Свойства фторида натрия и область использования химического вещества

Фторид натрия представляет собой вещество бинарного типа, полученное в ходе неорганического соединения. Молекула химического реактива состоит из двух элементов, натрия и фтора, что видно в формуле фторида натрия (NaF). В основном получение натрия фторида происходит в промышленных условиях, но иногда вещество можно встретить и в природе, в виде редкого минерала виллиомита или в составе некоторых магматических пород.

Использование

Фторид натрия и образующийся из него фторапатит используются для укрепления зубной эмали, которая и сама содержит фторапатит. Кроме добавления фтора в зубные пасты, производится фторирование питьевой воды. Зубная паста часто содержит фторид натрия, который необходим для предотвращения кариеса. 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.

Читайте так же:

Функциональная схема производства цемента

Получение

Лабораторный метод получения фтора

Источником для производства фтора служит фтористый водород HF, получающийся в основном либо при действии серной кислоты HSO на флюорит CaF, либо при переработке апатитов и фосфоритов.

Лабораторный метод

Лабораторные условия — фтор можно получать с помощью химических установок. В медный сосуд 1, заполненный расплавом KF·3HF помещают медный сосуд 2, имеющий отверстия в дне. В сосуд 2 помещают толстый никелевый анод. Катод помещается в сосуд 1. Таким образом, в процессе электролиза газообразный фтор выделяется из трубки 3, а водород из трубки 4. Важным требованием является обеспечение герметичности системы, для этого используют пробки из фторида кальция со смазкой из оксида свинца (II) и глицерина.

В 1986 году, во время подготовки к конференции по поводу празднования 100-летия открытия фтора, Карл Кристе открыл способ чисто химического получения фтора с использованием реакции во фтороводородном растворе K₂MnF₆ и SbF₅ при 150 °C:

K₂MnF₆ + 2SbF₅ → 2KSbF₆ + MnF₃ + ½F₂ 2K₂MnF₆ + 4SbF₅ → 4KSbF₆ + 2MnF₃ + F₂ Хотя этот метод не имеет практического применения, он демонстрирует, что электролиз необязателен.

Способы получения фтора

Фтор получают методом электролиза расплава гидрофторида калия (смеси HF и KF):

Физические свойства фтора

Фтор при обычной температуре — зеленовато-жёлтый ядовитый газ, с резким запахом, очень реакционноспособный, хорошо растворим в жидких водороде и кислороде.

Химические свойства фтора

Фтор является самым сильным окислителем из всех простых веществ. Непосредственно он не взаимодействует только с N₂, Не, Ne, Аr, а при нормальных условиях также и с O₂.

Взаимодействие с простыми веществами

С кислородом

Реакция протекает при электрическом разряде (2100-2400 В, 25-30 мА), температуре от -196°C до -183°C и давлении 12 мм рт.ст. с образованием дифторида трикислорода (триоксодифторид, фторид озона) или фторида кислорода:

Читайте так же:

Цемент марки пцт 1 50

С галогенами (Cl, Br, I)

Фтор вступает в реакции с другими галогенами:

Например, Cl₂ + F₂ → 2ClF

С водородом

Взаимодействует с водородом со взрывом даже в темноте:

С серой

Реакция с серой протекает легко даже при сильном охлажлении:

С углеродом

Реакция окисления порошкообразного углерода сопровождается самовоспламенением последнего:

С азотом

При нагревании фтор реагирует и с азотом:

С фосфором

Фтор взаимодействует с P энергично (со взрывом) на свету и в темноте, даже при охлаждении жидким N₂:

С кремнием

Взаимодействует с кремнием с образованием фторида кремния

Cинертными газами

Окисляет ксенон, образуя фторид ксенона:

С металлами

При взаимодействии с металлами образуются фториды:

К, Na, Pb, Feзагораются при обычной температуре на свету. С щелочными металлами реакция протекает со взрывом:

Mg, Zn, Sn, Al, Ag, Cu и др. загораются на свету при слабом нагревании:

с малоактивными металлами – Au, Pt реагирует при нагревании до 300-400°С

Взаимодействие со сложными веществами

С водой

Фтор активно разлагает воду с образованием таких соединений, как фториды кислорода OF₂, O₂F₂; пероксид водорода Н₂O₂; кислород, озон, фтороводород:

С кислотами

Взаимодействует с безводной азотной кислотой при комнатной температуре с образованием диоксида-гипофторита азота и фтороводорода:

С серной кислотой образует гексафторид серы, фтороводород и кислород:

Сщелочами и аммиаком

Фтор окисляет щелочи:

Реагирует с газообразным аммиаком:

С солями

Не взаимодействует

Взаимодействие фтора с водными растворами солей невозможны, т.к. он ступает в реакцию с водой.

С оксидами

Реагирует с оксидом кремния, который загорается в атмосфере F₂:

Способы получения йода

Промышленный способ

Йод, также как и бром, извлекают из морской воды, соленых озер, подземных рассолов и буровых вод, где он содержится в виде I — .

