miércoles, 11 de julio de 2012

Primera evidencia directa de que el flúor elemental se da en la naturaleza

El flúor es el elemento químico más reactivo. Es por esto que no se encuentra en la naturaleza en su forma elemental, sino solo en compuestos, como la fluorita, o al menos esto es lo aceptado en la doctrina científica desde entonces. Una fluorita especial, la fluorita fétida o antozonita, ha sido objeto de muchas discusiones durante unos 200 años. Este mineral emite un intenso olor cuando es aplastado. Ahora, por primera vez, los científicos del TUM y LMU han identificado con éxito el fluor natural en esta fluorita.

El flúor es el más reactivo de todos los elementos químicos y requiere de una extremadamente cuidadosa manipulación. Es tan agresivo que los instrumentos de vidrio no pueden resistirlo e incluso los ladrillos arden cuando se exponen al gas de flúor. A pesar de todo, el flúor tiene numerosas aplicaciones industriales incluyendo prevención de la corrosión o barreras de difusión de tanques de combustibles, y se usa para la producción de hexafloruro de azufre, que sirve como material aislante en interruptores de alto voltaje.

Debido a sus propiedades extremas, hasta ahora los químicos estaban convencidos de que el flúor no podría darse en la naturaleza en su forma elemental, sino como ión de flúor, por ejemplo en minerales como la fluorita(CaF2). Una cierta variedad del mismo, conocida como fluorita fétida o antozonita de la mina María en Alemania ha sido objeto de controversia de hace algo más de 200 años. Cuando se aplasta, emite un desagradable y pestilente olor.



Un número de eminentes químicos, como Friedrich Woehler (1800-1882) y Justus von Liebig (1803-1873), propusieron varias sustancias para explicar su hedor. Con los años, los científicos llevaron a cabo pruebas olfativas, análisis químicos y complejos estudios de masa espectrométrica, llegando a conclusiones muy diferentes. Próximas al flúor, sustancias como el ozono, compuestos de fósforo, azufre, selenio, cloro, ácido hipocloroso e hidrofluorocarbono fueron los responsables de ese olor. were made responsible for the smell. Hasta ahora se carecía de una evidencia directa de que este flúor tiene inclusiones de fluorina y que el gas no se formaba durante el aplastamiento.

Ahora, por fin, un grupo de científicos ha conseguido obtener con éxito pruebas directas de la presencia de antozonita en el flúor, más allá de toda duda. Usando espectroscopía 19F-NMR, han sido capaces de identificar el flúor in-situ, no destructivamente en su entorno natural, y por zanjando por tanto la larga discusión sobre el olor.

No es sorprendente que los químicos dudaran de la existencia del flúor en la fluorita fétida. el hecho de que el flúor y el calcio, los cuales normalmente reaccionan entre sí al mismo tiempo, se encontraran aquí juntos es de hecho complicado de creer. Sin embargo, en el caso de la antozonita hay condiciones muy especiales: el flúor se genera mediante minúsculas inclusioens de uranio en el mineral, el cual emite constantemente radiación ionizante y por tanto, divide la fluorita en calcio y flúor. El flúor permanece en las minúsculas inclusiones, separado del calcio por fluorita no reactiva y así retiene su forma elemental. La radiación ionizante también lleva a la formación de grupos de calcio, lo que da a la antozonita su color oscuro.

Esta entrada participa en la XVII Edición del Carnaval de Química alojado en el blog Un geólogo en apuros.

Via TUM

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