miércoles, 9 de junio de 2010

Fluor (F)


El flúor es el elemento químico de número atómico 9 situado en el grupo de los halógenos (grupo 17) de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es F.
Es un gas a temperatura ambiente, de color amarillo pálido, formado por moléculas diatómicas F2. Es el más electronegativo y reactivo de todos los elementos. En forma pura es altamente peligroso, causando graves quemaduras químicas en contacto con la piel.
Características principales
El flúor es el elemento más electronegativo y reactivo y forma compuestos con prácticamente todo el resto de elementos, incluyendo los gases nobles xenón y radón. Su símbolo es F. Incluso en ausencia de luz y a bajas temperaturas, el flúor reacciona explosivamente con el hidrógeno. El flúor diatómico, F2, en condiciones normales es un gas corrosivo de color amarillo casi blanco, fuertemente oxidante. Bajo un chorro de flúor en estado gaseoso, el vidrio, metales, agua y otras sustancias, se queman en una llama brillante. Siempre se encuentra en la naturaleza combinado y tiene tal afinidad por otros elementos, especialmente silicio, que no se puede guardar en recipientes de vidrio.
En disolución acuosa, el flúor se presenta normalmente en forma de ion fluoruro, F-. Otras formas son fluorocomplejos como el [FeF4]-, o el H2F+.
Los fluoruros son compuestos en los que el ion fluoruro se combina con algún resto cargado positivamente.
Aplicaciones

* El politetrafluoroetileno (PTFE), también denominado teflón, se obtiene a través de la polimerización de tetrafluoroetileno que a su vez es generado a partir de clorodifluorometano, que se obtiene finalmente a partir de la fluoración del correspondiente derivado halogenado con fluoruro de hidrógeno, HF.
* También a partir de HF se obtienen clorofluorocarburos (CFCs), hidroclorofluorocarburos (HCFCs) e hidrofluorocarburos (HFCs).
* Se emplea flúor en la síntesis del hexafluoruro de uranio, UF6, que se emplea en el enriquecimiento en 235U.
* El fluoruro de hidrógeno se emplea en la obtención de criolita sintética, Na3AlF6, la cual se usa en el proceso de obtención de aluminio.
* Hay distintas sales de flúor con variadas aplicaciones. El fluoruro de sodio, NaF, se emplea como agente fluorante; el difluoruro de amonio, NH4HF2, se emplea en el tratamiento de superficies, anodizado del aluminio, o en la industria del vidrio; el trifluoruro de boro, BF3, se emplea como catalizador; etc.
* Algunos fluoruros se añaden a la pasta de dientes para la prevención de caries.
* En algunos países se añade fluoruro al agua potable para favorecer la salud dental.
* Se emplea flúor monoatómico en la fabricación de semiconductores.
* El hexafluoruro de azufre, SF6, es un gas dieléctrico con aplicaciones electrónicas. Este gas contribuye al efecto invernadero y está recogido en el Protocolo de Kioto.

Historia
El flúor (del latín fluere, que significa "fluir") formando parte del mineral fluorita, CaF2, fue descrito en 1529 por Georgius Agricola por su uso como fundente, empleado para conseguir la fusión de metales o minerales. En 1670 Schwandhard observó que se conseguía grabar el vidrio cuando éste era expuesto a fluorita que había sido tratada con ácido. Karl Scheele y muchos investigadores posteriores, por ejemplo Humphry Davy, Gay-Lussac, Antoine Lavoisier o Louis Thenard, realizaron experimentos con el ácido fluorhídrico (algunos de estos acabaron en tragedia).
No se consiguió aislarlo hasta muchos años después debido a que cuando se separaba de alguno de sus compuestos, inmediatamente reaccionaba con otras sustancias. Finalmente, en 1886, el químico francés Henri Moissan lo consiguió aislar.
La primera producción comercial de flúor fue para la bomba atómica del Proyecto Manhattan, en la obtención de hexafluoruro de uranio, UF6, empleado para la separación de isótopos de uranio. Este proceso se sigue empleando para aplicaciones de energía nuclear..
Abundancia y obtención
El flúor es el halógeno más abundante en la corteza terrestre, con una concentración de 950 ppm. En el agua de mar esta se encuentra en una proporción de aproximadamente 1,3 ppm. Los minerales más importantes en los que está presente son la fluorita, CaF2, el fluorapatito, Ca5(PO4)3F y la criolita, Na3AlF6.
El flúor se obtiene mediante electrólisis de una mezcla de HF y KF. Se produce la oxidación de los fluoruros:

2F- - 2e- → F2
En el cátodo se descarga hidrógeno, por lo que es necesario evitar que entren en contacto estos dos gases para que no haya riesgo de explosión
Compuestos
El oxigeno combustiona mejor con los HC porque siempre se forma CO2), en cambio con flúor pueden formarse perfluorcadenas que son bastante intertes, El compuesto más oxidante puede ser el O2)F2) o bien el ión XeF+.El fluor se puede obtener químicamente en reacciones de ácidos de Lewis

Cristales de Fluorita (CaF2).

