Revision Guide • Class 10-12 / JEE / NEET
ஃப்ளோரினின் (F) நிஜ உலகப் பயன்பாடுகள்
By Periodic Table India
CBSE / JEE Prep Notes
- Fluorine - Halogens - Industrial Chemistry - Everyday Chemistry - Biological Chemistry - Geochemistry - JEE - NEET
தொழில்துறைப் பயன்பாடுகள்
ஃப்ளோரின், மிகவும் வினைத்திறன் மிக்க அலோகம், அதன் தனித்துவமான வேதியியல் பண்புகள், குறிப்பாக அதன் அதிக எதிர்மின்னார்வத்தன்மை மற்றும் C-F பிணைப்பின் வலிமை காரணமாக பல்வேறு முக்கியமான தொழில்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
உற்பத்தி மற்றும் பொருட்கள்
- ஃப்ளோரோபாலிமர்கள் (Fluoropolymers): பெர்- மற்றும் பாலிஃப்ளோரோஅல்கைல் பொருட்கள் (PFAS) PTFE (Polytetrafluoroethylene, எ.கா. Teflon™) போன்ற நான்-ஸ்டிக் பூச்சுகள், இரசாயன எதிர்ப்புப் பூச்சுகள், மின் காப்பு மற்றும் உயர் செயல்திறன் கொண்ட சீல்களுக்கு அவசியமானவை. அவற்றின் விதிவிலக்கான வெப்ப நிலைப்புத்தன்மை, இரசாயன மந்தத்தன்மை மற்றும் குறைந்த உராய்வு காரணமாக இவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பாலிவினைலிடீன் ஃப்ளோரைடு (PVDF) இரசாயன செயலாக்க உபகரணங்களுக்கும், ஃப்ளோரினேற்றப்பட்ட எத்திலீன் புரோப்பிலீன் (FEP) உயர்-வெப்பநிலை கம்பிகளுக்கும் பயன்படுத்தப்படும் பிற ஃப்ளோரோபாலிமர்கள் ஆகும்.
- குளிரூட்டிகள் (Refrigerants): குளோரோஃப்ளோரோகார்பன்கள் (CFCs) ஓசோன் படல சிதைவு காரணமாக படிப்படியாக அகற்றப்பட்டாலும், அவற்றின் அடுத்த தலைமுறை ஹைட்ரோஃப்ளோரோகார்பன்கள் (HFCs) R-134a மற்றும் ஹைட்ரோஃப்ளோரோஓலஃபின்கள் (HFOs) காற்றுச் சீரமைப்பு, குளிர்பதனம் மற்றும் ஏரோசால் உந்துபொருட்களில் இன்றியமையாதவையாக இருக்கின்றன. இந்த சேர்மங்கள் எரியாதவை மற்றும் சாதகமான வெப்ப இயக்கவியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன.
- அலுமினியம் உற்பத்தி: கிரையோலைட் (Na₃AlF₆), சுரங்கத்தால் வெட்டியெடுக்கப்பட்ட அல்லது செயற்கையாக தயாரிக்கப்பட்ட, ஹால்-ஹெரவுல்ட் மின்பகுப்புச் செயல்பாட்டில் அலுமினா (Al₂O₃) க்கான ஒரு கரைப்பானாக இன்றியமையாதது. இது உருகுநிலையை கணிசமாகக் குறைத்து, அலுமினியத்தை செலவு குறைந்த முறையில் உற்பத்தி செய்ய உதவுகிறது.
- யுரேனியம் செறிவூட்டல்: யுரேனியம் ஹெக்ஸாஃப்ளோரைடு (UF₆) என்பது வாயுப் பரவல் அல்லது மையவிலக்கு செயல்முறைகளில் யுரேனியம் ஐசோடோப்புகளை (U-235 இலிருந்து U-238 ஐ) அணுசக்தி உற்பத்தி மற்றும் ஆயுதங்களுக்காகப் பிரிக்கப் பயன்படும் வேதியியல் வடிவமாகும். ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வெப்பநிலையில் அதன் ஆவியாதல் திறன் இந்த செயல்முறைக்கு முக்கியமானது.
