Lịch sử tìm ra nguyên tố Flo

Th.S Ngô Xuân Quỳnh
Th.S Ngô Xuân Quỳnh  - Luyện Thi Hà Thành
12 Min Read
3

Nhóm halogen có năm nguyên tố: flo, clo, brom, iot và astatin. Đã từ lâu người ta cho rằng chúng rất giống nhau và là một ví dụ cổ điển về các nguyên tố tương tự nhau. Nhưng trong nhóm đó không phải các tính chất luôn luôn biến đổi một cách tuần tự. Ở flo có rất nhiều ngoại lệ trong sự biến đổi tuần tự các tính chất.

fluor-7

Axit flohydrid là một axit yếu tạo thành những muối axit, tác dụng lên thạch anh và các hợp chất chứa oxit silic, trong khi đó thì các axit hidric của các halogen khác hoàn toàn không có những tính chất đặc trưng đó. Tính tan của các muối cũng có sự khác biệt rõ rệt: florua bạc dễ hoà tan, ngược lại các muối canxi của clo, brom và iot thì dễ hòa tan còn fluorit thì rất ít tan. Flo có kích thước nguyên từ và kích thước ion bé cho nên dễ tạo thành những hợp chất phức tạp. Còn đối với những halogen khác thì khuynh hướng này rất ít.

Do có hoạt động hoá học cực kỳ mạnh nên flo là nguyên tố được tách ra ở trạng thái tự do muộn nhất trong các halogen và nó mới có ứng dụng thực tế cách đây không lâu.

Các hợp chất của flo được biết từ lâu. Ngay từ năm 1529 Agricôla đã mô tả khoáng chất fluorit là nguyên liệu dùng làm chất chảy trong luyện kim, là chất mà khi cho thêm vào các quặng thì hạ nhiệt độ nóng chảy của chúng.

Năm 1670, Soanzơvac ở Nurembe đã nhận thấy rằng khi đổ axit sunfuric vào một lọ bằng fluorin thì có một thứ khí sinh ra, ăn mòn chậu thủy tinh. Năm 1746 Macgrap đã mô tả axit flohidric và năm 1771 Prixtơli và Silơ, hai người làm việc độc lập với nhau đã điều chế được axit đó. Ampe rất ngạc nhiên về sự giống nhau giữa axit clohidric và axit flohidric nên đã cho rằng chất này là hợp chất của hidro và một nguyên tố mà người ta chưa biết. Nhiều nhà bác học đã dự đoán rằng axit flohidric là một hợp chất nhưng mãi họ không thể tách nó thành các nguyên tố vì flo rất hoạt động, nó tác dụng được với nước, với thành bình và với các chất khác cùng có trong đó. Tính độc của florua hidro là nguyên nhân làm cho nhiều nhà bác học bị hy sinh tính mạng khi nghiên cứu hợp chất đó. Người ta biết rằng tình trạng ốm yếu của Đevy bắt đầu từ năm 1814, sau những công trình nghiên cứu của ông về flo. Gay-lytxắc và Têna, khi điều chế axit flohidric cũng đã phải chịu nhiều nỗi đau đớn vì những lượng nhỏ florua hidro.

Tuy nhiên các nhà bác học không chịu từ bỏ ý muốn giải quyết một trong những nhiệm vụ khó khăn nhất của hóa học vô cơ và học đã kiên trì tiếp tục làm những thí nghiệm điều chế flo tự do

  • Quá trình điều chế Flo tự do của Moatxan

Năm 1886, nhà bác học Pháp Hăngri Moatxan (1826-1907) đã điều chế được flo ở trạng thái tự do. Tên fơto của nguyên tố này do chữ Hy Lạp fơtoriôt là hủy hoại. Tên này do Ampe đưa ra năm 1816 và chỉ có các nhà hoá học Nga dùng mà thôi, còn các nước khác thì lại dùng tên flo do chữ Latinh fluere có nghĩa là chảy.

Khi nghiên cứu tất thảy những thí nghiệm tiến hành trước kia nhằm điều chế flo tự do, Hăngri Moatxan đã giải quyết được vấn đề phức tạp đó. Thoạt tiên, Moatxan làm những bình chữ U bằng bạch kim rồ sau bằng đồng (như thế thì lớp mỏng florua đồng sinh ra sẽ không bị flo hoặc florua hidro phá hoại) và đổ vào bình đó axit flohidric khan. Nhưng vì axit flohidric không dẫn điện được nên ông đổ thêm florua kali axit. Ông tìm cách hạ thấp nhiệt độ xuống -23oC bằng cách nhúng bình điện phân vào một chậu chứa hỗn hợp sinh hàn. Hai điện cực làm bằng bạch kim và cách biệt nhau bởi những nút làm bằng fluorin. Để thu flo, ông đã dùng những ống đồng, flo thoát ra ở cực âm còn ở cực dương thì có hidrô được tạo thành.

Moatxan đã báo cáo tin cho Viện hàn lâm khoa học Paris biết việc mình điều chế được flo. Để kiểm tra kết quả của ông, Viện đã thành lập một hội đồng gồm các nhà bác học hoá học: Đêbơrê, Fơrêmi và Bectơlô. Nhưng trong ngày đầu ông không thu được nguyên tố flo, và chỉ đến ngày thứ hai, sau khi đã phân tích cẩn thận toàn bộ quá trình công việc, Moatxan mới thu được một lượng flo vừa đủ để hội đồng tin ở sự đúng đắn của phát minh mới. Khi báo tin cho Viện biết về phát minh của mình, Moatxan viết: “Có thể có nhiều giả thiết về bản chất của khí sinh ra. Đơn giản nhất là có thể giả thiết rằng đó là flo, nhưng cũng có thể là polyflorua hydro hoặc là hỗn hợp của axit flofidric và ozon, hỗn hợp này khá mạnh để giải thích được tác dụng mãnh liệt của khí đó đối với axit silic kết tinh.

