Continuamos hoy nuestro recorrido por la tabla periódica de Conoce tus elementos, en la que descubrimos el origen, peculiaridades y utilidades de cada elemento químico. Hoy nos dedicaremos al flúor. Si te aburre la química y piensas que el flúor no tiene mucho interés, sigue leyendo, porque te aseguro que no hay nada más lejos de la realidad.
En la entrada anterior hablamos acerca del oxígeno, e hicimos énfasis en que era un oxidante fortísimo. De hecho, sólo hay un elemento químico más electronegativo que el oxígeno; el elemento más reactivo de todos, el más electronegativo de todos, y uno de los más peligrosos – el flúor. ¡Ojito con el flúor!
El flúor es el elemento de número atómico 9. Esto quiere decir, por supuesto, que su núcleo tiene 9 protones (recuerda que ese número es el que identifica a un elemento – cualquier cosa con 9 protones en el núcleo es flúor) y, salvo que se encuentre ionizado, tiene 9 electrones alrededor del núcleo. Espero que recuerdes de anteriores entradas de la serie que la primera capa electrónica puede contener dos electrones, y la segunda capa puede contener ocho: de modo que el flúor tiene la primera capa completa, y 7 electrones en la segunda capa. ¡Sólo le falta uno para estar completa!
Ahí está la clave de la cuestión: el flúor sólo necesita un electrón más para ser estable (el oxígeno necesitaba dos), y es un átomo tan pequeño que sus electrones están muy unidos al núcleo, pues están muy cerca de los protones. Estas dos características atómicas hacen que el flúor tenga auténtica “hambre de electrones”. Como decimos, no hay otro elemento tan reactivo y tan ávido de electrones como él. ¡Incluso reacciona con los gases nobles, que no reaccionan con nadie!
Por esta razón, el flúor no fue identificado como un elemento químico hasta hace muy poco tiempo: es tan reactivo que enseguida forma compuestos con casi cualquier cosa que se ponga por delante, en casi cualquier situación.
El primero en iniciar el camino hacia el descubrimiento del flúor fue el alemán Georgius Agricola (llamado “el padre de la mineralogía”), que hacia 1530 estudió detalladamente una roca llamada fluorita. Hoy sabemos que la fluorita es fluoruro de calcio, CaF2. Agricola observó que esta roca se fundía muy fácilmente (de hecho, su nombre proviene del latín fluere, “fluir”, porque puede hacerse fluir al calentarla), y describió su utilidad como fundente, es decir, como sustancia utilizada para fundir metales o minerales juntos.
Fluorita. Foto de Ryan Bushby, Creative Commons Attribution 2.5.
Pero aún faltarían siglos hasta que los químicos lograran extraer los secretos de la fluorita: muchos de ellos estaban muy interesados, no en la roca en sí, sino en un ácido obtenido de ella, el ácido fluorhídrico. Scheele, Humphry Davy, Gay-Lussac, Lavoisier, Thenard… casi todos los grandes de la química de los siglos posteriores a Agricola experimentaron con el fluorhídrico, pero ninguno de ellos fue consciente del corrosivo elemento que había en él.
Desde luego, los químicos no eran tontos: pronto se dieron cuenta de que ese ácido contenía un elemento no descubierto hasta entonces, y en ese momento redoblaron sus esfuerzos para aislarlo…y muchos murieron.
Sí, murieron: como hemos dicho, el flúor es el oxidante más fuerte que existe y, como consecuencia, es extraordinariamente corrosivo. Es tan reactivo que es difícil de imaginar: si sueltas gotas de agua en un chorro de flúor gaseoso, ¡el agua “arde” con una llama brillante! Muchos químicos intentaron aislar el elemento a partir del ácido fluorhídrico, y la mayor parte de ellos sufrieron terribles heridas o murieron. Estos químicos reciben el nombre colectivo de “mártires del flúor”.
Después de unos 74 años de químicos que habían quedado quemados, ciegos o muertos por este letal elemento, el francés Ferdinand Frederick Henri Moissan consiguió aislarlo y no perecer en el intento (aunque murió de apendicitis cuando sólo tenía 54 años). Moissan fue galardonado con el Premio Nobel de Química en 1906 por su hazaña.
