Fluorure

Définition

Un fluorure est un sel de l'acide fluorhydrique (HF). Les fluorures contiennent dans leur réseau d'ions des éléments de réseau négatifs (anions) des ions fluorure F^-. En outre, les composés covalents non ioniques de composés non fluorés et organiques de fluor, tels que les fluorocarbones ou les dérivés d'acide carboxylique, sont obsolètes et appelés fluorures.

Des cristaux de fluorite, du fluorure de calcium :

La fluorite est un cristal de fluorure de calcium.

Explications

Les fluorures sont générés à partir de la base et de l'acide fluorhydrique correspondants. Vous pouvez donc obtenir du fluorure de sodium à partir de soude caustique : NaOH + HF → NaF + H₂O.

✅ Il est également possible de recourir à un échange d'anions à partir d'autres sels. La réaction des éléments est généralement très violente.

⭐ Voir aussi les bromures, les iodures, les chlorures.

Généralités

Les fluorures sont généralement des composés incolores (s'ils ne sont pas liés à un groupe coloré). Les fluorures des métaux alcalins sont solubles dans l'eau et hygroscopiques, alors que les fluorures des éléments alcalino-terreux, en particulier le calcium et le baryum, sont peu solubles. Le fluorure de calcium se trouve dans la nature sous forme de fluorite (l'élément minéral et les fluorures ont été nommés à partir de celui-ci), le principal minéral de cet élément. Le difluorure d'oxygène (OF₂) est le seul composé contenant de l'oxygène à l'état d'oxydation +2.

Le fluorure ne peut pas être oxydé par d'autres éléments ou composés en fluor élémentaire, les fluorures peuvent donc stabiliser les indices d'oxydation plus élevés des éléments.

🚩 Les composés de fluorure exterminent tous les microorganismes du système digestif. À long terme, ils peuvent causer des problèmes digestifs et certains problèmes du côlon.

Applications

Dans l'environnement familial, les fluorures inorganiques se trouvent principalement dans les produits d'hygiène dentaire. Il est appliqué de manière à rendre la dent plus résistante aux attaques de la carie lorsqu'il est échangé avec des groupes d'hydroxydes d'émail dentaire. Le fluorure de sodium, les fluorophosphates ou les fluoroamines sont généralement appliqués dans les formulations de dentifrices (voir thérapie au fluorure et reminéralisation des dents). Dans certains pays, le fluorure est ajouté à l'eau de boisson pour favoriser la santé dentaire (voir Fluoration de l'eau de boisson).

Les fluorures sont également utilisés dans l'industrie :

• L'hexafluorure de soufre (SF₆) est un gaz très léger utilisé pour remplir les balles de tennis.
• Le fluorure de calcium est utilisé en métallurgie pour rendre les scories plus fluides.
• Le fluorure d'hydrogène ammoniacal (NH₄HF₂) est utilisé dans le traitement des surfaces en verre corrodées et les rend opaques.
• La cryolite (Na₃AlF₆) est utilisée comme électrolyte dans la production d'aluminium.
• Puisqu'il n'y a qu'un seul isotope stable du fluor, les fluorures sont également utilisés dans la séparation des autres éléments. Ainsi, la séparation de l'uranium U²³⁵ de U²³⁸ passe par l'hexafluorure d'uranium.
• Certains fluorures tels que le trifluorure de bore (BF₃) sont des acides de Lewis forts et sont utilisés tels quels et comme catalyseurs.

Analyse

La méthode classique pour déterminer qualitativement la présence de fluorure est le traitement de l'échantillon avec de l'acide sulfurique concentré. Cela libère de l'acide fluorhydrique qui attaque le verre et transforme le silicate en tétrafluorure de silicium, une substance volatile. En raison de la corrosion de la surface, il n'est plus mouillé par l'acide ou l'eau.

Une goutte d'eau près de l'échantillon dans ces conditions devient trouble lorsque le tétrafluorure de silicium y est hydrolysé et que le quartz régénéré précipite : SiF₄ + 2 H₂O → SiO₂ + 4 HF exactement.

Toxicologie

En fortes concentrations, les fluorures sont toxiques. La raison en est, d'une part, la précipitation de calcium sous forme de fluorure de calcium et, d'autre part, peut former des complexes avec les centres métalliques de certaines enzymes.