எலக்ட்ரானிக்ஸ் மற்றும் ஆற்றல்
- செமிகண்டக்டர் உற்பத்தி: கார்பன் டெட்ராஃப்ளோரைடு (CF₄) மற்றும் சல்பர் ஹெக்ஸாஃப்ளோரைடு (SF₆) போன்ற ஃப்ளோரினேற்றப்பட்ட வாயுக்கள், மைக்ரோசிப் உற்பத்தியில் சிலிக்கான் வேஃபர்களில் துல்லியமாக சர்க்யூட்களை செதுக்குவதற்கு பிளாஸ்மா எட்செண்டுகளாகப் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவை அறைகளை சுத்தம் செய்வதற்கும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
- லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள்: லித்தியம் ஹெக்ஸாஃப்ளோரோபாஸ்பேட் (LiPF₆) லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளில் ஒரு பொதுவான மின்பகுளி உப்பாகும், இது அதிக கடத்துத்திறன் மற்றும் நிலைத்தன்மைக்கு பங்களிக்கிறது. ஃப்ளோரினேற்றப்பட்ட பாலிமர்கள் பைண்டர்கள் மற்றும் பிரிப்பான்களாகவும் செயல்படலாம்.
மருந்துகள் மற்றும் பூச்சிக்கொல்லிகள்
- மருந்து கண்டுபிடிப்பு: ஃப்ளோரின் பதிலீடு மருத்துவ வேதியியலில் ஒரு பொதுவான உத்தியாகும். ஒரு மருந்து மூலக்கூறில் ஒரு ஃப்ளோரின் அணுவை அறிமுகப்படுத்துவது அதன் உயிரியல் கிடைக்கும் தன்மை, வளர்சிதை மாற்ற நிலைத்தன்மை, லிப்போஃபிலிசிட்டி மற்றும் பிணைப்பு நாட்டத்தை மேம்படுத்தி, அதிக சக்திவாய்ந்த மற்றும் நீண்ட காலம் செயல்படும் மருந்துகளை (எ.கா., Prozac, Lipitor, Ciprofloxacin) உருவாக்கும்.
- பூச்சிக்கொல்லிகள்: பல நவீன விவசாய இரசாயனங்கள், பூச்சிக்கொல்லிகள், களைக்கொல்லிகள் மற்றும் பூஞ்சைக்கொல்லிகள் உட்பட, அவற்றின் செயல்திறனை மேம்படுத்தவும், சுற்றுச்சூழல் நிலைத்தன்மையை குறைக்கவும், தேர்வுத்திறனை அதிகரிக்கவும் ஃப்ளோரினை உள்ளடக்குகின்றன.
அன்றாடப் பயன்பாடுகள்
ஃப்ளோரின் சேர்மங்கள் எண்ணற்ற பொதுவான வீட்டு மற்றும் நுகர்வோர் தயாரிப்புகளில் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டுள்ளன, அவற்றின் முக்கியப் பங்கை பெரும்பாலும் அங்கீகரிக்கப்படுவதில்லை.
பல் ஆரோக்கியம்
- பற்பசை மற்றும் ஃப்ளோரினேற்றப்பட்ட நீர்: சோடியம் ஃப்ளோரைடு (NaF) அல்லது ஸ்டானஸ் ஃப்ளோரைடு (SnF₂) பற்பசையில் மற்றும் சில பொது நீர் விநியோகங்களில் (சோடியம் ஃப்ளோரோசிலிக்கேட், Na₂SiF₆, அல்லது ஃப்ளோரோசிலிசிக் அமிலம், H₂SiF₆ ஆக) பல் சிதைவைத் (dental caries) தடுக்க சேர்க்கப்படுகிறது. ஃப்ளோரைடு அயனிகள் ஹைட்ராக்ஸிஅபாடைட்டை அதிக அமில-எதிர்ப்பு ஃப்ளோரோஅபாடைட்டாக மாற்றுவதன் மூலம் பற்சிப்பியை பலப்படுத்துகின்றன.
சமையல் பாத்திரங்கள் மற்றும் துணிகள்
- நான்-ஸ்டிக் சமையல் பாத்திரங்கள்: மிகவும் அங்கீகரிக்கப்பட்ட பயன்பாடு PTFE (Teflon™) ஒரு நீடித்த, நான்-ஸ்டிக் பூச்சாக சமையல் பாத்திரங்கள் மற்றும் பிற சமையல் கருவிகளில் பயன்படுத்துவதாகும், இது உணவு ஒட்டிக்கொள்வதைத் தடுத்து எளிதாக சுத்தம் செய்ய உதவுகிறது.
- நீர் மற்றும் கறை நீக்கிகள்: ஃப்ளோரோகெமிக்கல்கள் துணிகள் (எ.கா., Gore-Tex™), கம்பளங்கள் மற்றும் அப்ஹோல்ஸ்டரிகளில் பயன்படுத்தப்பட்டு, மிகவும் பயனுள்ள நீர், எண்ணெய் மற்றும் கறை நீக்கும் மேற்பரப்புகளை உருவாக்கி, நீடித்து உழைக்கும் தன்மையையும் பராமரிப்பின் எளிமையையும் மேம்படுத்துகின்றன.
