В таблице Менделеева есть элемент с дурной славой — это фтор. Самый агрессивный из всех, он набрасывается почти на любое вещество, разъедает стекло и металл, а рядом с ним вспыхивают даже несгораемые материалы.
Что такое фтор и почему он представляет интерес для химиков
Фтор — это химический элемент номер девять, легкий газ бледно-желтого цвета. Бледный, ничем не примечательный на вид. И крайне опасный. Это самый активный неметалл и самое «жадное» до реакций вещество на свете: оно соединяется почти со всем подряд, бурно, со вспышкой и выделением тепла.
Из-за этого фтор так долго и не давался ученым. В природе он встречается только в связанном виде, прочно сцепленный с другими элементами. Чаще всего — в минерале флюорите, он же плавиковый шпат. Стоит отметить и происхождение названия: когда-то этот камень бросали в металлургические печи, чтобы руда лучше плавилась, и латинское слово, от которого пошел «фтор», как раз означает «течь».
А теперь представьте задачу химика. Чистый фтор нужно вырвать из прочнейших соединений. Да еще и удержать — ведь любой освобожденный газ тут же норовит наброситься на стенки прибора, на воду, на самого экспериментатора. Неудивительно, что дело казалось безнадежным.
Первые попытки выделить фтор
За фтором охотились лучшие химики XIX века — и почти каждый поплатился. Англичанину Гемфри Дэви, на счету которого уже было открытие многих элементов, ядовитые пары повредили глаза и ногти.
Дальше — только страшнее. Ирландцы-братья Нокс собрали приборы из стойкого к фтору минерала и все равно тяжело отравились: один едва выжил, другой на годы остался инвалидом. Бельгиец Полен Луйе и француз Жером Никлес повторили их путь — и погибли от отравления. Позже этих ученых так и прозвали: «мученики фтора».
Что немаловажно, главную опасность представлял даже не сам фтор. Куда страшнее была плавиковая кислота, раствор фтороводорода: ее пары разъедают кожу, кости и легкие. Напрашивался вывод: одного таланта здесь мало. Нужен был совершенно новый, очень осторожный подход.
Анри Муассан и получение чистого фтора
Разгадку нашел французский химик Анри Муассан. Действовал он сразу с двух сторон: подобрал стойкие ко фтору материалы и сильно охладил установку, чтобы унять буйный нрав газа.
26 июня 1886 года Муассан пропустил электрический ток через раствор фтористой соли в жидком фтороводороде. Прибор был из платины, с пробками из того самого флюорита, а охлаждение доходило примерно до минус пятидесяти градусов — на холоде фтор бесился не так сильно. На одном электроде выделился водород, на другом собрался бледно-желтый газ. Тот самый. Полувековая охота наконец завершилась.
Доставалось при этом и самому Муассану: он тоже не раз травился. И все же именно он первым приручил элемент, перед которым отступали другие. Метод оказался настолько удачным, что в своей основе работает до сих пор.
Значение открытия для науки
Получение фтора стало громкой победой химии. В 1906 году Муассану присудили Нобелевскую премию — за выделение фтора и за изобретенную им электрическую печь, в которой он плавил самые тугоплавкие вещества. Для Франции это была первая в истории Нобелевка по химии.
Но дело даже не в премии. Муассан распахнул дверь в целую новую область — химию фтора. Раньше с этим элементом боялись связываться, и понятно почему. Теперь у ученых появился и сам фтор, и безопасный способ его добывать. А дальше — пошло-поехало: соединения фтора стали изучать и пристраивать к делу.
Где применяется фтор сегодня
А теперь самое любопытное: фтор работает на человека буквально повсюду — чаще всего, конечно, в виде соединений.
Самый близкий пример — зубная паста. Фториды, соединения фтора, укрепляют эмаль и берегут зубы от кариеса. Есть фтор и на кухне. Знаменитое антипригарное покрытие сковородок, тефлон, — тоже его соединение. Долгие годы на фторе держалась холодильная техника: газы-хладагенты студили холодильники и кондиционеры.
А есть и совсем невидимая работа. С помощью фтора обогащают уран для атомных станций, травят детали микросхем, собирают лекарства — многие современные препараты несут в себе атомы фтора. Вот так элемент, который когда-то калечил исследователей, превратился в незаменимого помощника.
Интересные факты о фторе
И напоследок — факты, от которых брови приподнимаются даже у знатоков химии.
- Фтор заставляет реагировать даже «ленивые» газы. Благородные газы вроде ксенона долго считали неспособными хоть на что-то. Так вот, фтор оказался настолько силен, что все же вынуждает их образовывать соединения.
- Есть газ, от которого голос становится низким. Это шестифтористая сера, соединение фтора, и она заметно тяжелее воздуха. Вдохнешь — и голос ухнет вниз, ровно наоборот по сравнению с гелием.
- Фтор пробовали приспособить как ракетное топливо. Точнее, как окислитель: тяга обещала быть огромной. Но даже для ракет он оказался слишком едким и ядовитым, так что от затеи отказались.
- Живая природа почти не умеет работать с фтором. В земной коре его много, а вот растения и животные собирают из него соединения крайне редко. И одно из таких редких природных веществ — сильнейший яд.
- Имя Муассана носит драгоценный камень. Минерал муассанит впервые нашли в метеоритном кратере и назвали в честь химика. Сегодня его огранивают и продают как недорогую замену бриллиантам.
Ранее Наука Mail рассказала о том, как Антуан Лавуазье доказал сложный состав воды и помог окончательно опровергнуть теорию флогистона.