Il affecte l'énolase en réagissant avec ses atomes de magnésium et en formant des complexes avec des phosphates inorganiques. Cela fera que le 2-phosphoglycérate ne peut pas être métabolisé en phosphoénolpyruvate, arrêtant ainsi la glycolyse.

Environ un tiers de la population mondiale tire son eau de boisson des réserves d'eaux souterraines. On estime qu'environ 10 % de la population mondiale, soit environ 300 millions de personnes, tire son eau des réservoirs souterrains contaminés par de l'arsenic et du fluorure. La contamination par ces oligo-éléments est en général d'origine naturelle et résulte du rejet de contaminants dans le milieu aqueux par le biais de mécanismes d'altération et/ou de désorption des minéraux contenus dans les roches et les sédiments.

En 2008, l'Institut suisse de recherche sur l'eau (Eawag) a présenté une nouvelle méthode permettant d'établir des cartes de risque pour les substances toxiques d'origine géologique présentes dans les eaux souterraines. Le principal avantage de cette approche est qu'elle permet d'établir, pour chaque zone d'extraction, la probabilité que l'eau soit contaminée ou non, ce qui facilite les travaux d'échantillonnage et l'identification de nouvelles zones potentiellement contaminées.

En 2016, ce groupe de chercheurs a rendu public des connaissances disponibles via la plate-forme GAP d'évaluation des eaux souterraines. Cette plate-forme permet aux experts du monde entier d'utiliser et de visualiser leurs propres données analytiques afin de préparer des cartes de risque pour un domaine d'intérêt spécifique. La plate-forme GAP fonctionne en même temps comme un forum de discussion pour l'échange de connaissances, afin de continuer à développer et à perfectionner les méthodes d'élimination des substances nocives des eaux destinées à la consommation humaine.

Les fluorures organiques

Les fluorures organiques sont des composés contenant du fluor lié à un atome de carbone. Il s'agit généralement de substances incolores et inertes devant de nombreuses réactions en raison de la haute énergie de la liaison CF. Ce n'est que dans certains fluorures activés que le fluor peut être déplacé lors d'une attaque nucléophile.

Le fluorure organique le plus connu est le téflon (polytétrafluoroéthylène), une substance plastique à haute résistance chimique et thermique.

En pharmacologie, l'introduction d'un fluorure augmente souvent la demi-vie d'un médicament dans le métabolisme du patient car ils ne peuvent pas être éliminés par les enzymes de notre corps.

Les fluorures organiques sont généralement générés par l'échange d'autres halogénures avec des fluorures inorganiques dissous dans des solvants organiques. Des techniques d'électrolyse ont également été développées pour la synthèse de composés perfluorés.

Les fluorures inorganiques

Certains fluorures inorganiques importants sont :

• Fluorure d'aluminium AlF₃.
• Fluorure d'ammonium NH₄F.
• Fluorure de calcium CaF₂, fluorite.
• Fluorure de sodium NaF.
• Fluorure d'étain (II) SnF₂.

Outre les fluorures simples, il existe également des hydrogendifluorures de composition Me⁺[HF₂]^-, tels que l'hydrogendifluorure de sodium NaHF₂ et l'hydrogendifluorure de potassium KHF₂. Ceux-ci contiennent le [FHF]^-, anion linéaire. La représentation est possible à partir de solutions aqueuses de fluorures en présence d'un excès de fluorure d'hydrogène (HF). Lors du chauffage, les hydrogénifluorures séparent à nouveau le fluorure d'hydrogène.

Les composés fluorés inorganiques à structure moléculaire tels que les hexafluorures de fluorure de platine (VI), d'uranium (VI) ou de plutonium (VI) sont souvent appelés fluorures.

En rapport avec "fluorure"

• fluor

  

  De symbole chimique F, le fluor est naturellement présent dans l'eau, l'air, les plantes, les animaux.

• fluorescéine

  

  La fluorescéine est un puissant colorant organique, une substance poudreuse jaune rougeâtre qui est utilisée pour colorer l'eau pour en étudier son cheminement...

• fluorescence

  

  La fluorescence est l'émission spontanée de lumière peu de temps après l'excitation d'un matériau par la lumière.

• fluoroquinolone

  

  Une fluoroquinolone (quinolone avec fluor) est un agent antibactérien synthétique qui inhibe la synthèse de l'ADN.