Por cierto, su sistema es fundamentalmente el mismo que se usa hoy en día para obtener flúor: la electrólisis del fluoruro de hidrógeno. La clave de su éxito es que Moissan enfriaba el recipiente (que, para empezar, era de platino, un metal muy poco reactivo) a 50 grados bajo cero. Como sabes, cuanto menor es la temperatura más lentamente se producen las reacciones químicas.
Hoy en día, cuando se produce flúor elemental, hace falta contenerlo en una atmósfera inerte, y con materiales pasivizados – y, aún así, no se mantiene puro mucho tiempo. En general, es mejor producirlo poco tiempo antes de utilizarlo. Y, desde luego, manternerse bien lejos de él – repetimos, ¡ojito con el flúor!
En cualquier caso, ¿cómo es el flúor puro, cuando conseguimos verlo? Es un gas diatómico, F2, de color marrón amarillento:
Desde luego, si te encuentras en una habitación en la que hay flúor gaseoso concentrado, estás muerto: prácticamente cualquier materia orgánica en un gas de flúor se oxida a una velocidad gigantesca, desprendiendo muchísimo calor. Basicamente, prenderías como una antorcha – incluso el agua de tu cuerpo se “quemaría” a gran velocidad con el flúor.
Pero es que no sólo el elemento puro es peligroso: el ácido fluorhídrico es una substancia letal. Como muchos otros ácidos, produce quemaduras sobre la piel, pero es que el fluorhídrico tiene características aún más insidiosas: para empezar, si la concentración no es demasiado grande, los efectos no se notan hasta pasado cierto tiempo (hasta 24 horas), con lo que puedes ni darte cuenta de que te está quemando.
Además, las quemaduras de ácido fluorhídrico son particularmente profundas, porque es capaz de atravesar capas de tejido lípido mucho más eficazmente que otros (como el sulfúrico). La exposición del 2.5% de la piel de una persona al ácido fluorhídrico es suficiente para matarla.
De modo que, si te estabas preguntando cosas como ¿por qué nuestro cuerpo usa el oxígeno como oxidante si el flúor es mejor oxidante?, ya sabes la respuesta. El flúor puro, cuanto más lejos, mejor, lo mismo que el ácido fluorhídrico.
Pero, ¿y la pasta de dientes? ¿No deberíamos estar todos muertos?, puedes estar preguntándote. La pasta de dientes no contiene flúor elemental: contiene una sal de flúor, normalmente fluoruro sódico. La cuestión está en que ahí, el flúor ya ha conseguido el electrón que necesita, del sodio, de modo que no tiene razones para reaccionar con nada más, y no es peligroso. De hecho, el fluoruro de sodio ayuda a formar fluoroapatita en los dientes, un constituyente del esmalte dental – por eso está en la pasta de dientes.
¿Para qué se usa el flúor entonces? Pues, para empezar, justo para lo que es mejor que cualquier otra cosa: para corroer casi cualquier material. Se usa, por ejemplo, para grabar semiconductores con enorme precisión, y también para grabar sobre cristal.
También se utiliza flúor puro para producir compuestos que contienen este elemento, como uno muy útil por lo resbaladizo que es (aunque hay alguna preocupación por su salubridad): el politetrafluoroetileno, que conocemos con su nombre comercial de Teflón, y que usamos en las sartenes.
Como reacciona con casi todo, hay una miríada de compuestos del flúor (ya hemos hablado del fluoruro de sodio), y muchos de ellos son útiles. Los fluoroclorohidrocarburos se usan en los sistemas de refrigeración, el hexafluoroaluminato de sodio (criolita) se usa en la electrólisis del aluminio, el propio fluoruro de sodio en grandes concentraciones se utiliza como insecticida…
De hecho, hace meses ya hablamos de un compuesto del flúor que es muy útil justo por tener la propiedad contraria al flúor: el hexafluoruro de azufre, SF6, un gas muy inerte que además tiene la peculiaridad de que es transparente y muy denso. Puedes ver un video interesante sobre el hexafluoruro de azufre en el artículo al que me refiero.
De manera que el flúor, lejos de ser “lo que hay en la pasta de dientes”, es uno de los elementos más fascinantes que conocemos. Y uno de los más peligrosos – justo al contrario que el siguiente de la serie, el elemento de 10 protones: el neón.