Получение свободного йода с помощью различных окислителей, чаще всего газообразного хлора:

Читайте так же:

Стяжка 50мм расход цемента

Лабораторный способ

Йод можно получить также как и хлор или бром действием различных окислителей (КМnО₄, МnО₂, КСlO₃, КВrО₃, FеСl₃ и СuSO₄) на иодоводородную кислоту:

2 FеC₃ + 2 НI = 2 FeCl₂ + I₂ + 2 НСl

Физические свойства йода

Свободный йод I₂ при обычной температуре — черно-серое с фиолетовым оттенком кристаллическое вещество с металлическим блеском. Легко возгоняется. Пары йода имеют своеобразный запах и очень ядовиты.

Среди галогенов I₂ обладает самой меньшей растворимостью в воде, однако он хорошо растворим в спирте и других органических растворителях.

Опасен ли фторид?

Несмотря на то, что фторид активно используется человечеством в течение последних десятилетий, по-прежнему сохраняются опасения за здоровье людей по поводу последствий его употребления. Исследователи полагают, что высокие уровни фторида могут замедлять естественное образование зубной эмали. Дело в том, что обилие фторида создает гипоминерализацию, которая негативно сказывается на состоянии зубов — развивается флюороз (лат. Fluorum — фтор + osis). Стоматологи продолжают рекомендовать взрослым и детям средства со фтором. Но они предупреждают о том, что снизить риск возникновения флюороза можно. Просто дети не должны глотать зубную пасту.

Хотя врачи и ученые утверждают, что фторид в значительной степени отвечает за улучшение здоровья зубов, есть те, кто утверждает, что он может вызвать рак костей. В 1980-х годах исследование, проведенное Национальной программой по токсикологии, выявило «двусмысленные доказательства» канцерогенности на основе тестирования, проведенного на крысах. В итоге был сделан вывод о том, что нет достоверных данных о том, что фторирование воды и гигиенических средств может привести к развитию рака.

Соединения фтора, входящие в состав зубных паст.

Как один из первых фторсодержащих агентов в зубных пастах следует отметить фторид олова — основное составляющее системы SnF2 — Crest с Fluoristan (Procter&Gamble), впервые одобренной ADA как предупреждающей кариес зубной пасты.В качестве фтористых соединений в составе зубных паст также использовались фтористый калий, фторцирконий, тетрафтор титана, цинксодер-жащие фториды, фторсиликат магния, фтористый магний, натриевая соль фтористого олова, фторметаллит алюминия, аминофторид серебра, фторфенилгуанидогексан, фторгидрат никотиновой кислоты, цетилами-ногидрофторид, фторинол — фторгидрат никометанола, хорошо фиксирующийся на зубах. В качестве естественного источника фтора в зубной пасте предлагалось использовать пыль зеленого чая.

Читайте так же:

Фильтра для цементных емкостей

В настоящее время наиболее часто используются:

натрия фторид,
натрия монофторфосфат,
аминофториды.

Все эти вещества хорошо растворимы, легко диссоциируют на ионы, стабильны в водном растворе, не окрашивают деминерализованные зоны эмали.Препараты фтора обладают способностью вступать в реакцию с другими компонентами зубных паст. При этом фтор может связываться с образованием труднорастворимого соединения и терять свою активность, то есть способность переходить в ионизированное состояние. Поэтому фториды часто вводят в состав гигиенических зубных средств вместе со стабилизаторами — веществами с большей способностью вступать в химические реакции с компонентами зубных паст, препятствующие необратимому связыванию фтора (фитиновая кислота и ее соли, лимонная кислота и ее соли, моно-, ди- и трикарбоновые кислоты, фосфат магния, сульфатированные полимеры, хлористый стронций, салицилат цинка).С фторидами хорошо взаимодействуют ферменты: лизоцим, декстрана-за, мутаназа. Натрия хлорид повышает активность вводимого фтора.Фторсодержащие зубные пасты особенно эффективны при назначении их лицам (особенно детям) с декомпенсированными формами течения кариеса, наличием очагов деминерализации эмали зубов, поражений твердых тканей зубов некариозного генеза. Показаны также при незавершенной вторичной минерализации (сразу после прорезывания зубов), массивных отложениях неминерализованного зубного налета, наличии общих и местных кариесогенных факторов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и удерживая ЛЕВЫЙ Ctrl, нажмите Enter. Вы можете отправить не более 5 сообщений за 30 минут!

Применение

• В строительном деле используется в производстве цементов и замазок, стойких к воздействию агрессивных сред и кислот; кислотоупорных и жаростойких бетонов для химпрома. Отвердитель бетонов, замазок и растворов на основе силикатов. При добавлении в цементы и бетоны нейтрализует свободную щелочь, ускоряет процесс схватывания, повышает влагостойкость готового бетона.
• Нужен в стекольном деле для изготовления опалового стекла, матовых стекол, цветных непрозрачных эмалей и керамики, белой сажи. Применяется для травления стекла.
• В химпроме — для получения фторпроизводных, растворов для травления стекла; огнестойких силикатных красок; инсектицидов и фунгицидов.
• Для обработки тканей в текстильпроме.
• В кожевенном деле применяется для обеззараживания шкур.
• Для обогащения пирита методами флотации — в горнодобыче.
• Для обогащения воды фтором.
• Используется в деревообработке для пропитки древесины с целью защиты ее от вредителей и плесени.
• Для получения марганца и бериллия — в металлургии.
• В сельском хозяйстве — средство против грызунов.
• В качестве средства от насекомых и тараканов.