Fluorek sodu to związek nieorganiczny, sól kwasu fluorowodorowego i sodu. Jest to biała, bezwonna substancja krystaliczna. Wzór chemiczny fluorku sodu to NaF. Wiązanie chemiczne - jonowe.
Rozprzestrzeniaj się w naturze
W naturze substancja ta występuje głównie w postaci mineralnego williomitu. Ten minerał reprezentuje fluorek sodu w czystej postaci. Może mieć bardzo piękny kolor od karminowej czerwieni, różu do bezbarwnego. Jest dość kruchy i stosunkowo niestabilny. Blask tego minerału przypomina blask szkła. Jego złoża znajdują się w Ameryce Północnej, Afryce i na Półwyspie Kolskim, ale generalnie jest to dość rzadkie.
Uzyskane przez branżę
Fluorek sodu jest dość użytecznym związkiem, dlatego jest syntetyzowany na skalę przemysłową. Światowa produkcja to ponad 10 000 ton rocznie. W większości przypadków surowcami są heksafluorokrzemiany, które również pozyskuje się sztucznie. W produkcji poddawane są hydrolizie alkalicznej, w wyniku której w mieszaninie reakcyjnej uwalniany jest fluorek sodu. Ale nadal musi być oddzielony od zanieczyszczeń tlenku krzemu i krzemianu sodu. Robićczęsto jest to zwykłe filtrowanie.
Ale heksafluorokrzemiany, nawet po rozkładzie termicznym lub podczas interakcji z węglanem sodu, mogą dawać fluorek sodu. Może być również stosowany w syntezie przemysłowej.
Również w przemyśle istnieje metoda otrzymywania fluorku sodu z sody kalcynowanej (węglanu sodu) i kwasu fluorowodorowego. W wyniku ich interakcji za pomocą filtrowania możliwe jest uzyskanie technicznie czystego produktu:
Na2CO3 + HF → 2NaF + CO2 + H 2O
Pozyskiwanie laboratorium
W laboratorium istnieją inne sposoby uzyskania tego związku. Najprostsza to reakcja neutralizacji wodorotlenku sodu kwasem fluorowodorowym. Inna opcja: oddziaływanie wodorotlenku sodu z fluorkiem amonu. Wodorotlenek sodu może również dawać fluor podczas interakcji z prostym fluorem.
W teorii fluorek sodu można również otrzymać z prostych substancji: sodu i fluoru. Reakcja ta przebiega bardzo gwałtownie, choć w praktyce jest przeprowadzana bardzo rzadko.
F2 + 2Na → 2NaF
Innym sposobem uzyskania jest termiczny rozkład difluorohydratu i niektórych soli złożonych. W takim przypadku uzyskuje się produkt o bardzo wysokiej czystości.
Na(HF2) → NaF + HF
W przypadku utleniania prostego fluoru bromianem sodu lub innymi utleniaczami zawierającymi sód jako produktmoże wytwarzać fluorek sodu.
F2 + NaBrO3+ 2NaOH → NaBrO4 + 2NaF + H 2O
Sól tę można również uzyskać poprzez reakcję trifluorku boru z wodorkiem sodu.
BF3 + NaOH → Na3BO3 + NaF + H 2O
Właściwości fizyczne
Fluorek sodu jest białym krystalicznym ciałem stałym. Temperatura topnienia - 992°C, temperatura wrzenia - 1700°C. Nie gorące. Ponieważ wiązanie chemiczne fluorku sodu jest jonowe, jest dobrze rozpuszczalne w wodzie, a jeszcze lepiej - w fluorowodorze. Prawie nierozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych. Nie higroskopijny i nie tworzy krystalicznych hydratów.
Właściwości chemiczne
W roztworach wodnych fluorek sodu dysocjuje i tworzy złożony związek.
NaF + 4H2O → [Na(H2O)4] + + F-
Podczas interakcji z kwasem fluorowodorowym powstaje difluorohydrat. Ale przy nadmiarze fluorowodoru mogą powstać inne złożone związki, które nazywane są fluorowodorkami sodu. Ich skład może się różnić w zależności od proporcji odczynników.
Jak widać ze wzoru chemicznego, fluorek sodu jest typową solą, więc wchodzi w reakcje wymiany z innymi solami, jeśli w wyniku reakcji utworzy się osad lub gaz. Podczas interakcji z kwasami uwalniany jest gazowy fluorowodór. A z wodorotlenkiem litu tworzy się osad fluorku litu.
Fluorek sodumoże tworzyć inne złożone sole, w zależności od odczynników i warunków reakcji.
