ফ্লোরিন - এটা কি? ফ্লোরিনের বৈশিষ্ট্য

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2023-12-17 05:18

ফ্লোরিন হল একটি রাসায়নিক উপাদান (প্রতীক F, পারমাণবিক সংখ্যা 9), একটি অধাতু যা হ্যালোজেনের গ্রুপের অন্তর্গত। এটি সবচেয়ে সক্রিয় এবং ইলেক্ট্রোনেগেটিভ পদার্থ। স্বাভাবিক তাপমাত্রা এবং চাপে, ফ্লোরিন অণু হল একটি ফ্যাকাশে হলুদ বিষাক্ত গ্যাস যার সূত্র F₂। অন্যান্য হ্যালাইডের মতো, আণবিক ফ্লোরিন খুবই বিপজ্জনক এবং ত্বকের সংস্পর্শে মারাত্মক রাসায়নিক পোড়ার কারণ হয়।

ব্যবহার করুন

ফ্লোরিন এবং এর যৌগগুলি ফার্মাসিউটিক্যালস, কৃষি রাসায়নিক, জ্বালানী এবং লুব্রিকেন্ট এবং টেক্সটাইল উত্পাদন সহ ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড গ্লাস খোদাই করতে ব্যবহৃত হয়, যখন ফ্লোরিন প্লাজমা সেমিকন্ডাক্টর এবং অন্যান্য উপকরণ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। টুথপেস্ট এবং পানীয় জলে F আয়নগুলির কম ঘনত্ব দাঁতের ক্ষয় প্রতিরোধে সাহায্য করতে পারে, যখন কিছু কীটনাশকগুলিতে উচ্চ ঘনত্ব পাওয়া যায়। অনেক সাধারণ চেতনানাশক হাইড্রোফ্লুরোকার্বন ডেরিভেটিভস। আইসোটোপ ¹⁸F চিকিৎসা প্রাপ্তির জন্য পজিট্রনের উৎসপজিট্রন এমিশন টোমোগ্রাফি ইমেজিং, এবং ইউরেনিয়াম হেক্সাফ্লোরাইড ইউরেনিয়াম আইসোটোপ আলাদা করতে এবং পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের জন্য সমৃদ্ধ ইউরেনিয়াম তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।

আবিষ্কারের ইতিহাস

ফ্লোরিন যৌগ ধারণকারী খনিজগুলি এই রাসায়নিক উপাদানটির বিচ্ছিন্নতার বহু বছর আগে পরিচিত ছিল। উদাহরণস্বরূপ, ক্যালসিয়াম ফ্লোরাইড সমন্বিত খনিজ ফ্লুরস্পার (বা ফ্লোরাইট) 1530 সালে জর্জ এগ্রিকোলা বর্ণনা করেছিলেন। তিনি লক্ষ্য করেছেন যে এটি একটি ফ্লাক্স হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, এমন একটি পদার্থ যা একটি ধাতু বা আকরিকের গলনাঙ্ক কমাতে সাহায্য করে এবং পছন্দসই ধাতুকে বিশুদ্ধ করতে সহায়তা করে। তাই, ফ্লোরিনের ল্যাটিন নামটি এসেছে ফ্লুরে ("প্রবাহিত হওয়া") থেকে।

1670 সালে, গ্লাস ব্লোয়ার হেনরিখ শোয়ানহার্ড আবিষ্কার করেন যে অ্যাসিড দিয়ে চিকিত্সা করা ক্যালসিয়াম ফ্লোরাইডের (ফ্লুরস্পার) ক্রিয়া দ্বারা কাচ খোদাই করা হয়েছিল। কার্ল শেলি এবং পরবর্তী অনেক গবেষক, যার মধ্যে হামফ্রি ডেভি, জোসেফ-লুই গে-লুসাক, আন্টোইন ল্যাভয়েসিয়ার, লুই থেনার্ড, হাইড্রোফ্লোরিক অ্যাসিড (এইচএফ) নিয়ে পরীক্ষা করেছিলেন, যা ঘনীভূত সালফিউরিক অ্যাসিড দিয়ে ক্যাএফের চিকিত্সার মাধ্যমে সহজেই প্রাপ্ত হয়েছিল৷

