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氟离子

1771年瑞典化学家舍勒制得氢氟酸。此后的一百 多年中,戴维盖· 吕萨克、诺克斯兄弟等很多人为制取 单质氟而中毒,鲁耶特、尼克雷因中毒太深而献出了自 己的生命。 1886年6月26日,法国化学家弗雷米的学生亨利· 莫 瓦桑制得单质状态的氟,莫瓦桑因此获得1906年诺贝 尔化学奖。
氟元素的基本性质
氟是一种具有极强腐蚀性的淡黄色双 原子气体。是自然界电负性最强的元素, 也是最强的单质氧化剂。在常温下,能同 绝大多数元素单质发生化合反应,并剧烈 放热。和氢气即使在-250摄氏度的黑暗中 混合也能发生爆炸,故液氟和液氢也用作 高能火箭的液体燃料。 由于氟的电负性是所有元素中最强的, 因此在所有的化合物中,氟都获得电子, 即显-1氧化态,或者说化合价是-1。在少 量氟气通过冰面时反应生成不稳定的氟氧 酸(HOF),其中的F仍为-1氧化态(氧为 0价,氢为+1还原态)。
氟的天然来源
自然界中的氟化物主要来源于火山爆发、高氟温泉、干旱土壤、含氟 岩石的风化释放以及化石燃料的燃烧等。这些氟化物可以分布在空气中, 也可以溶解在水体中。空气中的氟化物主要分为气态和颗粒状固态。 大气中的气态氟化物主要是HF,也可能有少量的SiF4和CF4,含氟的粉 尘主要是冰晶石(Na3AlF6)、萤石(CaF2)、氟化铝(AlF3)、氟化钠(NaF)及 磷灰石等。 原生矿物中氟的风化、溶解、淋滤是地下水中氟离子的主要来源,所 以第四纪堆积物中所含的氟化物,为地下水提供了氟离子的富集条件;地 下水径流条件制约着氟离子的迁移与赋存,即径流条件好有利于氟的运移, 径流条件差或滞流地带则有利于氟的富集,其富集程度取决于地下水化学 类型的变化。
误食150mg的氟化 钠就会造成严重疾 病,误食5~10g则 会致命。牲畜饮用 含氟高的水及食用 含氟高的饲料,会 引起慢性氟中毒, 主要表现为牙齿、 骨骼等病变,易骨 折,失去劳动能力, 重者瘫痪衰竭而死。
氟化物在植物体内的 毒害作用,主要是氟 能取代酶蛋白中的金 属元素形成络合物或 与钙离子、镁离子等 离子结合,使酶失去 活性。植物吸收氟比 物后,叶片pH值下降, 使叶绿素失掉镁离子 形成去镁叶绿素,进 而导致光合作用受到 抑制,引起植物缺绿。
目录
氟元素的发现及基本性质
氟的来源
氟的危害
氟元素的测定方法
氟元素的发现
早在16世纪前半叶,氟的天然化合物萤石(CaF2) 就被记述于欧洲矿物学家的著作中,当时这种矿石被用 作熔剂,把它添加在熔炼的矿石中,以降低熔点。因此 氟的拉丁名称 fluorum从fluo(流动)而来。它的元素
符号由此定为F。
氟的人为来源
聚四氟乙烯塑料、 含氟质子交换膜 如杜邦Nafion膜等
含氟高 分子材 料
含氟 农药
由于有机分子中的氟原子 和三氟甲基等有强的亲酯 性,故在农药分子中引入 氟原子可以显著降低其用 量。
商家在牙膏中加入 含氟化合物,可以 有效防止蛀牙。
牙膏
氟元素
人为源
氟氯 代烷
被用作灭火剂 和空调制冷剂。
六氟化铀UF6,用于使用气 体扩散法分离同位素U-235 和U-238。和Pu-239一样, 前者可以用于制造核弹。
六氟 化铀
人造 血液
一些全氟醚类化合物可以携 带氧气和部分人体需要的养 料和排泄物等暂时代替病人 体内的血液;全氟化合物很 稳定,一般很少有毒副作用。
氟元素的对生物的危害
氟是人体必需元素之 一,缺氟易患龋齿病, 饮水中含氟离子的适 宜浓度为0.5~ 1.0mg/L。但含量 过高,则会产生毒害。 当长期饮用含氟量高 达1~1.5mg/L的 水时,易患斑齿病, 如水中含氟量高于 4mg/L,使人骨骼 变形,引起氟骨症和 子选
土壤
1、水溶法-离子选 择电极 2、比色法 3、离子色谱法 4、液相色谱法
水体
1、离子色谱法 2、氟离子选择电极法 3、氟试剂分光光度法
择电极
2 、石灰滤纸 - 氟离 子选择电极法 教材p184
教材p100
用水适宜的氟( 以氟离子计) 质量浓度为 0. 5 ~1. 0mg/L。 长期饮用氟质量浓度为 3 ~6mg/L 的水或过量吸入氟会使人骨质 疏松易折,损害皮肤和呼吸系统,所以我国《生活饮用水卫生标 准》中规定饮用水中氟化物 ( 以氟离子计 ) 的最高容许浓度为 1. 0mg/L,《污水综合排放标准》一级标准规定排放的污水氟
氟元素的基本性质
在常温下,能同绝大多 数元素单质发生化合反 应,并剧烈放热。
一般全氟的高分子非常稳定,耐 热耐寒、抗腐蚀性强。如聚四氟 乙烯(Teflon),可以耐高达260 摄氏度的温度,不沾水和一般有 机溶剂。故被用于制作不粘锅, 氟及其一些化合物都有毒和较 强的腐蚀性。氢氟酸可以腐蚀 玻璃。而氟离子在人体组织内 有渗透性。氢氟酸接触皮肤如 不及时处理可以腐烂至骨而造 成永久性的损伤,
水 中 氟 离 子
化物( 以氟离子计) 浓度应 <10mg/L。氟的工业污染来源很多,
像炼铝、磷肥、磷矿石加工和钢铁生产等企业都会产生氟污染。
水中氟化物测定方法p101
方法
离子色谱法
预处理
采集后用0.45微米 的微孔滤膜过滤, 对于严重污染的水 样,在分离柱前安 装预处理柱。
常加入总离子强度 缓冲剂的方法消除 干扰 当干扰离子超过一 定浓度后,要采取 预蒸馏
活 性 不 粘 性
惰 性 溶 解 性
链烷基上的氢可以完全或部分被 氟取代,称为“全氟代物”。由于 氟原子半径略大于氢原子,所以 全氟碳链上的氟原子排列略呈螺 旋状。这一类化合物具有与众不 同的惰性
全氟代有机物在室温下 与一般溶剂难以互溶,醚、 酯等除外,而加热后,溶 解度有所增加。
腐 蚀 性
温馨提示:氢氟酸的灼伤不易 被发觉,一般是麻痹1-2小时后 才有疼痛感。一旦接触氢氟酸, 应该立即用大量水冲洗,并涂 上20%氧化镁的甘油悬浮液。
特点
简便、快速、干扰 较小
适用范围
地表水、地下水、 降水中无机阴离子 的测定,其测定下 线一般为0.1mg/L
可测定浑浊、有颜 色的水样
氟离子选择电极法
选择性好、适用浓 度范围宽
氟试剂分光光度法
最低检出限质量浓 度是0.02mg/L
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