Фторид натрия это: Фторид Натрия. В чем опасность для здоровья?

Май 7, 2020 33 min read

Содержание

Фторид натрия — Википедия

Общие
Фторид натрия

Хим. формула	NaF
Физические свойства
Состояние	бесцветный твердый порошок без запаха
Молярная масса	41,988713 г/моль
Плотность	2,558 г/см³
Термические свойства
Т. плав.	993 °C
Т. кип.	1695 °C
Т. всп.	негорюч °C
Мол. теплоёмк.	46,9 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования	-576,6 кДж/моль
Давление пара	0 ± 1 мм рт.ст.^[1]
Химические свойства
Растворимость в воде	4,13 г/100 мл
Растворимость в остальных веществах	растворим в HF, нерастворим в этаноле
Классификация
Рег. номер CAS	7681-49-4
PubChem	5235
Рег. номер EINECS	231-667-8
SMILES
InChI
Рег. номер EC	231-667-8
RTECS	WB0350000
ChEBI	28741
Номер ООН	1690
ChemSpider	5045
Безопасность
ЛД₅₀	(орально: крысы, мыши, кролики) 52–200 мг/кг
Токсичность
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

У этого термина существуют и другие значения, см. NAF (значения).

Фторид натрия — неорганическое бинарное соединение с химической формулой NaF. Белое кристаллическое вещество.

Физические свойства

Фторид натрия — бесцветные кристаллы с кубической решеткой (a = 0,46344 нм, пространственная группа Fm3m, Z=4). Растворим в воде, безводном HF. Кристаллогидратов не образует.

Получение

В природе существует в виде относительно редкого минерала виллиомита: карминово-красные, темно-вишневые, изредка бесцветные кристаллы, содержит NaF с незначительными примесями, месторождения в Северной Америке, Африке, Кольский полуостров.

Так же NaF встречается в магматических породах, входит в состав в нефелинового сиенита.

В промышленности фторид натрия получают щелочным гидролизом гексафторсиликатов:

N a 2 S i F 6 + 4 N a O H ⟶ 6 N a F + S i O 2 + 2 H 2 O {\displaystyle {\mathsf {Na_{2}SiF_{6}+4NaOH\longrightarrow 6NaF+SiO_{2}+2H_{2}O}}}

при избытке щелочи

N a 2 S i F 6 + 8 N a O H ⟶ 6 N a F + N a 4 S i O 4 + 4 H 2 O {\displaystyle {\mathsf {Na_{2}SiF_{6}+8NaOH\longrightarrow 6NaF+Na_{4}SiO_{4}+4H_{2}O}}}

Мировое производство фторида натрия оценивается в ~10 тыс. т.

Непосредственным взаимодействием щелочи и кислоты:

N a O H + H F ⟶ N a F + H 2 O {\displaystyle {\mathsf {NaOH+HF\longrightarrow NaF+H_{2}O}}}

Чисто теоретический интерес представляет реакция получения фторида натрия из элементов:

2 N a + F 2 ⟶ 2 N a F {\displaystyle {\mathsf {2Na+F_{2}\longrightarrow 2NaF}}}

реакция протекает очень бурно.

Плавиковая кислота разрушает соли более слабых кислот:

N a 2 C O 3 + 2 H F ⟶ 2 N a F + C O 2 ↑ + H 2 O {\displaystyle {\mathsf {Na_{2}CO_{3}+2HF\longrightarrow 2NaF+CO_{2}\uparrow +H_{2}O}}}

Также гидроксид натрия может разрушать соли летучих оснований:

N a O H + N H 4 F ⟶ N a F + N H 3 ↑ + H 2 O {\displaystyle {\mathsf {NaOH+NH_{4}F\longrightarrow NaF+NH_{3}\uparrow +H_{2}O}}}

Разложение дифторгидрата натрия при температуре ~350 °C:

N a ( H F 2 ) → 270 − 400 o C N a F + H F {\displaystyle {\mathsf {Na(HF_{2}){\xrightarrow {270-400^{o}C}}NaF+HF}}}

Нагрев до температуры 1100 °C гептафторониобата калия с натрием:

K 2 [ N b F 7 ] + 5 N a → 1100 o C N b + 2 K F + 5 N a F {\displaystyle {\mathsf {K_{2}[NbF_{7}]+5Na{\xrightarrow {1100^{o}C}}Nb+2KF+5NaF}}}

позволяет получить чистый ниобий, фторид калия и фторид натрия.