শেষ পর্যন্ত, এটা স্পষ্ট হয়ে গেল যে HF-এ একটি পূর্বে অজানা উপাদান রয়েছে। যাইহোক, এর অত্যধিক প্রতিক্রিয়াশীলতার কারণে, এই পদার্থটি বহু বছর ধরে বিচ্ছিন্ন করা যায়নি। যৌগগুলি থেকে পৃথক করা কেবল কঠিন নয়, তবে এটি অবিলম্বে তাদের অন্যান্য উপাদানগুলির সাথে প্রতিক্রিয়া করে। হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড থেকে মৌলিক ফ্লোরিনের বিচ্ছিন্নতা অত্যন্ত বিপজ্জনক, এবং প্রাথমিক প্রচেষ্টা বেশ কয়েকজন বিজ্ঞানীকে অন্ধ করে এবং হত্যা করেছিল। এই লোকেরা "শহীদ" হিসাবে পরিচিত হয়ে ওঠেফ্লোরিন।"

আবিষ্কার এবং উৎপাদন

অবশেষে, 1886 সালে, ফরাসি রসায়নবিদ হেনরি মোইসান গলিত পটাসিয়াম ফ্লোরাইড এবং হাইড্রোফ্লোরিক অ্যাসিডের মিশ্রণের ইলেক্ট্রোলাইসিস দ্বারা ফ্লোরিনকে বিচ্ছিন্ন করতে সক্ষম হন। এর জন্য তিনি 1906 সালে রসায়নে নোবেল পুরস্কার লাভ করেন। তার ইলেক্ট্রোলাইটিক পদ্ধতি আজও এই রাসায়নিক উপাদানের শিল্প উত্পাদনের জন্য ব্যবহার করা অব্যাহত রয়েছে৷

প্রথম বড় আকারের ফ্লোরিন উৎপাদন শুরু হয় দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময়। ম্যানহাটন প্রকল্পের অংশ হিসাবে একটি পারমাণবিক বোমা তৈরির একটি পর্যায়ের জন্য এটি প্রয়োজনীয় ছিল। ফ্লোরিন ইউরেনিয়াম হেক্সাফ্লোরাইড (UF₆) তৈরি করতে ব্যবহার করা হয়েছিল, যার ফলে দুটি আইসোটোপ ²³⁵U এবংএকে অপরের থেকে আলাদা করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। 238^{U. আজ, পারমাণবিক শক্তির জন্য সমৃদ্ধ ইউরেনিয়াম তৈরি করতে গ্যাসীয় UF}6 _{প্রয়োজন।}

ফ্লোরিনের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য

পর্যায় সারণীতে, উপাদানটি গ্রুপ 17 (আগের গ্রুপ 7A) এর শীর্ষে রয়েছে, যাকে হ্যালোজেন বলা হয়। অন্যান্য হ্যালোজেনের মধ্যে রয়েছে ক্লোরিন, ব্রোমিন, আয়োডিন এবং অ্যাস্টাটাইন। উপরন্তু, F হল অক্সিজেন এবং নিয়নের মধ্যে দ্বিতীয় পর্যায়।

বিশুদ্ধ ফ্লোরিন হল একটি ক্ষয়কারী গ্যাস (রাসায়নিক সূত্র F₂) একটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত তীব্র গন্ধ যা প্রতি লিটার আয়তনে 20 nl ঘনত্বে পাওয়া যায়। সমস্ত উপাদানের মধ্যে সর্বাধিক প্রতিক্রিয়াশীল এবং বৈদ্যুতিন ঋণাত্মক হিসাবে, এটি তাদের বেশিরভাগের সাথে সহজেই যৌগ গঠন করে। ফ্লোরিন মৌলিক আকারে বিদ্যমান থাকার জন্য খুব প্রতিক্রিয়াশীল এবং এরকম রয়েছেসিলিকন সহ বেশিরভাগ উপকরণের সাথে সখ্যতা যে এটি কাচের পাত্রে প্রস্তুত বা সংরক্ষণ করা যায় না। আর্দ্র বাতাসে, এটি পানির সাথে বিক্রিয়া করে সমান বিপজ্জনক হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড তৈরি করে।