Toksyczność
Fluorek sodu jest substancją niebezpieczną. Ma trzeci poziom zagrożenia z czterech według normy NFPA 704. Dawka śmiertelna dla człowieka to 5-10 gramów. To całkiem sporo, ale nawet mniejsze dawki fluorku sodu szkodzą układowi sercowo-naczyniowemu. Zatrucie może nastąpić zarówno przez wdychanie zatrutego powietrza, jak i przez spożycie tego nieorganicznego związku w pożywieniu. W tym ostatnim przypadku może wystąpić podrażnienie żołądka, aż do wrzodu.
Aplikacja
Fluorek sodu ma dobre właściwości antyseptyczne, dlatego czasami dodaje się go do detergentów. Z tego samego powodu służy do obróbki drewna. Roztwór tej soli pomaga zwalczać pleśń, grzyby i owady. Najczęściej stosuje się trzyprocentowe rozwiązanie. Dobrze wnika w drewno i chroni je przed rozkładem. Ale ten środek ma wadę, z powodu której fluorek sodu jest rzadko używany - łatwo wypłukuje się z drewna podczas deszczu, ponieważ ta sól jest dobrze rozpuszczalna w wodzie.
Wykorzystywany jest również w syntezie niektórych związków chemicznych, w szczególności freonów i insektycydów. Jony fluoru zatrzymują glikolizę (utlenianie glukozy), dlatego do badań biochemicznych wykorzystywany jest fluorek sodu.
Jest również często używany w przemyśle metalurgicznym do czyszczenia powierzchni metalowych, a także podczas ich topienia i lutowania. Substancja jest czasami dodawana do cementu, dzięki czemu beton jest odporny nana kwasy oraz w środkach smarnych w celu poprawy właściwości żaroodpornych.
Jego najbardziej kontrowersyjnym zastosowaniem są pasty do zębów. W przypadku zębów fluorek sodu jest źródłem fluoru, który jest niezbędny do nadania kościom i zębom wytrzymałości, a także służy do zapobiegania próchnicy. Ale przy wysokim zużyciu tego pierwiastka mogą wystąpić negatywne konsekwencje. Dlatego wciąż trwa debata na temat stosowania fluoru jako dodatku do pasty do zębów.
Pozytywny wpływ fluoru na organizm
Fluor jest dość ważnym pierwiastkiem śladowym w ludzkim ciele, bez którego normalne życie jest niemożliwe. Dla osoby dorosłej konieczne jest spożycie 0,03 mg fluoru na kilogram masy ciała dziennie. Dziecko potrzebuje 5 razy więcej.
Funkcje fluoru w organizmie są bardzo zróżnicowane. Przyczynia się do prawidłowego wzrostu i tworzenia kości, włosów i paznokci, gdyż stabilizuje wapń w procesie mineralizacji. Jest to szczególnie ważne w okresie wzrostu i rozwoju dzieci, a także złamań. Ten pierwiastek jest niezbędny do utrzymania odporności. Żelazo jest lepiej przyswajalne przez organizm, jeśli w ten proces bierze udział fluor.
Przy braku tego pierwiastka szkliwo jest osłabione, wzrasta ryzyko próchnicy. U dzieci w tym przypadku wady mogą pojawić się podczas rozwoju szkieletu. Dorośli są zagrożeni rozwojem osteoporozy. Choroba ta charakteryzuje się niską gęstością kości, co zwiększa ich łamliwość.
Problemy z nadmiarem fluoru w organizmie
Z podwyższoną zawartością fluoru worganizm może rozwinąć fluorozę. Choroba ta charakteryzuje się szeregiem nieodwracalnych konsekwencji. W początkowych stadiach rozwoju choroby cierpi szkliwo zębów. Na nim znajdują się plamy o różnych kształtach i kolorach. Plamy są łatwo diagnozowane przez dentystę, a dzięki szybkiemu leczeniu można je łatwo usunąć. Do wybielania często stosuje się roztwory kwasów nieorganicznych, roztwór nadtlenku wodoru lub roztwory innych nadtlenków. Po wybieleniu szkliwa przeprowadza się remineralizację roztworem glukonianu wapnia. W leczeniu cięższych postaci fluorozy zaleca się doustne przyjmowanie glukonianu wapnia do końca terapii. Jeśli podczas fluorozy dochodzi do erozji szkliwa, stosuje się materiały kompozytowe i przywraca się kształt zęba, w przybliżeniu taki sam jak przy wypełnieniu.