Химические свойства

В растворах фторид натрия подвергается гидролизу по аниону:

N a F + 4 H 2 O → [ N a ( H 2 O ) 4 ] + + F − {\displaystyle {\mathsf {NaF+4H_{2}O{\xrightarrow {}}[Na(H_{2}O)_{4}]^{+}+F^{-}}}}

F − + H 2 O ⇄ H F + O H − {\displaystyle {\mathsf {F^{-}+H_{2}O\rightleftarrows HF+OH^{-}}}}

Степень гидролиза невелика, так как константа последней реакции pK = 10,8.

Присоединяет HF с образованием дифторгидрата натрия:

N a F + H F → N a ( H F 2 ) {\displaystyle {\mathsf {NaF+HF{\xrightarrow {}}Na(HF_{2})}}}

При избытке HF образуются высшие гидрофториды натрия:

N a F + n H F → N a [ F ( H F ) n ] ↓ {\displaystyle {\mathsf {NaF+nHF{\xrightarrow {}}Na[F(HF)_{n}]\downarrow }}}

известны соединения для n = 1÷4.

Сильные нелетучие кислоты разрушают фторид натрия:

2 N a F + H 2 S O 4 → > 100 o C N a 2 S O 4 + 2 H F ↑ {\displaystyle {\mathsf {2NaF+H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {>100^{o}C}}Na_{2}SO_{4}+2HF\uparrow }}}

Насыщенный гидроксид лития благодаря плохой растворимости фторида лития разрушает фторид натрия:

N a F + L i O H → N a O H + L i F ↓ {\displaystyle {\mathsf {NaF+LiOH{\xrightarrow {}}NaOH+LiF\downarrow }}}

Образовывает гексафторсиликаты и гексафторалюминаты:

2 N a F + H 2 [ S i F 6 ] → N a 2 [ S i F 6 ] ↓ + 2 H F {\displaystyle {\mathsf {2NaF+H_{2}[SiF_{6}]{\xrightarrow {}}Na_{2}[SiF_{6}]\downarrow +2HF}}}

3 N a F + A l F 3 → N a 3 [ A l F 6 ] ↓ {\displaystyle {\mathsf {3NaF+AlF_{3}{\xrightarrow {}}Na_{3}[AlF_{6}]\downarrow }}}

Расплав фторида натрия является электролитом, следовательно его можно разложить электролизом на элементы:

2 N a F → e − 2 N a ↓ + F 2 ↑ {\displaystyle {\mathsf {2NaF{\xrightarrow {\ e^{-}}}2Na\downarrow +F_{2}\uparrow }}}

Использование

${\mathsf {2NaF{\xrightarrow {\ e^{-}}}2Na\downarrow +F_{2}\uparrow }}$

Таблетки, содержащие фторид натрия

Фторид натрия и образующийся из него фторапатит используются для укрепления зубной эмали, которая и сама содержит фторапатит^[2]^[3]. Кроме добавления фтора в зубные пасты, производится фторирование питьевой воды. Зубная паста часто содержит фторид натрия, который необходим для предотвращения кариеса^[4]. Кроме того, фторид натрия используется как моющее средство. Используется в различных отраслях химической промышленности — при синтезе и в металлургии. Фторид натрия является реагентом при синтезе фреонов.

Натрия фторид используется для сохранения образцов тканей в биохимии и лекарственных тестирований; ионы фтора останавливают гликолиз. Натрия фторид часто используется вместе с иодуксусной кислотой, которая ингибирует создание фермента альдолазы.

Натрия фторид используют как компонент составов для очистки и алитирования металлов, флюсов для сварки, пайки и переплавки металлов, стекол, эмалей, керамики, огнеупоров, как компонент кислотоупорного цемента, термостойких смазок, составов для травления стекол, твердых электролитов, как консервант древесины, инсектицид, сорбент для поглощения UF₆ из газовых потоков, реагент при получении фторуглеводородов, как компонент специальных сортов бумаги, как ингибитор брожения, компонент огнезащитных составов и средств пожаротушения.

