Koji je najspektakularniji kemijski pokus 19. stoljeća? Ima mnogo spektakularnih pokusa u tom, kako kažu, „pustolovnom stoljeću“ jer su kemičari prodirali u tajne prirode služeći se samo vidom, njuhom i – vrlo često – okusom; instrumentalne metode kemijske analize tada još nisu bile poznate. Stoga je sve što su radili i uradili moralo biti vidljivo, i to što je moguće bolje vidljivo, što u konačnici, kada riječ „vidljivo“ dovedemo do granica njezina značenja, vodi do riječi „spektakularno“. No, koji je najspektakularniji kemijski pokus 19. stoljeća? To je Moissanov pokus dobivanja fluora, dakako u elementarnom stanju.

Čitatelj će se začuditi. Stavimo li u otopinu kalijeva jodida dvije elektrode, na anodi će se izlučivati jod. Učinimo li to isto s kalijevim bromidom, dobit ćemo crveni brom. Taj pokus možemo napraviti i s kuhinjskom soli, natrijevim kloridom, no morat ćemo biti na oprezu. Prije svega trebat ćemo odvojiti anodni od katodnog prostora, a usto elektrolizirati koncentriranu otopinu natrijeva klorida. U suprotnom će klor reagirati s vodom (Cl₂ + H₂O → HCl + HClO), a dobivene kiseline s natrijevom lužinom (NaOH) koja nastaje pri katodi. Pa kad je tako, zar se ne bi na isti način mogao dobiti i prvi, najlakši halogeni element, element kojem je ime fluor, simbol F, a formula (kao elementarne tvari) F₂?

Jednostavan odgovor na jednostavno pitanje: „Ne bi.“ Razlog tome je što izlučeni fluor na anodi odmah reagira s vodom dajući kisik i fluorovodičnu kiselinu (F₂ + H₂O → 2 HF + ½ O₂) koja, da bude još gore, nagriza staklo. Fluor dakle nećemo dobiti, ali ćemo zato uništiti uređaj za elektrolizu.

Povijest fluora seže u davna vremena kada su talioničari otkrili da jedna vrsta „kamena“ kada se doda rudači, snižava talište troske i tako čini da se ona lakše odvaja od rastaljenog metala. Njemački su ga talioničari zvali Flussspat, jer zbog njega troska „teče“. No tada dolazi Georgius Agricola koji je, iako je bio Nijemac, 1556. godine napisao knjigu na latinskom jeziku (De re metallica) – prevevši usput na latinski i svoje njemačko ime (Georg Bauer) – u kojoj je mineralu Flussspatu dao ime fluor, prevodeći njemački glagol flussen (teći) latinskim glagolom fluere. Danas taj mineral zovemo fluoritom. Njegova je kemijska formula CaF₂ kojoj odgovara sustavno kemijsko ime kalcijev fluorid.

Još je 1670. godine njemački staklar Swankhard iz Nürnberga otkrio da se reakcijom fluorita sa sumpornom kiselinom dobiva kiselina, ili bolje rečeno kisele pare, koje nagrizaju staklo. To je jako dobro došlo staklarima jer su našli sredstvo za jetkanje stakla, no za kemičare je to bila loša vijest jer se, razumije se, gotovo sav pribor u kemijskom laboratoriju izrađuje od stakla. Stoga su pokuse s novom kiselinom radili u posudama od olova, kositra ili pozlaćena srebra. (Danas se fluorovodična kiselina čuva u polietilenskim bocama, prije se pak držala u staklenim bocama obloženima parafinom.) Njemački kemičar Carl Wilhelm Scheele prvi je, 1786. godine, priredio čistu fluorovodičnu kiselinu. Čisti su, dakle bezvodni fluorovodik (HF) međutim priredili francuski kemičari Joseph Louis Guy-Lussac i Loius Jacques Thenard 1809. godine te su pritom utvrdili da prelazi u tekuće stanje već pri 19 ^oC.

