İlginç bir element: Flor

[Nergiz Kaplan]

Flor ismini muhtemelen her kimyacının duyduğu ve hatta halojenürler dediğimiz grubun (halojen Latince tuz yapan anlamına gelir) ilk üyesi olmasıyla bu ünü artmıştır. Peki flor’un özel yeri nereden geliyor?

Flor elementi periyodik cetvelin en aktif ametali olmasıyla ün kazanıyor (buna rağmen suda iyonlaşması zayıftır). Bu elementin keşfinin ise ilginç bir hikayesi vardır, o da tabiri yerindeyse ‘katil’ bir element olması. Neden katil diyoruz, çünkü birçok kişinin hayatını kaybetmesine ve yatalak olmasına neden olmuştur. Bunlar başlıklar altında verilirse (konu içerisinde açacağım birçoğunu) can verenlerden İngiliz Thomas ve Knox kardeşler, Niklesse, Belçikalı Louyet.

George Agricola

Ağır yaralananlardan bilinenler ise; İsveçli Scheele, Fransız Gay-Lussac, Thenard, İngiliz Humprey Davy bilinen şimdilik bunlar (belki daha fazla vardır bilmiyorum) Modern Alman mineral bilimci George Agricola 1529’da madencilerin kalsiyum florür adında bir minerali madenlerde kullandıklarını ve bununda madenleri eritip onların daha kolay işlenmesine sebep olduklarını yazmıştır. Bu mineralin özelliği kolay erimesi ve madenleri de daha çabuk eritmesinden ileri geliyor (Flor çelikleri eritmede de kullanılır ama bu şuan konumuz dışı). Zaten flor adı da buradan geliyor yanı akan, akmakta olan anlamında fluores’te türetilmiştir. Daha sonrada zaten minerallerin sonuna –ite kelimesi getirilerek adlandırılmışlardır.,

Henrich Schwanhard

1670 yılında Henrich Schwanhard adında bir camcı kalsiyum florürü kuvvetli asitlerle etkileştirmiş ve neticede florik asit buharlarını oluşmuş ve bu da gözlüklerinin camına etki etmiştir. Kendisi bunun su buharı olduğunu düşünmüş ama öyle değil tabiî ki, buhar gözlükleri eritmiş ve pürüzler oluşturmuştur. O zamana kadar kimyacılar çok az kimyasalın cama etki ettiklerini biliyorlardı (bunlardan birincisi şimdi bahsettiğimiz florik asit ve diğeri de [bazı kimyacılar bunu bilmeyebilir] sezyumun hidroksitli bileşiği sezyum hidroksittir. Her ikisi de cama etki eder ama buna rağmen florik asitin suda iyonlaşması zayıftır. Bu yüzden florik [ya da diğer adıyla hidroflorik asit] asit zayıf asit olarak kabul edilir). Daha sonra bunu balmumu ile kaplamış (balmumu kaplanan yere bu asit etki etmiyor) ve camlarda özel şekiller elde etmiştir.

Maggraf

İmparatorunda desteğini alan bu kişi işlerini iyice yoluna girmiştir fakat bu durumdan kimseye bahsetmeyince florün bulunması zaman almıştır, ta ki 1768 yılına kadar. 1768’de Alman kimyacı Maggraf floritte kükürt bulunmadığını ve bu asidin cam eşyada delikler açabileceğini keşfetmiştir. Buna rağmen florik asidin (ya da keşfedilmişse bile farkında olunmayan flor gazı) keşfedilme onuru İsveç kimyacı Scheele’ye aittir. O da kalsiyum florürü asitlerle birleştirdi ve asitle camı yaktı ama tabi bunları kendinden önce gelenlerden daha dikkatli ve daha titizlikle yaptı. Bu gazın bir asit olduğunu da ileri sürmüştür.

Scheele ve Lavoisier

Scheele keşfettiği kimyasalların tadına ve kokusuna bakan birisidir (hidrojen siyanürü ve hidrojen sülfür gazını da yine o keşfetmiştir). Zehirlenmemiş olması mucize ama buna rağmen o da 43 yaşında ölmesi kimyasalların ona bir oyunu olabilir, kim bilir. Diğer yandan Lavoisier’in tanımına göre asitlerde oksijen içerdiği biliniyordu (çünkü o zamana kadar hidrojen içermeyen asitler keşfedilmemişti) ama florik asit, klorik asitte (bunları kısalttım normalde hidrojen geliyor bunların başına) oksijen yoktur (hidrojen sülfür ve hidrojen sülfit gerçi bunlar zayıf asittir ama oksijen içermeyen hidroklorik asit güçlü bir asittir) ve bu durum flor elementinin de bir benzeri olan klor elementi içinde gündeme geldi.