El texto de Conoce tus elementos – El flúor , por Pedro Gómez-Esteban, salvo donde se mencione explícitamente, está publicado bajo Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 2.5 Spain License.
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{ 21 } Comentarios
Hola Pedro, fantástico artículo. Es la primera vez que comento en El Tamiz y quería dar una referencia al tema del dolor en exposiciones a ácido fluorhídrico.
El enlace es: http://www.atsdr.cdc.gov/MHMI/mmg11.html
Y puede leerse:
“Acid concentrations of more than 50% (including anhydrous hydrogen fluoride) cause immediate severe, throbbing pain and a whitish discoloration of the skin, which usually forms blisters. Hydrogen fluoride solutions from 20% to 50% may produce pain and swelling, which may be delayed up to 8 hours. Hydrogen fluoride solutions of less than 20% cause almost no immediate pain on contact but may cause delayed serious injury 12 to 24 hours later”.
Como ves depende de la concentración del ácido habrá dolor inmediato o retardado.
Un saludo
¡Gracias mil, Kanijo! Acabo de actualizar el artículo para incluir la información sobre la concentración (de forma cualitativa). No sabes la alegría que me da ver que nos lees
Excelente como siempre. Y muy adecuada la aclaración sobre la pasta de dientes.
A menudo he escuchado que en países como Gran Bretaña o Estados Unidos (y probablemente algunas comunidades autónomas españolas) se usa fluor (en cantidades muy muy ínfimas) para -ejem!!- “limpiar” y “purificar” el agua en las redes de agua potable para consumo humano. Siendo tan reactivo el flúor… ¿no sería un contrasentido introducirlo puro en el agua potable? Formaría rápidamente un compuesto; a no ser que sea precisamente eso lo que se pretenda. Que ocurra como en la pasta de dientes, en las que la publicidad habla de “contiene flúor” pero en el fondo sea floruro sódico, y no en su forma pura.
Javier,
Efectivamente, lo que se añade al agua no es flúor elemental, suele ser hexafluorosilicato sódico o ácido hexafluorosilícico. Y no está demasiado claro que sea beneficioso, hay polémica al respecto.
http://en.wikipedia.org/wiki/Water_fluoridation
ni hablar , excelente articulo. Cabe anotar el asunto de los CFC en el problema del efecto invernadero, si nos cuentas algo sobre esto Pedro.
Normalmente, los ácidos (si no estan muy concentrados o te cae mucha cantidad) no los notas al instante.
La intensidad del dolor producido por ácido tarda más en llegar al sistema nervioso (por cuestion de funcionamiento) que el daño térmico o mecánico, i por otra parte la señal de éstos receptores es menos potente que la de los otros dos.
Por eso cuando te rocias con poca cantidad de ácido no notas hasta el cabo de un rato que te ha pasado (de hecho solo notas un escozor, y si no te da por mirarte no ves que se te esta empezando a hacer un agujero, lo digo por experiencia propia).
En cambio, cuando se encuentra muy concentrado provoca daño a los tejidos directamente y te destruye los nervios (y estos dos fenomenos si que son interpretados como dolor por el sistema nervioso).
Además, este ácido tiene el añadido que el átomo de flúor de por sí puede provocar daños mucho mas graves por su poder oxidativo como ya nos ha explicado Pedro.
P.S: Como puedes ver soy nuevo, pero me encanta este sitio, ojala sigas así por mucho tiempo.
Nikolai,
Llegará, pero tenemos tantas series abiertas que tendrá que esperar
Luis,
Menudos dos comentarios (el de los pulmones y el agua y éste) has dejado para presentarte. ¡Qué fichaje! Gracias por ambos, y espero que te siga gustando lo que lees. Ah, ¡y corre la voz!
hola!
sólo quiero comentar que este sitio web, es muy interesante y de gran ayuda; aconsejaria que cada día vaya transformando sus ideas y además no deje de ser tan informativo.
además es divertido, en serio ehhhhhhhhh.
GRACIAS
Esta vez no veo ningún enlace que actualizar, es simplemente que podría quedar bien un vídeo del estilo del que pusiste para el Litio
Casi que mejor ignoras lo del vídeo, porque llevo un rato buscando siquiera una imagen que no sea una piedra o la que has puesto y no hay manera… Lo único mínimamente interesante es esto: http://es.youtube.com/watch?v=dzuU9U_4irs Que no tiene nada que ver con lo que buscaba xD
Hola amigos interesante alguien conoce como eliminar el agua del fluor con que elementos y/o procesos?? de ante mano gracias
Visiten http://www.radiobabylon.cl.tc
Hola!
