئورید پتاسیم استفاده می شود. فلوئورید سدیم به عنوان حشره کش و به خصوص سوسک کش مورد استفاده است. برخی فلوئورید ها در جلوگیری از پوسیدگی دندان موثرند. به همین جهت، این مواد به خمیر دندان و گاهاً به منابع آب شهری برای کنترل پوسیدگی دندان افزوده می شود. ترکیبات حاوی فلوراید به صورت دهانشویه نیز کاربرد دارند. این ماده در سفت شدن مینای دندان نیز مؤثر عمل می کند.
تجهیزاتِ در ارتباط با فلوئور
فولادهای کربنیِ حاوی کمتر از 0.01 درصد سیلیسیوم تا دمای 350 درجه سانتی گراد در برابر فلوئور مقاومند. در صورتی که این مقدار سیلیسیوم افزایش یابد، متعاقب آن خوردگی نیز افزایش می یابد، به طوری که حتی در صورت وجود برخی آلودگی ها از قبیل خاک و مواد روغنی، احتمال وقوع آتش سوزی نیز وجود خواهد داشت. انواع ورق استیل نگیر معمولی مانند ورق استیل 304 تا دمای 250 درجه از مقاومت خوبی در برابر فلوئور برخوردارند که در این مورد نیز، حداکثر درصد سیلیسیوم باید به یک درصد محدود شود. گرید زنگ نزن 347 با توجه به وجود عنصر آلیاژی نئوبیوم در ترکیب شیمیایی، با توجه به تشکیل ترکیب پنتا فلوئورید نئوبیوم مقاومت کمتری از خود نشان می دهد. نکته قابل توجه در این خصوص این است در تمامی موارد ذکر شده، فلوئور مرطوب به شدت خاصیت خورندگی دارد. در خصوص هزینه های مرتبط، قیمت ورق استیل 304 بکار رفته در ساخت تجهیزات در مقایسه با فولادهای کربنی گرانتر می باشد. این گرانتر بودنِ قیمت ورق استیل 304 به دلیل وجود عناصر آلیاژی چون نیکل و کروم در ترکیب شیمیایی می باشد، این در حالی است که فولاد کربنی فاقد چنین عناصری می باشد.