ஒளியியல் மற்றும் கண்ணாடிகள்
- ஒளியியல் பூச்சுகள்: மெக்னீசியம் ஃப்ளோரைடு (MgF₂) கண்ணாடிகள், கேமராக்கள் மற்றும் தொலைநோக்கிகளுக்கான லென்ஸ்களில் ஒரு பிரதிபலிப்பு எதிர்ப்புப் பூச்சாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது கண்ணைப் பறிக்கும் ஒளியைக் குறைத்து ஒளி பரவுதலை மேம்படுத்துகிறது.
உயிரியல் பங்கு மற்றும் நச்சுத்தன்மை
உயிரியல் பங்கு
- நுண் தனிமம் (Trace Element): ஃப்ளோரின் பெரும்பாலான தாவரங்கள் அல்லது விலங்குகளுக்கு அத்தியாவசிய ஊட்டச்சத்தாகக் கருதப்படுவதில்லை, மற்ற ஹாலஜன்கள் போல.
- பல் ஆரோக்கிய நன்மை: மனிதர்களுக்கும் பிற பாலூட்டிகளுக்கும், குறைந்த அளவு ஃப்ளோரைடு (குடிநீரில் பொதுவாக 0.7-1.2 ppm) பல் ஆரோக்கியத்திற்கு நன்மை பயக்கும் என்று நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது, முதன்மையாக பற்சிப்பியை பலப்படுத்துவதன் மூலமும் வாய்வழி பாக்டீரியாக்களின் அமிலத் தாக்குதல்களுக்கு எதிர்ப்பை அதிகரிப்பதன் மூலமும்.
- எலும்பு ஆரோக்கியம்: மிகக் குறைந்த செறிவுகளில் எலும்பு உருவாக்கத்தில் ஒரு சாத்தியமான பங்கு இருப்பதாக சில ஆராய்ச்சிகள் கூறுகின்றன, இருப்பினும் இது அதன் பல் நன்மைகளை விட குறைவாகவே நிறுவப்பட்டுள்ளது.
நச்சுத்தன்மை
ஃப்ளோரினின் நச்சுத்தன்மை அதன் வேதியியல் வடிவம் மற்றும் செறிவைப் பொறுத்தது.
- தனிம ஃப்ளோரின் (F₂): வாயு நிலையில் உள்ள தனிம ஃப்ளோரின் மிகவும் வினைத்திறன் மிக்கது, அரிக்கக்கூடியது மற்றும் உள்ளிழுக்கும்போது அல்லது தொடர்பு கொள்ளும்போது மிகவும் நச்சுத்தன்மை வாய்ந்தது. இது சுவாச திசுக்கள் மற்றும் சருமத்திற்கு கடுமையான எரிச்சலையும் சேதத்தையும் ஏற்படுத்துகிறது.
- ஃப்ளோரைடு அயனிகள் (F⁻): குறைந்த செறிவுகளில் நன்மை பயக்கும் அதே வேளையில், ஃப்ளோரைடு அயனிகள் அதிக அளவில் இருக்கும்போது நச்சுத்தன்மை வாய்ந்தவையாகும்.
- பல் ஃப்ளோரோசிஸ் (Dental Fluorosis): பல் வளர்ச்சி காலத்தில் மிதமான அளவு ஃப்ளோரைடுக்கு (எ.கா., குடிநீரில் >1.5-2 ppm) தொடர்ந்து வெளிப்படுவது பல் ஃப்ளோரோசிஸுக்கு வழிவகுக்கும், இது பற்சிப்பியின் தெரியும் திட்டுகள், நிறமாற்றம் மற்றும் குழிவிழுதலால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது.
- எலும்பு ஃப்ளோரோசிஸ் (Skeletal Fluorosis): அதிக அளவு ஃப்ளோரைடை (எ.கா., >10 ppm) நீண்ட காலம் உட்கொள்வது எலும்பு ஃப்ளோரோசிஸ் என்ற பலவீனப்படுத்தும் எலும்பு நோய்க்கு வழிவகுக்கும், இது அதிகப்படியான ஃப்ளோரைடு குவிப்பு காரணமாக மூட்டு வலி, விறைப்புத்தன்மை மற்றும் எலும்புகள் மற்றும் தசைநார் திசுக்களில் கட்டமைப்பு மாற்றங்களால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது.
