От водорода до …?

В чудесной книге академика Александра Евгеньевича Ферсмана в заключении раздела «Фтор — всесъедающий» сказано следующее: «Фтор, еще очень мало изученный химический элемент природы со своеобразными свойствами его сложных соединений, и трудно нам сейчас предугадать, как широко его будут применять в народном хозяйстве и какова его судьба в технике будущего».

За последние годы с помощью фтора получен ряд новых веществ с очень ценными свойствами: нестареющие смазочные материалы, активные инсектофунгисиды^[12], светоустойчивые красители, эффективные катализаторы, незаменимые диэлектрики — вот начало длинного списка технических товаров, спрос на которые растет с каждым днем. Бытовой прибор — домашний холодильник имеет в качестве рабочей жидкости, охлаждающей внутренний объем, фтористое соединение. Это химическое вещество дифтордихлорметан в холодильной технике именуют «фреоном». Испаряясь в специальных трубках, расположенных в верхней части холодильного шкафа, фреон отнимает тепло из окружающего пространства.

Не менее ценными свойствами обладают новые пластмассы, в состав которых входит фтор. Некоторые из них выдерживают нагревание до 500 °C без потери свойств. Эти материалы идут на изоляцию проводов в электромоторах, работающих при высоких температурах.

Соединения, объединяемые общим названием фтороуглероды, вошли в словарь в конце пятого десятилетия нашего века. Этих веществ нет в природе. В полном смысле слова эти вещества — детище химии. Фтороуглероды не горят, не подвергаются коррозии, не гниют и не распадаются, не смачиваются маслами и водой. На них не действует азотная кислота и «царская водка». К ним даже не пристает … хлебное тесто. Формы для хлеба и макарон можно не смазывать жиром, а покрывать пленкой фтороуглерода. Одни из этих соединений — жидкости, другие — твердые вещества. Тефлоны или фторопласты с полным правом называют «органической платиной» за стойкость. Попробуем перечислить области применения фтороуглеродов: охлаждающие жидкости моторов, пропитка тканей, «вечные» смазочные масла, которые не нужно менять, фторкаучуки бессрочной службы, электрическая изоляция, добавки к ваннам для электролиза…

Рождена новая наука — химия фтороуглеродов, породившая и защиту от всеразрушающего фтора, материалы, содержащие тоже фтор — фторопласты.

Автор научно-фантастической повести «За великую трассу» Н. Гомолко приписал своим героям удивительную «прозорливость»: «применим фтор, сенатор, — говорит один из них, — еще никто не смог его использовать; он ядовит и вступает в реакцию почти со всеми известными элементами. А мы его усмирим, заставим работать на нас». Действительно, фтор очень ядовит, но возможность применения фтора и некоторых его соединений в качестве окислителей давно обсуждалась людьми, далекими от фантазии о будущем. Фирма «Норт Амэрикен» разработала проект ЖРД (жидкостный реактивный двигатель) на жидком водороде и жидком фторе. Жидкий фтор обеспечивает воспламенение почти любого материала, в том числе порошков металлов, а трифторид хлора воспламеняет стеклянную вату, известную своей огнестойкостью. Вода при смешении с трифторидом хлора взрывается. В отличие от фтора, сжижающегося лишь при температуре минус 188 °C, трифторид хлора представляет собой жидкость с температурой кипения +11 °C.

Но как окислитель в ракетных системах фтор обнаруживает и много недостатков: требует сверхстойких материалов, ибо создает очень высокие температуры горения, а продукты горения — ядовиты.

Водный раствор соединения фтора с водородом — фтористоводородная (плавиковая) кислота способна растворять большинство металлов и даже стекло. Такую кислоту можно хранить только в сосудах, покрытых изнутри парафином. В настоящее время на смену парафину пришли полимерные материалы. Плавиковую кислоту стали хранить и перевозить в таре из полиэтилена. Способность плавиковой кислоты растворять стекло используется для практических целей. С помощью плавиковой кислоты вытравливают на стекле надписи, рисунки.

Главным материалом, из которого получают фтор, а затем и его соединения, является плавиковый шпат. Большие количества плавикового шпата находятся в США, а также в СССР.

В свободном состоянии фтор был получен 26 июня 1886 г. французским химиком Муассаном. Это зеленовато-желтый газ, немного тяжелее воздуха, с характерным запахом и необыкновенной химической активностью. За исключением инертных газов, фтор образует соединения со всеми другими элементами. Даже платина, нагретая до 500 °C, сгорает во фторе. С водородом фтор реагирует со взрывом при температуре … –252 °C. Горячая вода в направленной на ее поверхность струе фтора загорается и сгорает бледно-фиолетовым пламенем с образованием фтористого водорода и … кислорода! Это, пожалуй, единственный случай, когда кислород является не причиной, а следствием горения.

Новый среди старых

10. Неон — Neon (Ne)