Davy ve Thomas & Know kardeşler

Esasında elektroliz yöntemi keşfedildiğinde (1800 yıllarında) klor elementi oksijenden ayrılıyordu bunu flor içinde düşündüler ama durum hiçte öyle değildi. Çünkü izole ettikleri yerde eksi kutupta pozitif iyonlar açığa çıkmasına rağmen pozitif kutupta hiç flor elementi yoktu. Davy bu yöntemi denedi, hatta yaptığı çalışmalarda florik asitte oksijen içermediğini de gösterdi. Fizikçi Ampere’de klor içinde aynı şeyleri söylemiştir. O da floru izole etmeye çalıştı, ne var ki, flor orada ne kadar pahalı platin varsa birbirine katmış ve neticede hiç flor elementi elde edilmemişti. Ama tabi farklı  bileşiklerde bu arada keşfedildi. Neticede Davy’da ellili yaşlarında hayata gözlerini yummuştur. Bunu daha sonra İngiliz Thomas ve Knox kardeşler takip etmiştir. Bu kez deneyi civa üzerinden denediler ne var ki bu da onların sonu oldu. Uzun bir ıstırap verici şekilde onlarda flordan paylarını almışlardır.

Knox kardeşleri izleyen Belçikalı kimyacı P. Louyet’i hidrojen florür tamamen götürmüştü. Louyet’in asistanı olan Fremy bu işe girişmenin morg’a bilet almaya benzediğini ifade etmiş. Davy gibi elektroliz yöntemine geri dönmüştür. O da denedi ama ne var ki o da başarılı olamadı. Sebebi ise eksi kutupta hidrojen pozitif kutupta flor elde etme düşüncesiydi. Ama hidrojen florür susuz elektriği iletmiyordu. Bu kez deneyi eriyik halde denedi ama o da olmadı buna rağmen hidrojen florürü susuz olarak elde eden ilk kişi odur.

Fremy, Moissan ve Pauling

Şimdi geldik zafer bölümüne (bundan sonra azda olsa florün özelliklerinden bahsedeceğim). Fremy’in bir öğrenci var, Moissan. Bu savaşı bırakmadı ve başarılı da oldu. O bu kez deneyi fosforla denedi (daha önce o da hocasından gördüğü yöntemleri geliştirdi. Bunlardan biriside susuz hidrojen florürün elektriği iletmediğidir) kısmen şanslıydı ama bu kez de flor fosforu bırakmadı. Neticede fosforun florlü yeni bir bileşiği elde edildi. O da bu kez yine platine döndü (platin asal bir metaldir) ama olayı biraz pahalıya mal oldu. Çünkü flor ne kadar pahalı platin varsa hepsini yok etmişti.

Olayı bu kez yalıtkan olan bir kimyasalla denedi, aklına kalsiyum florür geldi. O da platin –iridyum alaşımlı kimyasal yerine böyle bir yöntem denedi. Kalsiyum florür tıkaç görevi görecek ve platin-iridyum alaşımı gibi sağa sola saldırmayacaktı. Olay gerçekten de Moissan’ın istediği gibi oldu. Tabi birde olayın sıcaklık yönü vardı, eğer öyle olmasaydı Moissan muhtemelen deneyi başarılı geçemeyecekti. O da sıcaklığı -50֯’’ye kadar düşürdü (bilindiği gibi bir kimyasal reaksiyonda sıcaklık düşerse reaksiyon yavaşlar) ve deneyi başarıyla gerçekleşti. Deneyi bir de hocası Fremy’nin yanında yaptı ve 1906 yılında Nobel Ödülüyle ödüllendirildi. Kimyacılar asal gazları (ya da soy gazlar) herhangi bir elementle bileşikle reaksiyona sokamayacaklarına bir zaman inanmışlardı. Ama Amerikalı kimyacı Pauling 1933 yılında bunun böyle olmadığını göstermiş teorik olarak ve öğrencileri de bu durumu deneylerle ispatlamışlardır. Zorda olsa Kripton, Ksenon ve Argon özel koşullarda flor ve oksijenle reaksiyon verebilir.

Kullanım alanları

Biraz da florün kullanım alanlarına bakalım. Flor genelde soğutucu olarak dolaplarda (freon gazı olarak) ve nükleer reaktörlerde uranyum 235 izotopunu, 238 izotopundan ayırmak için ve dış macunlarında kullanılır. Ama işte buradaki flor elementel (hatta florü elementel halde bile bulamazsınız. Sebebi çok aktif oluşudur) halde olmadığı için çok fazla zarar vermez. Çünkü bileşiği halindedir o yüzden diş macununda flor var diye kullanmamazlık yapmayalım

Kaynaklar:

[1]. Galileo’nun Buyruğu (Der: Edmund Blair Bolles – Çev: Nermin Arık) – (TÜBİTAK Yayınları – 2011)

[2]. Kimya Güzeldir – Ömer Kuleli/Osman Gürel (Pan Bilim Yayınları – 2014)