氟化学总结 第1篇
氟是已知元素中电负性最大，反应活性最强的元素，能和大多数物质直接发生作用，使得它在自然界中不能以单质存在。氟在地壳中的丰度为，占丰富元素的第13位。在天然矿物中，几种含氟的重要矿物如下：萤石 (CaF_2) ，冰晶石 (Na_3AlF_6)——一种常见的 Al 六配位化合物、氟磷灰石 (Ca_5(PO_4)_3F) 、氟铝石 (AlF_3\cdot 3H_2O ) 、锥冰晶石 (Na_5Al_3F_{14}) 、霜晶石 (NaCaAlF_6\cdot H_2O) 、锂冰晶石 (Li_3Na_3Al_2F_{12}) 等。氟元素只有一种自然同位素 ^{19}F 。
氟化学总结 第2篇
1886年，Moissan首次用电解法在氟化钾的无水氟化氢溶液中制得了单质氟。他采取的电解液为 KF-HF ， KF:HF=1:13 ，电极为铂电极。
KF-HF
如图1和图2所示，Moissan的这种体系熔点低且蒸气压高，因此他在电解过程中采用沸腾的氯甲烷冷却电解池，是电解过程保持在-24℃进行。
现在单质氟已经可以工业大规模制备，使用的基本方法仍与Moissan的方法大体相同。
阳极反应： 2F^- -2e^-\longrightarrow F_2
阴极反应： 2H^++2e^-\longrightarrow H_2
通过调整氟化钾和氟化氢的比例可以调整电解过程所需的温度，工业上主要采取中温法（ KF:HF=1:2 ，温度范围保持80~90℃）或高温法（ KF:HF=1:1 ，温度约为250℃）。
实验表明在电解过程中加入适量 LiF 可降低电解液的熔点，减少阳极极化作用，但关于氟化锂的确切作用尚未弄清。
除了以 KHF_2 作电解质外，人们还尝试过 SbF_3,ZnF_2,PbF_2,CdF_2,CsF 作电解质。其中Mathers和Stroup提出的以 CsHF_2 作电解质，镁制电解槽，石墨作阳极，电解池操作温度为19℃，这种电解质熔点低，对材料腐蚀性小，氟化氢损失小。但铯的资源缺乏，成本高，实用尚不可能。
在电解法制备单质氟的100年后，1986年，Christe成功地以化学方法制备了单质氟。
Christe首先制得了 SbF_5 和 K_2[MnF_6] :
2KMnO_4+2KF+10HF+3H_2O_2\longrightarrow 2K_2[MnF_6]+8H_2O+3O_2
SbCl_5+5HF\longrightarrow SbF_5+5HCl
进一步制得 MnF_4 得到 F_2 :
K_2[MnF_6]+2SbF_5 \xrightarrow[]{150^\circ C}2K[SbF_6]+MnF_4
2MnF_4\longrightarrow 2MnF_3+F_2
一般采用含氟化合物的分解：
BrF_5\xrightarrow[]{>460^\circ C} BrF_3+F_2
Na_2[PbF_6]\xrightarrow[]{\triangle} Na_2[PbF_4]+F_2
需要注意的是，这两种方法并不能认为是真正的化学法制备因为无论是五氟化溴还是六氟合铅(VI)酸钾的制备都需要单质氟的参与。
氟化学总结 第3篇
单质氟的离解能非常低，是导致其化学活性高的重要因素之一，对于氟分子中 F-F 键的低强度的原因仍未得到很好的解释。
Mulliken认为 N_2H_4 中的 N-N 键， H_2O_2 中的 O-O 键， F_2 中的 F-F 键比与它们相对应的 P-P,S-S 和 Cl-Cl 的键强度都较弱，而且键长较长。他假定后一类型的分子中有部分是 pd 杂化轨道参与了成键的，致使这些键有部分重键的特征，而前一类型的分子则只是普通的单键。
Caldow和Coulson认为氟与其他卤素相比，氟的特征是由于其具有较大的电子 - 电子间的排斥作用以及电子云的重叠较少有关。
从氟到碘四种卤素的电离能是 1682,1255,1142 和 1008kJ\cdot mol^{-1} ，据此得到的Pauling电负性是 和 ，而根据BornHaber循环计算和后来测得的电子亲和能又不同的顺序 和 。
为此，要重新指出Pauling关于电负性的解释：所谓电负性是指在分子中原子吸引电子的能力，而电子亲和能是指电子被加和到孤立的原子、离子或分子上时所释放的能量。
F^- 半径很小，导致大部分氟化物的晶格能很高，这也是一些含氟离子的盐类（ LiF ）难溶的原因。 F^-,O^{2-},OH^- 半径大小都约为 140pm 。因此，可以解释下列两个现象：
①无机盐中氢氧化物很容易被氟化物置换： Ca_5(PO_4)_3(OH) 可以向 Ca_5(PO_4)_3F 转化
②在晶体结构上，氟化物与其他卤化物有较大差距： NaF 与 MgO 同晶； CaF_2，HgF_2 有层状结构而 CaCl_2 是成型晶格结构， HgCl_2 却是分子型结构。
氟化学总结 第4篇
先将含氟气体通过含溴化物的溶液，使溴游离出来并被氢氧化钠溶液吸收：
2Br^-+F_2\longrightarrow Br_2+2F^-
Br_2+2NaOH\longrightarrow NaBrO+NaBr+H_2O
生成的 NaBrO 用乙酸 - 碘化钾处理，游离出碘：
BrO^-+2I^-+2CH_3COOH\longrightarrow Br^-+2CH_3COO^-+I_2
最后用硫代硫酸钠滴定碘：
I_2+2S_2O_3^{2-}\longrightarrow 2I^-+S_4O_6^{2-}
若气体样本含氟化氢可用氟化钠固体吸收。
将氟离子沉淀为氟氯化铅形式是常用的方法之一：
Pb^{2+}+Cl^-+F^-\longrightarrow PbClF\downarrow
在溶液中存在过量的 Pb^{2+} 和 Cl^- 时，氟氯化铅溶解度可降至 _2O 。
氟的分析误差在 \%-+\% 之间。
①硝酸钍直接滴定法
以硝酸钍作滴定剂，茜素红S作指示剂，这种指示剂在钍离子过量时，生成配位化合物，由黄色变为玫瑰红色。这种滴定受 pH 影响较大，一般以氯乙酸 - 氯乙酸钠作缓冲溶液（ pH= ），在 50\% 的乙醇中滴定。
Th^{4+}+4F^-\longrightarrow ThF_4\downarrow
②氟氯化铅间接滴定法
先用氯化铅溶液处理，得到氯化铅再用测定氯含量的方法或用 EDTA 滴定铅，最后换算为氟的量。
许多阴离子如 PO_4^{3-},AsO_4^{3-},S^{2-},CO_3^{2-} （主要是易与分析试剂生成沉淀）以及一些阳离子 Fe^{3+},Al^{3+}（主要因为可以跟氟离子络合） 等对氟的分析有严重的干扰。
常用的方法是将氟转变为易挥发的 H_2SiF_6 或 HBF_4 ,通过蒸馏法分离。对于氟化物而言，可以利用高温蒸汽使其水解，得到氟化氢气体再进一步处理。