ফ্লোরিন, হাইড্রোজেনের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, এমনকি নিম্ন তাপমাত্রা এবং অন্ধকারেও বিস্ফোরিত হয়। এটি জলের সাথে হিংস্রভাবে বিক্রিয়া করে হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড এবং অক্সিজেন গ্যাস তৈরি করে। সূক্ষ্মভাবে বিচ্ছুরিত ধাতু এবং চশমা সহ বিভিন্ন উপকরণ, বায়বীয় ফ্লোরিনের একটি জেটে উজ্জ্বল শিখায় জ্বলে। এছাড়াও, এই রাসায়নিক উপাদানটি ক্রিপ্টন, জেনন এবং রেডন গ্যাসের সাথে যৌগ গঠন করে। যাইহোক, এটি নাইট্রোজেন এবং অক্সিজেনের সাথে সরাসরি বিক্রিয়া করে না।

ফ্লোরিনের চরম ক্রিয়াকলাপ সত্ত্বেও, এর নিরাপদ হ্যান্ডলিং এবং পরিবহনের পদ্ধতিগুলি এখন উপলব্ধ হয়েছে৷ উপাদানটি ইস্পাত বা মোনেল (নিকেল সমৃদ্ধ খাদ) পাত্রে সংরক্ষণ করা যেতে পারে, কারণ এই উপাদানগুলির পৃষ্ঠে ফ্লোরাইড তৈরি হয়, যা পরবর্তী প্রতিক্রিয়া প্রতিরোধ করে।

ফ্লোরাইড হল এমন পদার্থ যেখানে ফ্লোরিন কিছু ধনাত্মক চার্জযুক্ত উপাদানের সংমিশ্রণে নেতিবাচক চার্জযুক্ত আয়ন (F^-) হিসাবে উপস্থিত থাকে। ধাতু সহ ফ্লোরিন যৌগগুলি সবচেয়ে স্থিতিশীল লবণের মধ্যে রয়েছে। পানিতে দ্রবীভূত হলে এগুলি আয়নে বিভক্ত হয়। ফ্লোরিনের অন্যান্য রূপগুলি হল কমপ্লেক্স, উদাহরণস্বরূপ, [FeF₄^-, এবং H_2F+।

আইসোটোপ

¹⁴F থেকে ³¹F পর্যন্ত এই হ্যালোজেনের অনেক আইসোটোপ রয়েছে। কিন্তু ফ্লোরিনের আইসোটোপিক সংমিশ্রণে তাদের মধ্যে শুধুমাত্র একটি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে,¹⁹F, যেটিতে 10টি নিউট্রন রয়েছে, কারণ এটিই একমাত্র স্থিতিশীল। তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ ¹⁸F পজিট্রনের একটি মূল্যবান উৎস।

জৈবিক প্রভাব

শরীরে ফ্লোরিন প্রধানত আয়ন আকারে হাড় ও দাঁতে পাওয়া যায়। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ন্যাশনাল একাডেমি অফ সায়েন্সেসের ন্যাশনাল রিসার্চ কাউন্সিলের মতে প্রতি মিলিয়ন প্রতি এক অংশের কম ঘনত্বে পানীয় জলের ফ্লুরাইডেশন উল্লেখযোগ্যভাবে ক্যারিসের প্রকোপ কমায়। অন্যদিকে, ফ্লোরাইডের অত্যধিক সঞ্চয় ফ্লুরোসিস হতে পারে, যা ছিদ্রযুক্ত দাঁতে নিজেকে প্রকাশ করে। এই প্রভাবটি সাধারণত এমন এলাকায় পরিলক্ষিত হয় যেখানে পানীয় জলে এই রাসায়নিক উপাদানটির পরিমাণ 10 পিপিএম এর ঘনত্ব অতিক্রম করে৷