* Se emplean numerosos compuestos orgánicos en los que se han sustituido formalmente átomos de hidrógeno por átomos de flúor. Hay distintas formas de obtenerlos, por ejemplo mediante reacciones de sustitución de otros halógenos: CHCl3 + 2HF → CHClF2 + 2HCl
o Los CFCs se han empleado en una amplia variedad de aplicaciones, por ejemplo como refrigerantes, propelentes, agentes espumantes, aislantes, etc., pero debido a que contribuyen a la destrucción de la capa de ozono se han ido sustituyendo por otros compuestos químicos, como los HCFs. Los HCFCs también se emplean como sustitutos, pero también destruyen la capa de ozono, aunque en menor medida a largo plazo.
o El politetrafluoroetileno (PTFE), es un polímero denominado comúnmente teflón.

El fluoruro de hidrógeno es extremadamente corrosivo y reacciona violentamente con los alcalinos y al amoníaco anhidro.Destruye el tejido hasta el hueso, más peligroso que el sulfúrico y nítrico.

* El ácido fluorhídrico es una disolución de fluoruro de hidrógeno en agua. Es un ácido débil, pero mucho más peligroso que ácidos fuertes como el clorhídrico o el sulfúrico atraviesa la piel destruye los tejidos y huesos, y es tóxico en cualquier concentración, además provoca hipocalcemia.El HF anhidro es extraordinariamente corrosivo.

Las disoluciones de HF son mortales aún que sean diluidas.

* El hexafluoruro de uranio, UF6, es un gas a temperatura ambiente que se emplea para la separación de isótopos de uranio.
* El flúor forma compuestos con otros halógenos presentando el estado de oxidación -1, por ejemplo, IF7, BrF5, ClF, etcétera.

dichos compuestos son muy reactivos el ClF3, es aún más reactivo que el flúor así como BrF5,

* La criolita natural, Na3AlF6, es un mineral que contiene flúoruros. Se extraía en Groenlandia, pero ahora está prácticamente agotada, por lo que se obtiene sintéticamente para ser empleada en la obtención de aluminio.

