Edyta Mizak
Fluorowce:

Temat nr 2: Otrzymywanie fluorowców

→ Fluor w skorupie ziemskiej występuje przede wszystkim w postaci fluorytu CaF

2,

apatytu

Ca

5

(PO

4

)

3

F oraz kriolitu Na

3

AlF

6

. Głównym surowcem przemysłowym, z którego otrzymuje się związki

fluoru, a także pośrednio czysty fluor, jest FLUORYT. Minerał ten, działaniem stężonego kwasu
siarkowego można przeprowadzid w siarczan wapnia i fluorowodór:

CaF

2

+ H

2

SO

4

→ CaSO

4

+ 2HF

Fluorowodór przerabia się dalej na fluorki i wolny fluor. Wydzielenie wolnego fluoru jest możliwe
tylko metodą elektrolityczną. Ze względu na to, że fluor energicznie działa na wodę, wydzielając z niej
tlen, elektrolizy nie przeprowadza się w roztworach wodnych, lecz w mieszaninie stopionego
wodorofluorku potasu, KHF

2

, z bezwodnym fluorowodorem w temp. ok. 380K. Wyjątkowo duża

aktywnośd chemiczna fluoru ogranicza bardzo znacznie liczbę materiałów, z których można
skonstruowad aparaturę do elektrolizy. Dawniej budowano ją z platyny, obecnie używa się do tego
celu miedzi lub metalu Monela (stopu miedzi z niklem). Katodę sporządza się ze stali, anoda jest
wykonana z węgla. Jako materiału na izolacje elektryczne używa się teflonu. Na anodzie wydziela się
fluor: 2F

-

→ F

2

+ 2e

-

, na katodzie – wodór: 2H

+

+ 2e

-

→ H

2

→ Chlor otrzymuje się obecnie na skalę techniczną na drodze elektrolizy chlorku sodu w roztworze
wodnym lub w postaci stopionej soli. W pierwszym przypadku na anodzie otrzymuje się chlor, a na
katodzie – wodór, w roztworze zaś – wodorotlenek sodu:

2NaCl + H

2

O

Cl

2

+ 2NaOH + H

2

W drugim przypadku produktem katodowym jest metaliczny sód:

2NaCl

2Na + Cl

2

Do celów laboratoryjnych chlor otrzymuje się działając stężonym kwasem solnym na manganian
potasu (VII) lub ditlenek manganu:

2KMn

VII

O

4

+ 16HCl

-1

→ 2Mn

II

Cl

2

+ 2KCl

-1

+ 5Cl

0

2

+ 8H

2

O

4HCl

-1

+ Mn

IV

O

2

→ Mn

II

Cl

2

-1

+ Cl

0

2

+ 2H

2

O

→ Brom może byd wydzielony z bromków za pomocą którejkolwiek z metod stosowanych do
otrzymywania chloru. Najczęściej jednak wypiera się go działaniem chloru:

2Br

-

+ Cl

2

→ Br

2

+ 2Cl

-

Metodę tę stosuje się m.in. do otrzymania bromu z wody morskiej. Chlor wprowadza się do wody
zakwaszonej do pH=3,5, a wydzielony w bardzo małym stężeniu brom usuwa się przedmuchując
roztwór strumieniem powietrza. Pary bromu pochłaniane są następnie w roztworze Na

2

CO

3

, w

którym zachodzi reakcja:

3Na

2

CO

3

+ 3Br

0

2

→ 5NaBr

-1

+ NaBr

V

O

3

+ 3CO

2

Uzyskuje się wówczas roztwór o stężeniu bromu kilka tysięcy razy większym niż w wodzie morskiej.
Po zakwaszeniu wydziela się brom elementarny:

HBr

V

O

3

+ 5HBr

-1

→ 3H

2

O + 3Br

0

2

, który jest oddzielany za pomocą destylacji.

→ Jod występuje w niewielkich ilościach w wodzie morskiej głównie w postaci połączeo
organicznych. Dawniej był otrzymywany z popiołu i niektórych wodorostów morskich. Głównym
źródłem jodu są złoża saletry sodowej w Chile i w Boliwii, w których pierwiastek ten występuje w
postaci jodanów(V) lub jodanów (VII),przechodzących do ługów pokrystalizacyjnych.

Jod z jodków można łatwo wydzielid działaniem chloru w reakcji analogicznej do reakcji

wydzielania bromu z bromków. Jodany uzyskane z saletry chilijskiej przerabia się na jod, poddając je
redukcji wodorosiarczanami(VI):

2I

V

O

-

3

+ 5HS

IV

O

-

3

→ 3HS

VI

O

-

4

+ 2S

VI

O

2-

4

+ H

2

O + I

2

0

→ Astat jest otrzymywany wyłącznie w sposób sztuczny. Jeden z jego najtrwalszych izotopów

,

At,

otrzymuje się przez bombardowanie jąder bizmutu,

Bi cząsteczkami α

Bi +

4

2

He → 2

1

0

n +

At

Astat można następnie wydzielid ogrzewając „tarczę” bizmutową w temp. 600-900K w strumieniu
azotu lub w próżni. Sublimujący pierwiastek kondensuje na zimnej ścianie naczynia.