Nātrija fluorīds ir neorganisks savienojums, fluorūdeņražskābes un nātrija sāls. Tā ir b alta kristāliska viela bez smaržas. Nātrija fluorīda ķīmiskā formula ir NaF. Ķīmiskā saite - jonu.
Izplatieties dabā
Dabā šī viela galvenokārt eksistē minerāla Williomīta formā. Šis minerāls ir nātrija fluorīds tīrā veidā. Tam var būt ļoti skaista krāsa no karmīnsarkanas, rozā līdz bezkrāsainam. Tas ir diezgan trausls un salīdzinoši nestabils. Šī minerāla spožums atgādina stikla mirdzumu. Tās atradnes ir atrodamas Ziemeļamerikā, Āfrikā un Kolas pussalā, taču kopumā tas ir diezgan reti sastopams.
Iegūst nozare
Nātrija fluorīds ir diezgan noderīgs savienojums, tāpēc to sintezē rūpnieciskā mērogā. Pasaulē saražo vairāk nekā 10 000 tonnu gadā. Vairumā gadījumu izejvielas ir heksafluorsilikāti, kas iegūti arī mākslīgi. Ražošanā tie tiek pakļauti sārmainai hidrolīzei, kā rezultātā reakcijas maisījumā izdalās nātrija fluorīds. Bet tas joprojām ir jāatdala no silīcija oksīda un nātrija silikāta piemaisījumiem. Darītbieži vien tā ir vienkārša filtrēšana.
Bet heksafluorsilikāti, pat termiski sadaloties vai mijiedarbojoties ar nātrija karbonātu, var radīt nātrija fluorīdu. To var izmantot arī rūpnieciskajā sintēzē.
Arī rūpniecībā ir paņēmiens nātrija fluorīda iegūšanai no sodas (nātrija karbonāta) un fluorūdeņražskābes. To mijiedarbības rezultātā ar filtrēšanas palīdzību ir iespējams iegūt tehniski tīru produktu:
Na2CO3 + HF → 2NaF + CO2 + H 2O
Iegūšana laboratorijā
Laboratorijā ir citi veidi, kā iegūt šo savienojumu. Vienkāršākā ir nātrija hidroksīda neitralizācijas reakcija ar fluorūdeņražskābi. Vēl viena iespēja: nātrija hidroksīda mijiedarbība ar amonija fluorīdu. Nātrija hidroksīds var arī dot fluorīdu, mijiedarbojoties ar vienkāršu fluoru.
Teorētiski nātrija fluorīdu var iegūt arī no vienkāršām vielām: nātrija un fluora. Šī reakcija notiek ļoti vardarbīgi, lai gan praksē tā tiek veikta ļoti reti.
F2 + 2Na → 2NaF
Cits veids, kā iegūt, ir difluorhidrāta un dažu komplekso sāļu termiskā sadalīšanās. Šajā gadījumā tiek iegūts ļoti augstas tīrības pakāpes produkts.
Na(HF2) → NaF + HF
Oksidējot vienkāršu fluoru ar nātrija bromātu vai citiem oksidētājiem, kas satur nātriju kā produktuvar radīt nātrija fluorīdu.
F2 + NaBrO3+ 2NaOH → NaBrO4 + 2NaF + H 2O
Reaģējot bora trifluorīdam ar nātrija hidrīdu, var iegūt arī šo sāli.
BF3 + NaOH → Na3BO3 + NaF + H 2O
Fizikālās īpašības
Nātrija fluorīds ir b alta kristāliska cieta viela. Kušanas temperatūra - 992°C, viršanas temperatūra - 1700°C. Nav karsts. Tā kā nātrija fluorīda ķīmiskā saite ir jonu, tā labi šķīst ūdenī un vēl labāk - fluorūdeņražā. Gandrīz nešķīst organiskajos šķīdinātājos. Nehigroskopisks un neveido kristāliskus hidrātus.
Ķīmiskās īpašības
Ūdens šķīdumos nātrija fluorīds disociējas un veido sarežģītu savienojumu.
NaF + 4H2O → [Na(H2O)4] + + F-
Mijiedarbojoties ar fluorūdeņražskābi, veidojas difluorhidrāts. Bet ar fluorūdeņraža pārpalikumu var veidoties citi kompleksi savienojumi, kurus sauc par nātrija hidrofluorīdiem. To sastāvs var atšķirties atkarībā no reaģentu attiecības.
Kā redzams pēc ķīmiskās formulas, nātrija fluorīds ir tipisks sāls, tāpēc tas nonāk apmaiņas reakcijās ar citiem sāļiem, ja reakcijas rezultātā veidojas nogulsnes vai gāze. Mijiedarbojoties ar skābēm, izdalās gāzveida fluorūdeņradis. Un ar litija hidroksīdu veidojas litija fluorīda nogulsnes.