Jako środek zapobiegawczy dla tej choroby, możesz zmniejszyć spożycie fluoru w organizmie, jeśli jego stężenie w wodzie pitnej jest wysokie. Aby to zrobić, zwykle zastępują źródło wody lub po prostu je filtrują. Możesz również usunąć z diety produkty zawierające dużo fluoru: ryby morskie, olej zwierzęcy, szpinak. Pomocne może być spożywanie witamin C i D oraz glukonianu wapnia.
Jeżeli nadmiar fluoru jest obserwowany przez długi okres (10-20 lat), kości zaczynają cierpieć. Występuje osteoskleroza, w której w przeciwieństwie do osteoporozy gęstość kości staje się wyższa niż normalnie, co prowadzi do zmniejszenia ich elastyczności. Może również powodować częste złamania. Ale nie powinieneś się martwić. Tak silny nadmiar fluoru w organizmie może wystąpić tylko u osób pracujących nadprodukcja fluoru bez środków bezpieczeństwa.
Fluoryzacja wody
Jak wspomniano powyżej, fluor może być stosowany w zapobieganiu próchnicy. Z tego powodu w połowie ubiegłego wieku w niektórych krajach zaczęto stosować fluoryzację wody z kranu. Jego esencja przypomina chlorowanie. Do wody dodaje się niewielką ilość fluorku sodu lub innego składnika zawierającego fluor, aby nadać jej określone właściwości. Obecnie 2/3 całej wody w USA jest fluoryzowana.
Aby osoba mogła otrzymać wymaganą ilość fluoru, według Światowej Organizacji Zdrowia woda pitna powinna zawierać 0,5-1,0 mg fluoru na litr. Ale zwykła woda nie zawsze zawiera tę ilość, więc trzeba ją sztucznie zwiększyć.
Fluoryzacja wody w żaden sposób nie wpływa na jej smak ani zapach. Dzięki temu procesowi znacznie zmniejsza się ryzyko próchnicy, zwłaszcza wśród dzieci. Dzieje się tak, ponieważ fluor niszczy bakterie, które mogą rozpuszczać szkliwo i powodować próchnicę.
Oczywiście zwiększona zawartość fluoru może prowadzić do fluorozy, ale według miarodajnych badań fluoryzacja wody nie może być przyczyną tej patologii. Nie obserwuje się również innych skutków ubocznych takiej wody. Chociaż ostatnio zaczęły pojawiać się badania niskiej jakości, które sugerują coś innego. Zdobywanie popularności i mitu, że fluoryzacja wody to sposób na pozbycie się fluorków, które są odpadem aluminiowych przedsiębiorstw. Ale ta wersja nie została potwierdzona.
Użyjfluoryzowana woda nie jest zalecana tylko przy niektórych chorobach: cukrzyca, zaburzenia hormonalne, artretyzm, choroby tarczycy, nerek i serca.
W każdym razie z wody łatwo pozbyć się obecności fluoru. Filtry działające na zasadzie odwróconej osmozy usuwają prawie cały fluor, a destylacja całkowicie oczyszcza z niego wodę. Filtry domowe mogą również częściowo lub całkowicie zatrzymywać w sobie fluor. Przepuszczanie wody przez tlenek glinu, mączkę kostną lub węgiel kostny może również usunąć fluor z wody. Niektóre fluorki (takie jak fluorek wapnia) są nierozpuszczalne w wodzie, więc do wytrącenia całego fluoru można zastosować metodę strącania. Często używa się do tego limonki.
Zastosowania farmakologiczne
Fluorek sodu jest aktywnym składnikiem niektórych leków. Z reguły takie tabletki są przyjmowane zgodnie z zaleceniami lekarza, czasami terapia wymaga specjalnego monitorowania i towarzyszą jej regularne badania dynamiki przepływu. Nazwy handlowe preparatów fluoru: „Fluorek sodu”, „Natrium fluoratum” i „Ossin”. Są przepisywane na brak fluoru w organizmie, w szczególności na osteoporozę.
Lek w postaci drażetek i tabletek jest przyjmowany doustnie. Prawie cały fluor jest wchłaniany przez organizm, niezależnie od przyjmowanego pokarmu. Zazwyczaj taka terapia jest połączona z przyjmowaniem wapnia i magnezu, 1-1,5 g dziennie. Pomaga to kościom w bardziej spójnej mineralizacji.
Ale lek jest niebezpieczny, jeśli chodzi o przejęcie normy. W takim przypadku może wystąpić nadmiar fluoru, prowadzący do fluorozy. Na przyjmując leki zawierające fluorek sodu, konieczna jest wizyta u stomatologa, aby zapobiec rozwojowi fluorozy.
