Каковы виды использования фтора?

Фтор является легким элементом, классифицированным как галоген, который является наиболее электроотрицательным из известных элементов и, следовательно, в природе очень склонен к связыванию с металлическими элементами с образованием солей. Использование фтора включает широкое применение в потребительских товарах, таких как зубная паста, жидкость для полоскания рта и в качестве добавки к водоснабжению в некоторых странах, таких как США. В своей элементарной форме применения фтора также включают в качестве обычного химического травителя для стеклянных или кремниевых подложек в производстве полупроводников и в качестве травильного соединения плавиковую кислоту (HF). Этот реактивный характер фтора со стеклом делает его ценным в производстве микропроцессоров, компьютерных и телевизионных дисплеев и датчиков микроэлектромеханической системы (MEMS). В сочетании с этиленом он также образует антифрикционное покрытие, используемое в посуде, известной как политетрафторэтилен (ПТФЭ).

В качестве природных солей металлов фторсодержащие соединения использовались, по крайней мере, еще в 1700-х годах, в процессе сварки металлов друг с другом и вырезания рисунков в стекло или замораживания его поверхности. Коммерческое производство этого химического вещества быстро возросло в начале 20- ^го века, когда хлорфторуглеродные (ХФУ) соединения были первоначально изготовлены в 1920-х годах в качестве хладагентов для коммерческих, жилых и автомобильных систем кондиционирования воздуха. Антипригарные поверхности из ПТФЭ также были изобретены и получили широкое распространение в конце 1930-х годов. Другие области применения фтора включают отделение урана, так что тяжелый металл может служить топливом для атомных электростанций и стимулирующим элементом для окислителей в ракетном топливе.

Хотя позднее было обнаружено, что соединения ХФУ истощают защитный озоновый слой Земли, они были заменены другими соединениями, которые все еще содержат элемент фтор, такими как гидрофторуглероды (ГФУ). Европейский союз запретил использование другого состава элемента, известного как фторхлоруглеводороды, в качестве хладагента в 1995 году, поскольку они также были определены как озоноразрушающие химические вещества. Хотя ГФУ не распадаются на соединения в верхних слоях атмосферы, которые разрушают озоновый слой, они, как известно, способствуют процессу глобального потепления, поэтому они также постепенно выводятся из употребления.

Хотя использование фтора разнообразно, элемент не лишен своих рисков, поскольку он может быть высокотоксичным, коррозийным и взрывоопасным. В качестве плавиковой кислоты, используемой в производстве полупроводников и ламп, она представляет собой жидкое соединение без цвета и запаха, которое напоминает воду и выглядит безвредным при попадании на поверхность кожи. Однако HF имеет сильную тенденцию связываться с кальцием, и любая пролившаяся на кожу кислота быстро проникает через кожу и в кости, где постепенно растворяет их, а также связывает с кальцием в других тканях, что приводит к сильной боли. и возможная смерть. Использование фтора в водоснабжении также было спорным из-за того факта, что при достаточно высоких концентрациях или в течение длительного периода воздействия он может нанести вред здоровью человека. Почти в 20 промышленно развитых странах, начиная с 2000 года, включая Индию, Германию и Японию, действует политика, запрещающая добавлять фтор в общественное водоснабжение, несмотря на доказательства того, что низкие концентрации предотвращают разрушение зубов и другие проблемы с зубами, особенно у детей.