Опасность применения

Натрия фторид классифицируется как токсичное вещество при ингаляции (например, через пыль) или при приеме пищи. Как было показано, при достаточно высоких дозах влияет на сердечно-сосудистую систему; смертельная доза для человека при весе 70 кг оценивается в 5—10 г. В больших дозах, когда нужно использовать фторид натрия для лечения остеопороза, может вызвать боль в ногах и перепады в артериальном давлении, когда дозы слишком высоки, то происходит раздражение желудка, иногда такое сильное, что это может вызвать язву. В малых дозах используется для фторирования воды. При большой концентрации фтора (или при частом употреблении продуктов, жидкостей и тому подобных продуктов, содержащих фтор) может вызвать флюороз зубов, который может привести к потере зубов.

ПДК в воздухе рабочей зоны: 0,2 мг/м³

Ссылки

↑ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0563.html
↑ Bourne, Geoffrey Howard (1986), Dietary research and guidance in health and disease, Karger, с. 153, ISBN 3-805-5434-17, <https://books.google.com/?id=OW0gAAAAMAAJ> , Snippet view from page 153
↑ Klein, Cornelis; Hurlbut, Cornelius Searle & Dana, James Dwight (1999), Manual of Mineralogy (21 ed.), Wiley, ISBN 0-471-31266-5
↑ Sodium fluoride, Molecule of the week. American Chemical Society (19 февраля 2008). Проверено 1 ноября 2008.

формула, свойства, польза и вред

Фторид натрия — это неорганическое соединение, соль плавиковой кислоты и натрия. Представляет собой белое кристаллическое вещество без запаха. Химическая формула фторида натрия — NaF. Химическая связь — ионная.

Распространение в природе

В природе это вещество существует в основном в виде минерала виллиомита. Этот минерал и представляет фторид натрия в чистом виде. Он может иметь очень красивую расцветку от карминово-красной, розовой до бесцветной. Является довольно хрупким и относительно нетвердым. Блеск этого минерала напоминает блеск стекла. Его месторождения находятся в Северной Америке, Африке и на Кольском полуострове, но в целом он встречается довольно редко.

Получение в промышленности

Фторид натрия — довольно полезное соединение, поэтому синтезируется он в промышленных масштабах. Мировое производство составляет более 10000 тонн в год. В большинстве случаев сырьем являются гексафторсиликаты, которые также получают искусственно. На производстве их подвергают щелочному гидролизу, в результате которого в реакционной смеси выделяется фторид натрия. Но его еще необходимо отделить от примесей оксида кремния и силиката натрия. Делают это зачастую обыкновенной фильтрацией.

Но гексафторсиликаты даже при термическом разложении или при взаимодействии с карбонатом натрия могут давать фторид натрия. Это также может быть использовано при промышленном синтезе.

Также в промышленности существует способ получения фторида натрия из кальцинированной соды (карбоната натрия) и плавиковой кислоты. В результате их взаимодействия с помощью фильтрации удается получать технически чистый продукт:

Na₂CO₃+ HF → 2NaF + CO₂+ H₂O

Получение в лаборатории

В лаборатории возможны и другие способы получения этого соединения. Самый простой — это реакция нейтрализации гидроксида натрия плавиковой кислотой. Другой вариант: взаимодействие гидроксида натрия с фторидом аммония. Гидроксид натрия может давать фторид и при взаимодействии с простым фтором.

В теории фторид натрия можно получать и из простых веществ: натрия и фтора. Эта реакция протекает очень бурно, хотя на практике ее проводят очень редко.

F₂+ 2Na → 2NaF

Еще один способ получения — это термическое разложение дифторгидрата и некоторых комплексных солей. В этом случае получается продукт очень высокой чистоты.

Na(HF₂) → NaF + HF

При окислении простого фтора броматом натрия или другими окислителями, содержащими натрий, в качестве продукта может получаться фторид натрия.

F₂+ NaBrO₃+ 2NaOH → NaBrO₄ + 2NaF + H₂O

Взаимодействием трифторида бора с гидридом натрия, также можно получить эту соль.

BF₃ + NaOH → Na₃BO₃ + NaF + H₂O