Fluor

Fluor ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol F und der Ordnungszahl 9.
Das giftige, farblose, in hohen Konzentrationen auch gelb-grüne Gas ist das reaktivste chemische Element.

Bemerkenswerte Eigenschaften

Das blassgelbe, in dicken Schichten auch grüngelbe Gas ist ein starkes Oxidationsmittel. Unter Normalbedingungen liegt es in Form von F₂-Molekülen vor. Mit fast allen anderen Elementen bildet es Verbindungen, auch mit den schweren Edelgasen Xenon und Radon und als einziges Element auch mit Krypton. Im Gegensatz zu Sauerstoff reagiert es schon ohne Licht bei Normalbedingungen mit Wasserstoff zum Fluorwasserstoff. In einem Fluorjet (Gasstrahl hoher Geschwindigkeit?) verbrennen Glas, Metalle, Wasser und vor allen Dingen Kohlenwasserstoffe mit einer hellen Flamme.
Auch Elemente wie Silizium werden stark angegriffen und eigenen sich nicht als Behältermaterial.
Fluor kann in keinem Lösungsmittel gelöst werden, da sie sofort chemisch angegriffen werden. Mit Wasser reagiert es zum Beispiel unter Bildung von Fluorwasserstoff unter Freisetzung des Sauerstoffs.

Anwendungen

Fluor ist ein wichtiger Rohstoff für die Nuklear- und chemische Industrie.
Nennenswerte Anwendungen und Produkte:

Uranherstellung. Uranhexafluorid für die Urananreicherung
Schwefelhexafluorid
- wegen der geringen Diffusion zur Befüllung von Autoreifen und als Polstergas in Druckausgleichsbehältern
- zur Wärmeisolierung in Isolierfenstern
- Schutzgas für elektrische Schalter
Glasätzen mit Flusssäure
Plasma ashing in der Halbleiterherstellung mit atomarem Fluor
Teflon, ein korrosionsbeständiger Kunststoff mit einem sehr geringen Reibungswiderstand. Daneben werden noch andere Fluorkohlenwasserstoffe für den Temperaturbereich oberhalb 300°C hergestellt.
Kariesprophylaxe,Fluoridierung von Trinkwasser
Fluorchlorkohlenwasserstoffe als Kühl-, Schäum-, Treib- und Lösungsmittel. Wegen der Ozon schädigenden Wirkung durch das Chlor sind diese Mittel in vielen Länder inzwischen teilweise verboten.
Freone, fluorierte Kohlenwasserstoffe
Erzeugung sehr heißer Flammen. Mit Fluor als Oxidationsmittel sind mit Wasserstoffbrennern mehr als 3500°C erreichbar.
Desinfektion von Bierleitungen. Ammoniumbifluorid-Lösungen entfernen Bierstein aus den Leitungen
Zerstörung von Asbest. Auflösung in Flusssäure führt zur Zerstörung der Faserstruktur
Kryolith als Flussmittel in der Aluminiumherstellung
Oberflächenfluorierung von Kunststoffen zur Verringerung der Permeabilität (Durchlässigkeit) und zur Erhöhung der Haftfestigkeit von Farben, Lacken und Klebern
Insektizid. Natriumfluorid gegen Buchdrucker. Schützt Holz vor Fäulnis
Raketentreibstoff aus Fluor und Hydrazin N₂H₄

Geschichte

Fluor (lateinisch fluere für 'fließen') chemisch gebunden in Flussspat wurde 1529 von Georgius Agricola als Hilfsmittel zum Metallschmelzen beschrieben. Es macht Erzschmelzen und Schlacken dünnflüssiger, lässt sie fliessen.
1670 zeigte Schwandhard die Glasätzung durch säurebehandelten Flussspat.
Alle Versuche das vermutete Halogen darzustellen scheiterten. Manchmal auch auf tragische Weise.
Erst 1886 gelang Henri Moissan die Darstellung von reinem Fluor, in dem er in flüssigem Fluorwasserstoff gelöstes Kaliumfluorid bei -55°C elektrolysierte.

Aufschwung nahm die Fluorherstellung im zweiten Weltkrieg durch die Entwicklung der Atombombe. Die Anreicherung des benötigten Urans erfolgt als Uranhexafluorid, zu dessen Herstellung entsprechnde Mengen Fluor benötigt werden.

Vorkommen und Herstellung

Fluor kommt natürlich nicht in elementarer Form vor. In kleinen Konzentrationen ist es in vielen Wässern (0,1 -1,5 mg/l F^-) enthalten.
Zur Herstellung von Fluor und Fluorchemikalien dient hauptsächlich Flussspat. Geringe Mengen fallen aus der Phosphorsäureherstellung an. Die natürlichen Kryolithvorkomen in Grönland sind seit den 1960er Jahren ausgebeutet.
Die Erzeugung elementaren Fluors erfolgt durch Schmelzflusselektrolyse von wasserfreiem Kaliumhydrogenfluorid in Eisen- oder Monelbehältern. Dabei wird der zersetzte Fluorwasserstoff kontinuierlich ersetzt.

Verbindungen

In organischen Verbindungen kann Wasserstoff durch Fluor ersetzt werden. Daraus ergibt sich eine Vielzahl von möglichen Verbindungen.

Vorsichtsmaßnahmen

Fluor und Fluorwasserstoff müssen mit großer Umsicht gehandhabt werden. Vor allen Dingen muß der Kontakt mit Haut und Augen vermieden werden.