氟元素的發現

氟元素的發現
國立臺灣大學化學系陳竹亭教授責任編輯

亞格利可拉 (Georgius Agricola, 1494~1555) 十六世紀時就會用氟石作為焊接劑，因為氟石有清潔金屬表面的功能。亞格利可拉是拉丁文，他的原名是喬格包耳 (Georg Bauer)，他是德國的學者，有礦物學之父的美名。1670年，許萬哈德 (Schwanhard) 發現玻璃在酸中接觸氟石會被腐蝕，後來許多有名的化學家如席勒 (Carl Wilhelm Scheele)、戴維 (Humphry Davy)、給呂薩克 (Gay-Lussac)、拉瓦節 (Antoine Lavoisier)、泰納德 (Louis Thénard) 都曾研究過危險的氫氟酸 (HF)。因為氫氟酸只要用硫酸溶解氟石就可製得，真是致命的吸引力。

氟是自然界最會搶電子，氧化力最強的元素，所以化學家雖然知道氟的存在，分離氟卻不是一件容易的事。1886年，莫瓦桑 (Ferdinand Frederick Henri Moissan, 1852~1907) 記取其老師弗瑞米 (Edmond Frémy, 1814~1894) 電解金屬氟化物分離氟的失敗經驗，改採用液態氟化氫（HF，熔點–83 °C）作為電解反應物，但是因為氟化氫不導電，所以加入可以導電的氟:氫化鉀(KHF₂)，使液態混合物成為導電體。莫瓦桑將電解液置於鉑製的形電解管中，電極材料採用鉑銥合金，U形管口的旋塞則以氟石製作，接合處以蟲膠密封，嚴密隔絕了空氣與水氣，還用氣態氯乙烷 (C₂H₅Cl) 當作冷凝劑。實驗進行時，電解的槽溫度控制在–23 °C。結果陰極如預期的產生了氫氣，陽極上則產生出淡黃色的氣體，此種氣體經檢驗會與矽發生劇烈的反應。氟元素終於被成功地分離出來了，到今天氟還是以莫瓦桑的方法製備，莫瓦桑因此獲得了1906年諾貝爾化學獎。

莫瓦桑剛從瑞典參加完頒獎典禮，1907年二月，他在巴黎因急性盲腸炎過世，為他絢爛的一生畫下了急停的休止符，得年55歳。沒有人敢確定他突然的英年早逝，與他從事劇毒的的氟實驗是否有關。