Justo he acabado de leerme todos los artículos sobre elementos que llevais publicados y tengo que decir que me han encantado.
Siempre me preguntaré por qué todos los profesores de química que he tenido han sido patéticos; cuando era pequeño estudiando sodio-> Na; en bachillerato memorizando números de oxidación sin que el profesor nos explicara bien la relación que tienen con la reactividad, etc.
Posiblemente el efecto rebote que cogí hizo que empezara a leer manuales de química y blogs como éste y… este año empiezo ingeniería química.
Así que nada, felicidades por acercar la química a la gente de a pie que le ha tocado la mala suerte de no poderla entender nunca.
Un saludo y seguid con la serie que no puedo aguantar más!
no puedo encontrar las caracteristicas del neon y flour tambien helio por fa si alguien sabe en que pagina lo puedo encontrar o si ya entraron en una por fa denme la pagina
@ frida,
http://es.wikipedia.org
bueno es muy importante, la quimica tiene que ver con muchas cosas de las cuales todos debemos saber; los jovenes mas que todo solo les digo conoscan cada dia mas la quimica y veran que tiene muchas cosas buenas gracias…
que reacciones produce en un horno rotativo de producciòn de cemento (clinker).y a que temperatura deberia trabajar o que cantidad de combustible deberiamos inyectar ,ejemplo 3000 litros de fuel oil /50 toneladas estamos con 0,02%de flourita
Buah! No me puedo creer que existiera esta web desde hace tanto tiempo y yo sin conocerla. Amena, entretenida, interesante, … los artículos de la tabla periódica me están enganchando como si fuera un culebrón. ¡Enhorabuena!
Creo que ubiera sido interesante que introdujeras en el articulo la manera en que el acido fluoridrico interfiere en la reaccion del usanio y separar sus isotopos y formas las bombas nucleares.
EN todo caso en casi todos los paises europeos se detubo la fluoracion del agua por considerarla un peligro para la salud, asi tambien se estan retirando productos que contienen fluoruro sodico, ay preocupacion por el daño interno de los dientes los huesos el sistema nervioso y el cerebro causando alteraciones de la conducta a largo plazo. esop Seria interesante conocer la consecuencia del uso en las personas de este compuesto tan utilizado hoy en dia principalmente en paises del” tercer mundo”, por que se esta añadiendo a la leche de los bebes, cereales, las gaseosas el agua potable etc , se añade a tantos elementos de consumo humano que es imposible de calcular la exposición total de una persona, en mi país hay concentraciones de este elemento de entre 4 y 8 ppm en bebidas gaseosas, y al mismo tiempo Europa esta en guerra contra este elemento el fluoruro sodico. plop!……………………………………………………………………………..
mmm asi suele pasar.
Genial los comentarios. Hace un tiempo vengo buscando una pasta de dientes que no contenga flúor en mi pais. Hay una empresa que por consejo mio la trajo pero no se vende en ningún lugar al público, me dijeron que el Ministerio de Salud Pública no lo permite. Las aguas de mesa también lo contienen. Acá no fluoraron el agua corriente pero si la sal de mesa, asi que si querés cocinar sin agregado de Fl tenés que conseguir sal marina. En definitiva es todo comercio de los laboratorios como siempre. Yo aconsejo lavarse los dientes sin pasta, en definitiva lo que importa es un buen cepillo y hacer correctamente el barrido de la placa dental para que no se formen las bacterias anaerobias contra dientes o encias, estas son las responsables del inicio de las caries y las enfermedades paradenciales. Sigan trabajando en esto que es muy pero muy importante para la salud.
Según he entendido, el Flúor es muy reactivo, pero cuando ha conseguido un electrón y completar su última capa, se vuelve más “inofensivo”. Pero entonces, no termino de comprender porqué el HF es tan reactivo, si tanto el Hidrógeno (que cede un electrón) como el Flúor (que capta un electrón y completa su última capa) están estabilizados.
Es sólo curiosidad, si alguien me resuelve la duda lo agradeceré.
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