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Fluor 11:18 min

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Transkript Fluor

Hallo und herzlich willkommen. In diesem Video geht es um das chemische Element Fluor. Das Video gehört zur Reihe Elemente. An Vorkenntnissen solltest du mindestens die Chemie der Basen, Säuren und Salze gut beherrschen. Ich möchte dir in diesem Video einen kurzen Überblick über das chemische Element Fluor und seine Verbindungen geben. Der Film besteht aus 10 Abschnitten: 1. Entdeckung 2. Vorkommen 3. Stellung im Periodensystem der Elemente 4. Herstellung und Eigenschaften 5. Reaktionen 6. Fluorchemie 7. FCKW 8. Supersäuren 9. Verwendung 10. Zusammenfassung 1. Entdeckung 1886 wurde Fluor durch den französischen Chemiker Henri Moissan entdeckt. Das war sehr spät, denn Brom kannte man schon mehr als 60 Jahre. Die Ursache dafür besteht in den chemischen Eigenschaften des Fluors. Es ist im wahrsten Sinne des Wortes ein chemischer Räuber. Das Element ist sehr reaktiv und lässt sich nur schwer seinen Verbindungen entreißen.  2. Vorkommen Die Erdhülle besteht nur aus 0,028% Fluor. Es gibt verschiedene Minerale des Fluors: Flussspat (auch Calcit genannt), Kryolith oder Fluorapatit.  3. Stellung im Periodensystem der Elemente Im Periodensystem der Elemente befindet sich das Element Fluor an dieser Stelle. Es ist Element der 7. Hauptgruppe des Periodensystems. Die 7. Hauptgruppe nennt man auch die Halogene. Fluor ist ein typisches Nichtmetall. In den Verbindungen tritt es nur mit der Oxidationszahl -1 auf. Das chemische Symbol lautet F. Fluor hat die höchste Elektronegativität aller chemischen Elemente: 4,0. Elementar tritt Fluor als Molekül auf: F2.  4. Herstellung und Eigenschaften Hergestellt wird Fluor à la Moissan durch Schmelzflusselektrolyse. Kaliumfluorid und Fluorwasserstoff werden vermischt. Es kommt zur Anodenreaktion. 2 Fluoridionen reagieren zu einem Fluormolekül unter Abgabe von 2 Elektronen. Fluor ist ein sehr gefährliches Gas. Es ist sehr giftig, ätzend und brandfördernd. Fluor ist schwach gelb. Links sehen wir Sauerstoff, rechts ist Chlor und in der Mitte ist Fluor. Fluor schmilzt bei -219°C und siedet bei -183°C. Im gasförmigen Zustand stehen die Dichten von Luft und Fluor im Verhältnis von 29:38. Flüssiges Fluor hat eine Dichte von etwa 1,5g/cm³. Fluor löst sich nicht in Wasser, es reagiert damit. 5. Reaktionen Fluor ist ein sehr starkes Oxidationsmittel. Es reagiert mit fast allen Elementen. Ausnahmen sind die Edelgase Helium, Neon und zum Teil Argon. Fluor bildet mit den Metallen Fluoride, bestimmte Salze: CoF2, CuF2, FeF3, MgF2 und NiF2. Kann man denn dann Fluor in Reaktionsgefäßen aufbewahren? Bis 200°C kann Eisen dafür durchaus dienen. Über 200°C verwendet man Nickel. Der Grund besteht in der Passivierung. Es bilden sich entsprechende Fluoride, die eine weitere Reaktion des Metalls verhindern. Betrachten wir nun die wichtigsten Reaktionen dieses starken Oxidationsmittels in der Übersicht. Mit Metallen, das haben wir bereits gesehen, bilden sich Fluoride. Mit Nichtmetallen entstehen auch bekannte Verbindungen. Selbst mit Wasser reagiert Fluor, wobei Fluorwasserstoff und Sauerstoff frei werden. Wasserstoff reagiert mit Fluor selbst bei -250°C noch explosionsartig. Chloride werden durch Fluor oxidiert. Es entsteht elementares Chlor. Und auch die Edelgase bleiben nicht verschont. Es gibt Fluoride bis Xenons: KrF2 und auch metastabiles ArF.  6. Fluorchemie Fluor unterscheidet sich von den chemischen Elementen Chlor, Brom und Iod durch seine Reaktivität. Es ist einfach zu reaktiv. Eine gesteuerte Fluorierung ist nicht möglich. Deshalb benutzt man Umwege, um Fluor einzufügen. Eine Möglichkeit ist die Reaktion eines Halogenalkans mit Quecksilber-I-fluorid. Das Halogen Chlor, Brom oder Iod wird gegen Fluor ausgetauscht. Eine zweite Möglichkeit ist die Zersetzung dieser Verbindung durch Wärme. Es entsteht Fluorbenzol. Stickstoff und Bortrifluorid werden abgespalten. Bei dem Salz handelt es sich um ein Diazoniumsalz.  7. FCKW Das ist die Abkürzung für Fluorchlorkohlenwasserstoffe. Früher wurden diese als Treibgase oder Kältemittel eingesetzt. Heute sind sie in den meisten Ländern verboten, da sie die Ozonschicht der Erde zerstören. Ich habe eine schöne Animation einer Prognose gefunden, was mit der Ozonschicht passiert, wenn mit FCKW weitergearbeitet worden wäre. Je blauer das Bild, umso stärker ist die Ozonschicht zerstört.  8.Supersäuren Supersäuren sind stärker als Schwefelsäure. Sie sind gute Protonenlieferanten und daher für die organische Synthese gut geeignet. Ich möchte einige gewichtige Supersäuren aufzählen: HBF4, HPF6, HTAF6, FSO3H, HSbF6. Das ist eine sehr starke Supersäure. FSO3H in Kombination mit Antimonpentafluorid, die berühmte magische Säure. Und schließlich, um die Jahrtausendwende, wurde der berühmte supersaure Carborankomplex entdeckt. 9. Verwendung Wir haben schon kurz über Fluorwasserstoff gesprochen. In wässriger Lösung bildet sich die Flusssäure. Hergestellt wird Fluorwasserstoff durch Reaktion von Calciumfluorid mit Schwefelsäure. Fluorwasserstoff und Flusssäure sind äußerst gefährlich. Sie sind giftig und umweltschädlich. Eingesetzt wird Fluorwasserstoff für das Ätzen von Glas. Auch in der Halbleiterproduktion findet sie Verwendung. Und auch in der Erdölindustrie wird Flusssäure eingesetzt. Fluor wird zur Fluorierung eingesetzt, um die Zähne vor Karies zu schützen. Ein großes Anwendungsgebiet ist die Herstellung von Fluorpolymeren, unter anderem von Teflon. Uranhexafluorid benutzt man bei der Urananreicherung. Schwefelhexafluorid ist eine Verbindung, die bei der Starkstromverteilung benötigt wird. Einige in der chemischen Synthese wichtige Lewis-Säuren enthalten Fluor, z. B. Aluminiumfluorid und Borfluorid. Graphitfluorid hat Bedeutung, und zwar als widerstandsfähiges Schmiermittel. Nafion ist eine feste Supersäure und ist in der organischen Synthese sehr wichtig. Das Fluor-Isotop 18 wird in der Krebsuntersuchung verwendet. 10. Zusammenfassung Fluor und viele seiner Verbindungen sind sehr gefährlich und umweltschädigend. Für die menschliche Gesellschaft jedoch besitzen sie große Bedeutung. Ich bedanke mich für eure Aufmerksamkeit. Alles Gute. Auf Wiedersehen. 

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