- தீவிர நச்சுத்தன்மை (Acute Toxicity): மிக அதிக அளவு ஃப்ளோரைடை (எ.கா., ஒரு கிலோ உடல் எடைக்கு பல மில்லிகிராம்) தீவிரமாக உட்கொள்வது உயிருக்கு ஆபத்தானது, இது குமட்டல், வாந்தி, வயிற்று வலி, இதயத் துடிப்பு ஒழுங்கின்மை மற்றும் ஹைபோகால்சீமியாவுக்கு வழிவகுக்கும், இது மாரடைப்புக்கு வழிவகுக்கும்.
புவியியல் செழிப்பு
ஃப்ளோரின் பூமியின் மேலோட்டத்தில் 13வது மிக அதிகமான தனிமமாகும், சராசரியாக 600 முதல் 700 ppm வரை செறிவு இருக்கும் என்று மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது. இது அதன் தீவிர வினைத்திறன் காரணமாக இயற்கையில் அதன் தனிம வடிவத்தில் (F₂) ஒருபோதும் காணப்படுவதில்லை.
முக்கிய தாதுக்கள்
- ஃப்ளோரைட் (Fluorspar, CaF₂): இது ஃப்ளோரினின் பொருளாதார ரீதியாக மிக முக்கியமான தாது ஆதாரமாகும். இது ஹைட்ரோதெர்மல் படிமங்கள், கிரானைட் பாறைகள் மற்றும் படிவப் படிமங்களுடன் தொடர்புடைய பல்வேறு புவியியல் சூழல்களில் காணப்படுகிறது.
- கிரையோலைட் (Na₃AlF₆): வரலாற்று ரீதியாக முதன்மையாக கிரீன்லாந்தில் வெட்டியெடுக்கப்பட்டது, இயற்கை கிரையோலைட் படிமங்கள் இப்போது பெரும்பாலும் குறைந்துவிட்டன. இன்று பயன்படுத்தப்படும் பெரும்பாலான கிரையோலைட் செயற்கையாக தயாரிக்கப்படுகிறது.
- ஃப்ளோரோஅபாடைட் (Ca₅(PO₄)₃F): பாஸ்பேட் பாறையில் (பாஸ்போரைட்) ஃப்ளோரின் ஒரு பொதுவான அங்கமாகும், அங்கு இது ஃப்ளோரோஅபாடைட்டாகக் காணப்படுகிறது. இது பாஸ்பேட் படிமங்களை ஃப்ளோரினின் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க, இருப்பினும் பெரும்பாலும் இரண்டாம் நிலை, ஆதாரமாக ஆக்குகிறது, குறிப்பாக ஹைட்ரோஃப்ளோரிக் அமிலம் உற்பத்திக்கு.
- பிற தாதுக்கள்: மைக்காக்கள் (எ.கா., ஃபோலோக்பைட், மஸ்கோவைட்), ஆம்பிபோல்கள் (எ.கா., ஹார்ன்பிளெண்டே) மற்றும் டோபாஸ் போன்ற பல்வேறு சிலிக்கேட்டுகளில் குறைந்த அளவு ஃப்ளோரின் காணப்படுகிறது.
முக்கிய படிமங்கள்
முக்கிய உற்பத்தியாளர்களுடன், குறிப்பிடத்தக்க வணிக ஃப்ளோரைட் படிமங்கள் உலகளவில் காணப்படுகின்றன:
- சீனா: உலகின் மிகப்பெரிய ஃப்ளோரைட் உற்பத்தியாளர்.
- மெக்சிகோ: கணிசமான உயர்தர ஃப்ளோரைட் இருப்புக்களைக் கொண்டுள்ளது.
- மங்கோலியா: ஒரு முக்கியமான உலகளாவிய சப்ளையர்.
- தென் ஆப்பிரிக்கா: குறிப்பாக உலோகவியல் தர ஃப்ளோரைட்டுக்கான குறிப்பிடத்தக்க இருப்புக்கள்.
- ரஷ்யா: பெரிய உள்நாட்டு வளங்கள்.
ஃப்ளோரினின் பரவலான விநியோகம் மற்றும் மாறுபட்ட தாது வடிவங்கள் புவியின் புவிவேதியியலில் அதன் அடிப்படைக் பங்கையும் தொழில்நுட்ப பயன்பாடுகளுக்கான அதன் கிடைக்கும் தன்மையையும் அடிக்கோடிட்டுக் காட்டுகின்றன.