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Fluor

Erfahre, warum Fluor als das reaktivste aller Elemente gilt und welche einzigartigen Eigenschaften es besitzt. Lerne über sein Vorkommen, seine Gewinnung und seine breite Verwendung in verschiedenen Branchen. Interessiert? Das und vieles mehr findest du im folgenden Text!

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Teste dein Wissen zum Thema Fluor

Wo finden wir das Element Fluor im Periodensystem der Elemente?**

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Die Autor*innen
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André Otto
Fluor
lernst du in der 9. Klasse - 10. Klasse

Fluor Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Fluor kannst du es wiederholen und üben.
  • Tipps

    Nutze, falls nötig, ein Tafelwerk/PSE.

    Lösung
    • Fluor ist weit aus reaktiver als die anderen Halogene seiner Hauptgruppe. Es besitzt mit 4,0 die höchste Elektronegativität. Es kommt wie alle Halogene molekular vor $F_2$. Das Element ist bei Raumtemperatur gasförmig.
    • Große Vorkommen des Minerals Fluorit $CaF_2$ befinden sich in China, Mexiko und Spanien.
    • Es gibt sogar einige Pflanzen, die fluororganische Verbindungen herstellen können. Diese werden in den Blättern eingelagert und dienen der Abwehr von Fressfeinden.
  • Tipps

    An der Anode entsteht das Gas.

    Lösung

    Ein Elektrolyseverfahren ist die Schmelzflusselektrolyse. Bei ihr nutzt man keine wässrige Phase. Sie kommt zur Anwendung, wenn z. B. Metalle in der elektrochemischen Spannungsreihe unter dem Oxonium-Ion stehen.

    Bei der Elektrolyse nehmen Kationen an der Kathode Elektronen auf. An der Anode hingegen findet eine Oxidation statt und es werden Elektronen frei (siehe Animation).

    Wird also an ein Gemisch aus Fluorwasserstoff und Kaliumfluorid eine Spannung angelegt, dann wandern die negativ geladenen Fluorid-Ionen zur Anode und werden dort oxidiert. Es entsteht das Gas Fluor.

  • Tipps

    Überlege dir, welche Edukte benötigt werden.

    Lösung

    Fluor bildet mit vielen Metallen Salze, die sogenannten Fluoride. Sind diese Salze Übergangsmetallsalze, also aus Metallen der Nebengruppen gebildet, dann zeigen diese oft eine charakteristische Farbe. Das Cobalt(II)-fluorid ist so zum Beispiel rot und das Kupfer(II)-fluorid blau. Entstehen können diese Salze z.B. durch Reaktion von Choriden mit Flusssäure. Fluoride finden vielfältig Anwendung:

    • Cobalt(II)-fluorid kann als Katalysator verwendet werden.
    • Kupfer(II)-fluorid kann zur Fluorierung von Kohlenwasserstoffen genutzt werden. Dazu sind allerdings hohe Temperaturen nötig.

  • Tipps

    Achte darauf, dass ausgeglichen wurde.

    Lösung

    Fluor ist sehr reaktionsfähig. Auch die Flusssäure $HF$ reagiert mit einer Reihe von Verbindungen. Dabei entstehen oft Metallfluoride und Nichtmetallfluoride.

    • Magnesiumfluorid ist farb- und geruchlos. Da es chemisch sehr stabil ist, kann es nur von heißer Schwefelsäure angegriffen werden.
    • Eisen(III)-fluorid ist ein hellgrüner Feststoff, der in Wasser nur sehr schwer löslich ist.
    • Tetrafluormethan ($CF_4$) ist ein farb- und geruchloses Gas. Es kann auch folgendermaßen hergestellt werden:
    • $2 CO$ + $4 F_2$ $\longrightarrow$ $ 2 CF_4$ + $ O_2$

  • Tipps

    FCKWs wurden als Treibmittel genutzt.

    Lösung
    • FCKW ist die Kurzform für Fluorchlorkohlenwasserstoffe. Diese wurden in Spraydosen (z.B. für Deo oder Haarspray) eingesetzt. Da die Ozonschicht durch FCKWs geschädigt wird, nutzt man heute Alkane, wie zum Beispiel Propan oder n-Butan.
    • Flusssäure ist farblos und riecht stechend. Im Vergleich zu Salzsäure ist sie eine schwache Säure, dennoch ist sie sehr gefährlich. Da sie Glas und Metalle ätzt, wird sie in Kunststoff- oder Edelstahlbehältern aufbewahrt.
  • Tipps

    Vergiss nicht, die Gleichung auszugleichen.

    Lösung

    Mit Flusssäure lassen sich eine ganze Reihe von Supersäuren synthetisieren:

    • Aus dem Namen Tetrafluorborsäure ergibt sich die Summenformel $HBF_4$. Die Säure ist eine farblose, wässrige Lösung. Sie wird genutzt für die Synthese fluorierter Aromate. Sie lässt sich entweder aus Borsäure oder aus Bortrifluorid herstellen.
    • Fluorsulfonsäure ist eine farblose Flüssigkeit, die mit Wasser explosionsartig reagiert. Sie gehört zu den bekanntesten und stärksten Brönsted-Säuren. Sie entsteht durch die Synthese von Chlorsulfonsäure mit Flusssäure oder aus Schwefeltrioxid mit Flusssäure.

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