Nātrija fluorīdsatkarībā no reaģentiem un reakcijas apstākļiem var veidot citus kompleksus sāļus.
Toksicitāte
Nātrija fluorīds ir bīstama viela. Tam ir trešais bīstamības līmenis no četriem saskaņā ar standartu NFPA 704. Cilvēkiem letālā deva ir 5-10 grami. Tas ir diezgan daudz, taču pat mazākas nātrija fluorīda devas kaitē sirds un asinsvadu sistēmai. Saindēšanās var rasties gan ieelpojot saindētu gaisu, gan uzņemot šo neorganisko savienojumu ar pārtiku. Pēdējā gadījumā var rasties kuņģa kairinājums, līdz pat čūlai.
Pieteikums
Nātrija fluorīdam piemīt labas antiseptiskas īpašības, tāpēc to dažreiz pievieno mazgāšanas līdzekļiem. Tā paša iemesla dēļ to izmanto kokapstrādei. Šīs sāls šķīdums palīdz cīnīties ar pelējumu, sēnītēm un kukaiņiem. Visbiežāk tiek izmantots trīs procentu šķīdums. Tas labi iesūcas kokā un pasargā to no sabrukšanas. Taču šim līdzeklim ir trūkums, kura dēļ nātrija fluorīdu lieto reti – lietus laikā tas viegli izskalojas no koka, jo šis sāls labi šķīst ūdenī.
To izmanto arī dažu ķīmisku savienojumu, jo īpaši freonu un insekticīdu, sintēzē. Fluora joni aptur glikolīzi (glikozes oksidāciju), tāpēc nātrija fluorīdu izmanto bioķīmiskiem pētījumiem.
To bieži izmanto arī metalurģijas rūpniecībā metāla virsmu tīrīšanai, kā arī to kausēšanas un lodēšanas laikā. Vielu dažreiz pievieno cementam, padarot betonu izturīgu pretskābēm un smērvielās, lai uzlabotu karstumizturīgās īpašības.
Vispretrunīgākais lietojums ir zobu pastās. Zobiem nātrija fluorīds ir fluora avots, kas nepieciešams kaulu un zobu stiprināšanai, kā arī kalpo kariesa profilaksei. Bet ar lielu šī elementa patēriņu var rasties negatīvas sekas. Tāpēc joprojām notiek diskusijas par fluora izmantošanu kā piedevu zobu pastā.
Fluora pozitīvā ietekme uz ķermeni
Fluors ir diezgan svarīgs mikroelements cilvēka organismā, bez kura tā normāla dzīve nav iespējama. Pieaugušam cilvēkam dienā nepieciešams patērēt 0,03 mg fluora uz kilogramu ķermeņa svara. Bērnam vajag 5 reizes vairāk.
Fluora funkcijas organismā ir ļoti dažādas. Tas veicina pareizu kaulu, matu un nagu augšanu un veidošanos, jo stabilizē kalciju mineralizācijas procesā. Tas ir īpaši svarīgi bērnu augšanas un attīstības laikā, kā arī lūzumu laikā. Šis elements ir nepieciešams, lai saglabātu imunitāti. Organisms labāk uzsūcas dzelzi, ja šajā procesā ir iesaistīts fluors.
Ar šī elementa trūkumu tiek novājināta zobu emalja, palielinās kariesa risks. Bērniem šajā gadījumā skeleta attīstības laikā var parādīties defekti. Pieaugušajiem ir risks saslimt ar osteoporozi. Šai slimībai raksturīgs zems kaulu blīvums, kas palielina kaulu trauslumu.
Problēmas ar lieko fluoru organismā
Ar palielinātu fluora saturuorganismā var attīstīties fluoroze. Šai slimībai ir raksturīgas vairākas neatgriezeniskas sekas. Sākotnējās slimības attīstības stadijās cieš zobu emalja. Uz tā ir dažādu formu un krāsu plankumi. Plankumus viegli diagnosticē zobārsts, un ar savlaicīgu ārstēšanu tos var viegli noņemt. Balināšanai bieži izmanto neorganisko skābju šķīdumus, ūdeņraža peroksīda šķīdumu vai citu peroksīdu šķīdumus. Pēc emaljas balināšanas remineralizāciju veic ar kalcija glikonāta šķīdumu. Ārstējot smagākas fluorozes formas, kalcija glikonātu ieteicams lietot iekšķīgi līdz terapijas beigām. Ja fluorozes laikā notiek zobu emaljas erozija, tad tiek izmantoti kompozītmateriāli un tiek atjaunota zoba forma, aptuveni tāda pati kā ar plombēšanu.