এলিমেন্টাল ফ্লোরিন এবং ফ্লোরাইড লবণ বিষাক্ত এবং অত্যন্ত যত্ন সহকারে পরিচালনা করা উচিত। ত্বক বা চোখের সাথে যোগাযোগ সাবধানে এড়ানো উচিত। ত্বকের সাথে প্রতিক্রিয়া হাইড্রোফ্লোরিক অ্যাসিড তৈরি করে, যা দ্রুত টিস্যুতে প্রবেশ করে এবং হাড়ের ক্যালসিয়ামের সাথে বিক্রিয়া করে, স্থায়ীভাবে তাদের ক্ষতি করে৷

পরিবেশগত ফ্লোরিন

মিনারেল ফ্লোরাইটের বার্ষিক বিশ্ব উৎপাদন প্রায় ৪ মিলিয়ন টন, এবং অন্বেষণকৃত আমানতের মোট ক্ষমতা ১২০ মিলিয়ন টনের মধ্যে। এই খনিজটির প্রধান খনির এলাকা হল মেক্সিকো, চীন এবং পশ্চিম ইউরোপ।

ফ্লোরিন প্রাকৃতিকভাবে পৃথিবীর ভূত্বকের মধ্যে পাওয়া যায়, যেখানে এটি পাথর, কয়লা এবং কাদামাটিতে পাওয়া যায়। মাটির বায়ু ক্ষয় দ্বারা ফ্লোরাইড বাতাসে নির্গত হয়। ফ্লোরিন হল পৃথিবীর ভূত্বকের মধ্যে 13তম প্রচুর পরিমাণে রাসায়নিক উপাদান - এর বিষয়বস্তু950 পিপিএম সমান। মাটিতে, এর গড় ঘনত্ব প্রায় 330 পিপিএম। শিল্প দহন প্রক্রিয়ার ফলে হাইড্রোজেন ফ্লোরাইড বাতাসে নির্গত হতে পারে। বাতাসে থাকা ফ্লোরাইডগুলি মাটিতে বা জলে পড়ে। যখন ফ্লোরিন খুব ছোট কণার সাথে বন্ধন করে, তখন এটি দীর্ঘ সময়ের জন্য বাতাসে থাকতে পারে।

বায়ুমন্ডলে, এই রাসায়নিক উপাদানের 0.6 বিলিয়ন ভাগ লবণ কুয়াশা এবং জৈব ক্লোরিন যৌগ আকারে উপস্থিত রয়েছে। শহরাঞ্চলে, ঘনত্ব প্রতি বিলিয়ন 50 অংশে পৌঁছেছে।

সংযোগ

ফ্লোরিন একটি রাসায়নিক উপাদান যা বিস্তৃত জৈব এবং অজৈব যৌগ গঠন করে। রসায়নবিদরা এটি দিয়ে হাইড্রোজেন পরমাণু প্রতিস্থাপন করতে পারেন, যার ফলে অনেক নতুন পদার্থ তৈরি হয়। উচ্চ প্রতিক্রিয়াশীল হ্যালোজেন মহৎ গ্যাসের সাথে যৌগ গঠন করে। 1962 সালে, নীল বার্টলেট জেনন হেক্সাফ্লুরোপ্ল্যাটিনেট (XePtF6) সংশ্লেষিত করেছিলেন। ক্রিপ্টন এবং রেডন ফ্লোরাইডও পাওয়া গেছে। আরেকটি যৌগ হল আর্গন ফ্লুরোহাইড্রাইড, যা শুধুমাত্র অত্যন্ত নিম্ন তাপমাত্রায় স্থিতিশীল।

