Elementares Fluor
Das unfassbare Element Fluor, schwer herzustellen, hoch reaktiv und sehr gefährlich ist kürzlich in der Natur entdeckt worden. Doch zunächst einmal der Reihe nach. Wie stellt man Fluor überhaupt her?
Fluor, das Element mit der höchsten Elektronegativität ist in elementarer Form sehr schwierig herzustellen. Beim klassischen Verfahren erzeugt man zunächst einmal Fluorwasserstoff durch Einwirken von konzentrierter Schwefelsäure auf Calciumfluorid (Gleichung 1). Mit Hilfe von elektrischen Strom als Reduktionsmittel kann man dann den Fluorwasserstoff zum elementaren Fluor zu reduzieren (siehe Gleichung 2). Sieht einfach aus, erfordert aber einen hohen apparativen Aufwand, um das Fluor aufzufangen und dafür zu sorgen, dass es nicht sofort mit irgend etwas aus der Umgebung reagiert.
Es gibt auch ein rein chemisches Darstellungsverfahren von Fluor (siehe K. O. Christie, Inorg. Chem. 25, 1986, 3721). Hierbei erzeugt man zunächst ein Mangan(IV)-fluorid, welches in Form des MnF62- Anions stabilisiert vorliegt (Gleichung 3). Durch Reaktion des hergestellten K2MnF6 mit der starken Lewissäure SbF5 wird dem MnF6-Dianion Fluor entzogen und es entsteht das hochreaktive Mangantetrafluorid (Gleichung 4). Dieses ist nicht stabil und zerfällt sofort unter Abspaltung von elementarem Fluor. Sieht kompliziert aus und ist es auch.
Kürzlich entdeckten J. Schmedt et al. (Angew. Chemie 124, 2012, 7968), dass Fluor auch elementar in der Natur vorkommt. Sie konnten geringe Mengen dieses Elements in dem natürlichen Mineral Antozonit oder auch "Stinkspat" aus Wölsendorf in Bayern nachweisen. Es handelt sich um eine dunkel gefärbte fast schwarze Varietät des Flussspats (CaF2). Beim Zerreiben des Minerals tritt ein starker unangenehmer Geruch auf. Die Autoren konnten durch Festkörper-NMR-Spektroskopie zweifelsfrei nachweisen, dass dieses Mineral elementares Fluor enthält. Stinkspat kommt immer vergesellschaftet mit Uran- oder Thoriumerzen vor. Somit wird vermutet, dass die über lange Zeit einwirkende ionisierende Strahlung geringe Mengen des Calciumfluorids in Calcium und Fluor spaltet. Dies führt zur dunklen Farbe des Minerals durch gebildete Calciumcluster und zu kleinen Einschlüssen von elementarem Fluor im Mineral. Dieses wird beim Aufbrechen des Minerals frei gesetzt und führt zum charakterisctischen Gestank des Stinkspats.
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