Kā profilakses līdzekli pret šo slimību var samazināt fluora uzņemšanu organismā, ja tā koncentrācija dzeramajā ūdenī ir augsta. Lai to izdarītu, viņi parasti nomaina ūdens avotu vai vienkārši to filtrē. Varat arī izņemt no uztura pārtiku, kas satur daudz fluora: jūras zivis, dzīvnieku eļļu, spinātus. C un D vitamīnu un kalcija glikonāta ēšana var palīdzēt.
Ja ilgstoši (10-20 gadus) tiek novērots pārmērīgs fluors, sāk ciest kauli. Rodas osteoskleroze, kurā, atšķirībā no osteoporozes, kaulu blīvums kļūst augstāks par normālu, kas noved pie to elastības samazināšanās. Tas var izraisīt arī biežus lūzumus. Bet jums nevajadzētu uztraukties. Tik spēcīgs fluora pārpalikums organismā var rasties tikai cilvēkiem, kuri strādā piefluorīda ražošana bez drošības pasākumiem.
Ūdens fluorēšana
Kā minēts iepriekš, fluoru var izmantot, lai novērstu kariesu. Šī iemesla dēļ pagājušā gadsimta vidū dažās valstīs sāka izmantot krāna ūdens fluorēšanu. Tās būtība atgādina hlorēšanu. Ūdenim pievieno nelielu daudzumu nātrija fluorīda vai citas fluoru saturošas sastāvdaļas, lai piešķirtu tam noteiktas īpašības. Mūsdienās 2/3 no visa ūdens ASV ir fluorēts.
Lai cilvēks saņemtu nepieciešamo fluora daudzumu, saskaņā ar Pasaules Veselības organizācijas datiem, dzeramajā ūdenī vajadzētu būt 0,5-1,0 mg fluora litrā. Bet parastais ūdens ne vienmēr satur šo daudzumu, tāpēc jums tas ir mākslīgi jāpalielina.
Ūdens fluorēšana nekādā veidā neietekmē tā garšu vai smaržu. Pateicoties šim procesam, kariesa risks ir ievērojami samazināts, īpaši bērnu vidū. Tas ir tāpēc, ka fluorīds iznīcina baktērijas, kas var izšķīdināt zobu emalju un izraisīt dobumus.
Protams, palielināts fluora saturs var izraisīt fluorozi, taču saskaņā ar autoritatīviem pētījumiem ūdens fluorēšana nevar būt šīs patoloģijas cēlonis. Citas šāda ūdens blakusparādības arī netiek novērotas. Lai gan pēdējā laikā ir sākuši parādīties daži zemas kvalitātes pētījumi, kas liecina par pretējo. Popularitātes gūšana un mīts, ka ūdens fluorēšana ir veids, kā atbrīvoties no fluorīdiem, kas ir alumīnija uzņēmumu atkritumi. Taču šī versija netika apstiprināta.
Izmantojietfluorētu ūdeni neiesaka lietot tikai noteiktām slimībām: cukura diabēts, hormonālie traucējumi, artrīts, vairogdziedzera, nieru un sirds slimības.
Jebkurā gadījumā ūdeni ir viegli atbrīvoties no fluora klātbūtnes. Filtri, kas darbojas pēc reversās osmozes principa, atdala gandrīz visu fluoru, un destilācija pilnībā attīra ūdeni no tā. Sadzīves filtri var arī daļēji vai pilnībā aizturēt fluoru. Fluorīdu no ūdens var noņemt arī, izlaižot ūdeni caur alumīnija oksīdu, kaulu miltiem vai kaulu oglēm. Daži fluorīdi (piemēram, kalcija fluorīds) nešķīst ūdenī, tāpēc visa fluora izgulsnēšanai var izmantot izgulsnēšanas metodi. Šim nolūkam bieži izmanto kaļķi.
Farmakoloģiskie pielietojumi
Nātrija fluorīds ir dažu zāļu aktīvā sastāvdaļa. Parasti šādas tabletes lieto, kā noteicis ārsts, dažreiz terapijai nepieciešama īpaša uzraudzība, un to papildina regulāri plūsmas dinamikas pētījumi. Fluora preparātu tirdzniecības nosaukumi: "Nātrija fluorīds", "Natrium fluoratum" un "Ossin". Tos izraksta fluora trūkuma dēļ organismā, īpaši osteoporozes gadījumā.
Zāles dražeju un tablešu veidā lieto iekšķīgi. Gandrīz viss fluors tiek absorbēts organismā neatkarīgi no uztura. Parasti šāda terapija tiek kombinēta ar kalcija un magnija uzņemšanu 1-1,5 g dienā. Tas palīdz kauliem konsekventāk mineralizēties.
Bet zāles ir bīstamas pārņemt normu. Šajā gadījumā var rasties fluora pārpalikums, kas var izraisīt fluorozi. Plkstlietojot zāles, kas satur nātrija fluorīdu, nepieciešams apmeklēt zobārstu, lai novērstu fluorozes attīstību.