I tek sada, nakon stoljetnih peripetija, dolazi Humphry Davy. On je 1811. pokušao dobiti fluor elektrolizom koncentrirane fluorovodične kiseline, no platinska se elektroda prekrila nekim čudnim „čokoladnim“ prahom, očito zbog reakcije sa na njoj izlučenim plinom. Unatoč  tome Davy je uspio osjetiti miris novog elementa, koji se donekle razlikovao od mirisa klora. To mu je bilo dovoljno da mu dade ime fluorine, po analogiji s imenom prvootkrivenog halogenog elementa, klora (chlorine).

Novi je element bio nadohvat ruke, pa ipak. Pokušaji da dobiju novi element stajao je belgijskog kemičara Paulina Louyeta i njegovog francuskog kolegu Francoisa Josepha Jeromea Nicklèsa života, a već spomenuti kemičari koji su dobili čisti fluorovodik morali su se nakon njegova otkrića dugo oporavljati. Fluor je bio tvrd, vrlo tvrd orah. Stoga je kao senzacija odjeknula vijest da je mladi francuski kemičar Henri Moissan 1886. godine, u dobi od 34 godina, dobio ono što nisu uspjeli dobiti njegovi mnogo stariji, iskusniji i čuveniji kolege. Kako je to postigao?

Čitava je njegova aparatura bila napravljena od platine, a kako je između elektroda i U-cijevi (volumena 300 mL) u kojoj se nalazio elektolit morao postojati izolator, čepove za držanje elektroda (od slitine platine i iridija) izradio je od fluorita. Da bi spriječio da izlučeni fluor nagriza anodu, što se dogodilo Davyju, elektrolit – otopinu kalijeva fluorida u tekućem fluorovodiku – držao je na temperaturi od -35 ^oC. Već je to za ono doba bio velik uspjeh. Tako je nisku temperaturu uspio dobiti isparavanjem klormetana koji je neprestano tekao iz boce pod tlakom. Dobiveni je fluor sakupljao je u staklenom balonu, no ugrijanom na 100 ^oC jer suhi fluor na toj temperaturi ne reagira sa staklom.

U fluoru je gorjelo sve, baš sve. Silicij je prelazio u silicijev fluorid (SiF₄), sumpor u sumporov heksafluorid (SF₆), ugljik u ugljikov terafluorid (CF₄) – preteču freona i teflona. Najspektakularniji kemijski pokus 19. stoljeća ne samo da je – nakon 75 godina uzaludnih pokušaja – doveo do otkrića novog kemijskog elementa, nego je širom otvorio vrata kemiji fluora ili, bolje rečeno, otvorio je fluoru vrata svake kuće. Fluor naime nalazimo u frižideru i uređaju za klimatizaciju (freoni i njima slične tvari), ali i na kuhinjskom posuđu (teflon). Bez fluora ne bi bilo nuklearne bombe ni nuklearnog reaktora jer se uranij obogaćuje razdvajanjem njegovih izotopa u obliku uranijeva haksafluorida. Rusi su čak napravili torpedo na fluor, točnije torpedo koje dobiva toplinu za isparavanje vode i pogon parne turbine reakcijom sumporova heksafluorida s litijem. U toj reakciji nastaje samo prah litijeva fluorida i sulfida, bez ikakva dima! Čudo je taj fluor, najlakši, najreaktivniji i najotrovniji halogeni element.

Nenad Raos, rođen u Zagrebu 1951., je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, sada u mirovini. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik časopisa Priroda i urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Piše za časopis Čovjek i svemir, te mrežne stranice Panopticum i, naravno, Bug-online. Autor je 16 znanstveno-popularnih knjiga, od kojih treba izvojiti „Kemijski leksikon u stripu“, „Metali života – metali smrti“ te „Kemičar u kući – kemija svakodnevnog života“.