Năm 1897, Moatxan và Điua đã điều chế được flo ở trạng thái lỏng. Họ đã làm hoá lỏng bằng oxi lỏng dưới áp suất 325mm thủy ngân và ở nhiệt độ -187oC. Họ cũng có vinh dự là đã phát minh ra khả năng tham gia phản ứng mãnh liệt của flo ở những nhiệt độ cực kỳ thấp. Năm 1903, Moatxan và Điua đã điều chế được flo ở thể rắn.

Sự thật thú vị về Flo

Flo

1. Henri Moissan, người đầu tiên cô lập flo, cũng là người sản xuất ra những viên kim cương nhân tạo đầu tiên trên thế giới bằng cách tác dụng áp suất cực lớn lên than.

4. Axit flohydric, HF, làm tan thủy tinh. Các ion florua của nó có ái lực cao với canxi và có thể gây tử vong bằng cách can thiệp vào quá trình chuyển hóa canxi trong máu của cơ thể khi hấp thụ qua da.

5. Nguyên tố phong phú thứ 13 trong vỏ Trái đất là flo. Nó phản ứng đến mức nó không được tìm thấy tự nhiên ở dạng tinh khiết mà chỉ ở dạng hợp chất. Nguyên tố này được tìm thấy trong các khoáng chất, bao gồm fluorit, topaz và fenspat.

6. Vì rất dễ phản ứng nên flo rất khó bảo quản. Ví dụ, axit flohydric (HF) có tính ăn mòn cao nên nó sẽ làm tan thủy tinh. Mặc dù vậy, HF an toàn hơn và dễ dàng vận chuyển và xử lý hơn so với flo nguyên chất. Hydro florua được coi là một axit yếu ở nồng độ thấp, nhưng nó hoạt động như một axit mạnh ở nồng độ cao.

7. Mặc dù flo tương đối phổ biến trên Trái đất, nó rất hiếm trong vũ trụ, được cho là được tìm thấy ở nồng độ khoảng 400 phần tỷ. Trong khi flo hình thành trong các ngôi sao, phản ứng tổng hợp hạt nhân với hydro tạo ra heli và oxy, hoặc phản ứng tổng hợp với heli tạo ra neon và hydro.

8. Flo là một trong số ít nguyên tố có thể tấn công kim cương.

9. Ở dạng khí, flo cực kỳ nguy hiểm. Theo Lenntech, một lượng nhỏ khí flo có thể gây kích ứng mắt và mũi trong khi lượng lớn hơn có thể gây tử vong. Theo Chemicool, axit flohydric cũng có thể gây tử vong khi chỉ cần một vết thương nhỏ trên da xảy ra.

10. Vì flo là nguyên tố phản ứng hóa học mạnh nhất nên nó phải được xử lý hết sức cẩn thận vì nó đôi khi có thể phát nổ khi tiếp xúc với tất cả các nguyên tố khác, ngoại trừ oxy, heli, neon và krypton, theo Chemicool.

11. Trung bình, lượng flo trong cơ thể con người là ba miligam.

12. Flo chủ yếu được khai thác ở Trung Quốc, Mông Cổ, Nga, Mexico và Nam Phi, theo Liên minh Giáo dục Khoáng sản.

13. Flo được tạo ra trong các ngôi sao giống như mặt trời vào cuối thời gian tồn tại của chúng, theo một bài báo năm 2014 được công bố trên Tạp chí Astrophysical Journal Letters . Nguyên tố được hình thành dưới áp suất và nhiệt độ cao hơn bên trong ngôi sao khi nó giãn nở để trở thành một sao khổng lồ đỏ. Khi các lớp bên ngoài của ngôi sao bị đẩy ra xa tạo ra một tinh vân hành tinh, flo sẽ di chuyển cùng với các khí khác vào môi trường giữa các vì sao cuối cùng hình thành các ngôi sao và hành tinh mới.

14. Theo Tạp chí Hóa học , khoảng 25% thuốc và thuốc điều trị ung thư, hệ thần kinh trung ương và hệ tim mạch, có chứa một số dạng flo.

Leave a comment

Share this Article
By Th.S Ngô Xuân Quỳnh Luyện Thi Hà Thành
Follow:
Luyện thi Hà Thành - 0979817885 ➤ Website: www.hoahoc.org ➤ Facebook page: https://www.facebook.com/luyenthihathanhhn ➤ Instagram: https://www.instagram.com/luyen_thi_ha_thanh/ ➤ Tiktok: https://www.tiktok.com/@luyenthihathanh ➤ Youtube: https://www.youtube.com/@luyenthihathanh ➤ Facebook groups: https://www.facebook.com/groups/hoahoc.org ➤ Email: [email protected] ➤ Hotline: 0979817885 ➤ Địa chỉ: CS1: Phòng 658 – Số 26 – Đường Láng – Ngã Tư Sở CS2: Gần trường THPT Phan Đình Phùng – Ba Đình CS2: Số 64 – Ngõ 15 – Phố Phương Mai – Đống Đa
Leave a comment