শিল্প অ্যাপ্লিকেশন

তার পারমাণবিক এবং আণবিক অবস্থায়, ফ্লোরিন সেমিকন্ডাক্টর, ফ্ল্যাট প্যানেল ডিসপ্লে এবং মাইক্রোইলেক্ট্রোমেকানিকাল সিস্টেমের উৎপাদনে প্লাজমা এচিং এর জন্য ব্যবহৃত হয়। হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড ল্যাম্প এবং অন্যান্য পণ্যগুলিতে কাচ খোদাই করতে ব্যবহৃত হয়৷

এর কিছু যৌগের সাথে, ফ্লোরিন হল ফার্মাসিউটিক্যালস, কৃষি রাসায়নিক, জ্বালানী এবং লুব্রিকেন্ট উৎপাদনের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদানউপকরণ এবং টেক্সটাইল। হ্যালোজেনেটেড অ্যালকেনস (হ্যালন) তৈরির জন্য রাসায়নিক উপাদানের প্রয়োজন হয়, যা ঘুরে, এয়ার কন্ডিশনার এবং রেফ্রিজারেশন সিস্টেমে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হত। পরবর্তীতে, ক্লোরোফ্লুরোকার্বনগুলির এই ধরনের ব্যবহার নিষিদ্ধ করা হয়েছিল কারণ তারা উপরের বায়ুমণ্ডলে ওজোন স্তরকে ধ্বংস করতে ভূমিকা রাখে৷

সালফার হেক্সাফ্লোরাইড একটি অত্যন্ত নিষ্ক্রিয়, অ-বিষাক্ত গ্যাস যা গ্রিনহাউস গ্যাস হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ। ফ্লোরিন ছাড়া টেফলনের মতো কম ঘর্ষণ প্লাস্টিক উৎপাদন সম্ভব নয়। অনেক চেতনানাশক (যেমন সেভোফ্লুরেন, ডেসফ্লুরেন এবং আইসোফ্লুরেন) হল সিএফসি ডেরিভেটিভস। সোডিয়াম হেক্সাফ্লুরোঅ্যালুমিনেট (ক্রিওলাইট) অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইসিসে ব্যবহৃত হয়।

NaF সহ ফ্লোরাইড যৌগগুলি দাঁতের ক্ষয় রোধ করতে টুথপেস্টে ব্যবহৃত হয়। জলের ফ্লুরাইডেশন প্রদানের জন্য পৌরসভার জল সরবরাহে এই পদার্থগুলি যোগ করা হয়, তবে মানব স্বাস্থ্যের উপর প্রভাবের কারণে অনুশীলনটি বিতর্কিত বলে বিবেচিত হয়। উচ্চ ঘনত্বে, NaF একটি কীটনাশক হিসাবে ব্যবহৃত হয়, বিশেষ করে তেলাপোকা নিয়ন্ত্রণের জন্য।

অতীতে, ফ্লোরাইড ব্যবহার করা হত ধাতু এবং আকরিকের গলনাঙ্ক কমাতে এবং তাদের তরলতা বাড়াতে। ফ্লোরিন ইউরেনিয়াম হেক্সাফ্লোরাইড উৎপাদনে একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান, যা এর আইসোটোপগুলিকে আলাদা করতে ব্যবহৃত হয়। ¹⁸F, 110 মিনিটের অর্ধ-জীবনের একটি তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ, পজিট্রন নির্গত করে এবং প্রায়শই চিকিৎসা পজিট্রন নির্গমন টমোগ্রাফিতে ব্যবহৃত হয়।

ফ্লোরিনের শারীরিক বৈশিষ্ট্য

মৌলিক বৈশিষ্ট্যরাসায়নিক উপাদান নিম্নরূপ:

• পারমাণবিক ভর ১৮.৯৯৮৪০৩২ গ্রাম/মোল।
• ইলেক্ট্রনিক কনফিগারেশন 1s²2s²2p⁵_।
• জারণ অবস্থা -1.
• ঘনত্ব 1.7 g/L.
• গলনাঙ্ক 53.53 K.
• স্ফুটনাঙ্ক ৮৫.০৩ K.
• তাপ ক্ষমতা 31.34 J/(K mol)।