Origem e ocorrência de flúor - Origin and occurrence of fluorine

O flúor é relativamente raro no universo em comparação com outros elementos de peso atômico próximo . Na terra , o flúor é encontrado essencialmente apenas em compostos minerais por causa de sua reatividade. A principal fonte comercial, a fluorita , é um mineral comum.

No universo

Abundância no Sistema Solar

Número atômico	Elemento	Quantidade relativa
6	Carbono	4.800
7	Azoto	1.500
8	Oxigênio	8.800
9	Flúor	1
10	Néon	1.400
11	Sódio	24
12	Magnésio	430

Em 400 ppb, o flúor é estimado como o 24º elemento mais comum no universo. É comparativamente raro para um elemento leve (os elementos tendem a ser mais comuns quanto mais leves). Todos os elementos do número atômico 6 (carbono) ao número atômico 14 (silício) são centenas ou milhares de vezes mais comuns do que o flúor, exceto o 11 (sódio). Um escritor científico descreveu o flúor como uma "cabana entre mansões" em termos de abundância. O flúor é tão raro porque não é um produto dos processos usuais de fusão nuclear nas estrelas. E qualquer flúor criado dentro das estrelas é rapidamente eliminado por meio de fortes reações de fusão nuclear - com hidrogênio para formar oxigênio e hélio ou com hélio para formar néon e hidrogênio. A presença de flúor - fora da existência temporária nas estrelas - é um tanto misteriosa por causa da necessidade de escapar dessas reações que destroem o flúor.

Existem três soluções teóricas para o mistério: nas supernovas do tipo II , os átomos de neon podem ser atingidos por neutrinos durante a explosão e convertidos em flúor. Nas estrelas Wolf-Rayet ( estrelas azuis 40 vezes mais pesadas que o Sol), um forte vento solar poderia soprar o flúor para fora da estrela antes que o hidrogênio ou o hélio pudessem destruí-lo. Finalmente, em estrelas de ramos gigantes assintóticos (um tipo de gigante vermelha), as reações de fusão ocorrem em pulsos e a convecção pode retirar o flúor da estrela interna. Apenas a hipótese da gigante vermelha tem evidências de observações de apoio.

No espaço, o flúor comumente se combina com o hidrogênio para formar o fluoreto de hidrogênio. (Este composto foi sugerido como um traçador para permitir o rastreamento de reservatórios de hidrogênio no universo.) Além do HF, o flúor monoatômico foi observado no meio interestelar . Os cátions de flúor foram vistos em nebulosas planetárias e em estrelas, incluindo nosso sol.

Na terra

O flúor é o décimo terceiro elemento mais comum na crosta terrestre, compreendendo entre 600 e 700  ppm da crosta em massa. Devido à sua reatividade, é essencialmente encontrado apenas em compostos.

Fontes comerciais

Existem três minerais que são fontes industrialmente relevantes de flúor: fluorita , fluorapatita e criolita .

Principais minerais contendo flúor
Fluorita	Fluorapatita	Criolita

Fluorita

A fluorita (CaF ₂ ), também chamada de fluorita, é a principal fonte de flúor comercial. A fluorita é um mineral colorido associado a depósitos hidrotérmicos. É comum e encontrado em todo o mundo. A China fornece mais da metade da demanda mundial e o México é o segundo maior produtor do mundo

Os Estados Unidos produziram a maior parte da fluorita do mundo no início do século 20, mas sua última mina, em Illinois, fechou em 1995. O Canadá também encerrou a produção na década de 1990. O Reino Unido está diminuindo a mineração de fluorita e tem sido um importador líquido desde os anos 1980.

Fluorapatita

A fluorapatita (Ca ₅ (PO ₄ ) ₃ F) é extraída junto com outras apatitas por seu conteúdo de fosfato e é usada principalmente para a produção de fertilizantes. A maior parte do flúor da Terra está ligada a esse mineral, mas como a porcentagem dentro do mineral é baixa (3,5%), o flúor é descartado como resíduo. Apenas nos Estados Unidos há recuperação significativa. Lá, os hexafluorossilicatos produzidos como subprodutos são usados ​​para fornecer a fluoretação da água.

Criolita

A criolita (Na ₃ AlF ₆ ) é o menos abundante dos três principais minerais contendo flúor, mas é uma fonte concentrada de flúor. Antigamente, era usado diretamente na produção de alumínio. No entanto, a principal mina comercial, na costa oeste da Groenlândia, foi fechada em 1987.

Pequenas ocorrências

Vários outros minerais, como o topázio de gema , contêm flúor. O flúor não é significativo na água do mar ou salmouras, ao contrário dos outros haletos , porque os fluoretos alcalino-terrosos precipitam fora da água. Quantidades comercialmente insignificantes de organofluorados foram observadas em erupções vulcânicas e em fontes geotérmicas. Sua origem final (de fontes biológicas ou formação geológica) não é clara.

A possibilidade de pequenas quantidades de flúor gasoso dentro dos cristais tem sido debatida por muitos anos. Uma forma de fluorita, a antozonita , tem um cheiro sugestivo de flúor quando esmagada. O mineral também tem uma cor preta escura, talvez devido ao cálcio livre (não ligado ao flúor). Em 2012, um estudo relatou a detecção de traços (0,04% por peso) de flúor diatômico na antozonita. Foi sugerido que a radiação de pequenas quantidades de urânio dentro dos cristais havia causado os defeitos de flúor livre .

Citações

Referências indexadas