El HF anhidro y el ácido nítrico mezcalados disuelven a la mayoría de los metales de transición, incluido al tántalo
Efectos biológicos [editar]
Aunque el flúor es demasiado reactivo para tener alguna función biológica natural, se incorpora a compuestos con actividad biológica. Compuestos naturales organofluorados son raros, el ejemplo más notable es el fluoroacetato, que funciona como una defensa contra los herbívoros de plantas en al menos 40 plantas en Australia, Brasil y África.[1] El enzima adenosil-fluoruro sintasa cataliza la formación de 5'- desoxi-5'-fluoroadenosina. El flúor no es un nutriente esencial, pero su uso tópico en la prevención de la caries dental es bien reconocida. El efecto es tópico (aplicación sobre la superficie del esmalte), aunque antes de 1981 se consideró principalmente sistémico (por ingestión).[2] Su uso sistémico es actualmente desaconsejado por muchos autores y cuando menos controvertido.
Controversias [editar]
Fluoración y osteoporosis
Extracto traducido de "Fluoridation and Osteoporosis" del Dr. John R. Lee, 1992:[3]
"La reciente [1992] publicación del informe del Journal American Medical Association por Danielson et al. documenta de nuevo la correlación positiva entre fluoruro e incremento del riesgo de fractura de cadera[...]
Dicho simplemente, Danielson encuentra que el riesgo de fractura de cadera fue aproximadamente un 30% superior para mujeres y un 40% superior para hombres expuestos a aguas de bebida fluradas (1ppm) comparados con aquellos de aguas sin fluorar. El efecto fue particularmente fuerte en aquellas mujeres expuestas a aguas fluoradas en el momento de su menopausia, un momento de remodelado activo del hueso. En mujeres más mayores, cuando el remodelado del hueso es menor y la incorporación de fluor al hueso es menor, el efecto fue menos fuerte.[...]
Conclusión
El fluoruro es tóxico para los huesos e incrementa el riesgo de fractura para todos los niveles de exposición incluida la fluoración a 1ppm. Independientemente de otras consideraciones, esta es razón suficiente para interrumpir la fluración inmediatamente". Fluoridation and Osteoporosis 1992, by Dr. John R. Lee, Fluoride,1992, 25:3,162-164 (Letter to the Editor)
Fluoración y cáncer de huesos (osteosarcoma)[4]
"...en un 60% de EEUU se mantiene la fluoración [de las aguas]. En estas áreas ha habido un dramático incremento en osteosarcomas (cánceres de huesos) en hombres jóvenes de entre 9 y 19 años. Un Programa del Instituto Nacional [EEUU] de Vigilancia Epidemiológica del Cáncer y Resultados Finales registró un incremento del 79% de osteosarcomas en hombres jóvenes viviendo en áreas fluoradas de Iowa y Seattle. Sin embargo, en las áreas sin fluorar la incidencia de cánceres de hueso disminuyó un 4%.
En New Jersey, las tasas de osteosarcomas fueron entre tres y siete veces mayores entre hombres de 10 a 19 años que en las regiones sin fluorar. Esta evidencia es respaldada por el Programa Nacional de EEUU de Toxicología, el cual encontró relación estadísticamente significativa y dosis-dependiente de osteosarcomas en ratas macho jóvenes ingiriendo fluoruro".
Flúor en pastas dentales, periodontosis y gingivitis[5]
Una investigación de la compañía farmacéutica Sepracor encuentra que la pasta de dientes fluorada puede causar o contribuir a la pérdida periodontal de hueso. Este hallazgo es serio porque en EEUU la pérdida peiodontal de hueso es la causa nº 1 de pérdida de dientes entre adultos. De acuerdo con los científicos de Sepracor que dirigieron el estudio:
"Hemos encontrado que el flúor, en el rango de concentración empleado en la prevención de la caries, estimula la producción de prostaglandinas y por tanto exacerba la respuesta inflamatoria en las gingivitis y las periodontitis... Por tanto, la incluisión de fluor en pastas dentales y enjuagues bucales con el propósito de inhibir el desarrollo de la caries puede, al mismo tiempo, acelerar el proceso crónico, destructivo de periodontitis"
"La fluoración no es segura en ningún nivel"[6] (1996), Albert Schatz, premio Nobel de Medicina por el descubrimiento de la estreptomicina
El flúor es altamente tóxico en mamíferos. Se añaden fluoruros en pastas dentales y en aguas de consumo para evitar la aparición de caries, erradamente, especialmente en las aguas, por interesadas manipulaciones científicas arrastradas durante décadas:[7] [8] [9] [6]
"No puede mantenerse que la fluoración del agua de consumo comunitario sea segura [para la salud] ni efectiva en la reducción de la caries dental... por tanto, esta práctica debería ser abandonada". Richard Foulkes, 1992.
NO existe "ingesta mínima recomendada" ni "cantidad óptima", dada la alta toxicidad del flúor:
"El flúor es más tóxico que el plomo y sólo ligeramenete menos que el arsénico", Clinical Toxicology of Commercial Products - 1984
"Según lo veo, hay evidencia convincente de que la adición de fluoruro sódico al suministro de agua pública en proporción de una parte por millón es extremadamente perjudicial para el cuerpo humano", Judge Flaherty, The Arthritis Trust, 1994
"La fluoración del agua es el más grande caso de fraude científico promovido por el gobierno, soportado por los contribuyentes, ayudado e instigado por la American Dental Association (ADA) y AMA, en la historia del planeta", David Kennedy, Presidente de la Academia Internacional de Medicida Oral y Toxicología
"El fluoruro sódico está registrado como veneno mata ratas y mata cucarachas. Ha sido un cotaminante protegido por mucho tiempo", William Hirzy, PhD President of the Union of Professional Employees of the EPA
"El fluoruro sódico es un producto químico muy tóxico, actuando como veneno para los encimas, irritante directo e inactivador del calcio... reacciona con el esmalte dental creciente y con los huesos produciéndoles irreversible daño", Granville Knight, MD president of the American Academy of Nutrition
"La fluoración es el más grande fraude jamás perpetrado y que ha sido perpetrado sobre más gente que ninguno otro", Albert Schatz, premio Nobel de Medicina por el descubrimiento de la estreptomicina.
"Más gente ha muerto en los últimos 30 años por cánceres conectados con la fluoración que militares en todas las guerras en la historia de EEUU." Dean Burk, PhD National Cancer Institute
"La fluoración es el más grande caso de fraude científico de este siglo [XX] si no de todos los tiempos", EPA scientist, Dr. Robert Carton (Downey, 2 May 99)
Isótopos
El flúor tiene un único isótopo natural, el 19F. El 18F es un isótopo artificial. Este isótopo tiene un número cuántico de espín nuclear de 1/2 y se puede emplear en espectroscopía de resonancia magnética nuclear. Se suele emplear como compuesto de referencia el triclorofluorometano, CFCl3 o el trifluoroacetico TFA.
Precauciones
El flúor y el HF deben ser manejados con gran cuidado y se debe evitar totalmente cualquier contacto con la piel o con los ojos. El HF anhidro hierve a 19 °C y es capaz de destruir un cadáver, incluyendo sus huesos, sus vapores son muy irritantes y tóxicos, sus descubridores murieron por su acción. Nunca ha de mezclarse con metales alcalinos ni con amoníaco. En presencia de SbF5, se convierte en un superácido (el HF anhidro). La capacidad de protonación es tan grande que oxida a metales como el cobre y protona al metano etc. Tanto el flúor como los iones fluoruro son altamente tóxicos. El flúor presenta un característico olor acre y es detectable en unas concentraciones tan bajas como 0,02 ppm, por debajo de los límites de exposición recomendados en el trabajo

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