Фторид натрия

Шаблон:Другие значения Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}}

Фтори́д на́трия (фто́ристый на́трий) — неорганическое бинарное соединение натрия и фтора, с химической формулой NaF. Белое кристаллическое вещество, растворимое в воде.

Физические свойства

Фторид натрия — бесцветные кристаллы с кубической решеткой (a = 0,46344 нм, пространственная группа Fm3m, Z=4). Трудно растворим в воде. Хорошо растворяется в безводной плавиковой кислоте. Кристаллогидратов не образует.

Нахождение в природе

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.

Также NaF встречается в магматических породах, входит в состав в нефелинового сиенита.

Получение

В промышленности фторид натрия получают щелочным гидролизом гексафторсиликатов:

$𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖲𝗂{𝖥}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{⟶}\mathrm{𝟨}𝖭𝖺𝖥\mathsf{+}𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

при избытке щелочи

$𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖲𝗂{𝖥}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{+}\mathrm{𝟪}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{⟶}\mathrm{𝟨}𝖭𝖺𝖥\mathsf{+}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟦}}𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

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

Непосредственным взаимодействием щелочи и кислоты:

$𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{+}𝖧𝖥\mathsf{⟶}𝖭𝖺𝖥\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Плавиковая кислота разрушает соли более слабых кислот:

$𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖥\mathsf{⟶}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖥\mathsf{+}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Также гидроксид натрия может разрушать соли летучих оснований:

$𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{+}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}𝖥\mathsf{⟶}𝖭𝖺𝖥\mathsf{+}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Разложение дифторгидрата натрия при температуре ~350 °C:

$𝖭𝖺\mathsf{(}𝖧{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{)}\stackrel{270-400^{o}C}{\to }𝖭𝖺𝖥\mathsf{+}𝖧𝖥$

Нагрев до температуры 1100 °C гептафторониобата калия с натрием:

${𝖪}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{[}𝖭𝖻{𝖥}_{\mathrm{𝟩}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathrm{𝟧}𝖭𝖺\stackrel{1100^{o}C}{\to }𝖭𝖻\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖪𝖥\mathsf{+}\mathrm{𝟧}𝖭𝖺𝖥$

позволяет получить чистый ниобий, фторид калия и фторид натрия.

Химические свойства

В растворах фторид натрия подвергается гидролизу по аниону:

$𝖭𝖺𝖥\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\stackrel{}{\to }\mathsf{[}𝖭𝖺\mathsf{(}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟦}}{\mathsf{]}}^{\mathsf{+}}\mathsf{+}{𝖥}^{\mathsf{-}}$

${𝖥}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\rightleftarrows }𝖧𝖥\mathsf{+}𝖮{𝖧}^{\mathsf{-}}$

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

Присоединяет HF с образованием дифторгидрата натрия:

$𝖭𝖺𝖥\mathsf{+}𝖧𝖥\stackrel{}{\to }𝖭𝖺\mathsf{(}𝖧{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{)}$

При избытке HF образуются высшие гидрофториды натрия:

$𝖭𝖺𝖥\mathsf{+}𝗇𝖧𝖥\stackrel{}{\to }𝖭𝖺\mathsf{[}𝖥\mathsf{(}𝖧𝖥{\mathsf{)}}_{𝗇}\mathsf{]}\mathsf{\downarrow }$

известны соединения для n = 1÷4.

Сильные нелетучие кислоты разрушают фторид натрия:

$\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖥\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\stackrel{>100^{o}C}{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖥\mathsf{\uparrow }$

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

$𝖭𝖺𝖥\mathsf{+}𝖫𝗂𝖮𝖧\stackrel{}{\to }𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{+}𝖫𝗂𝖥\mathsf{\downarrow }$

Образовывает гексафторсиликаты и гексафторалюминаты:

$\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖥\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{[}𝖲𝗂{𝖥}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{]}\stackrel{}{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{[}𝖲𝗂{𝖥}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{]}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖥$

$\mathrm{𝟥}𝖭𝖺𝖥\mathsf{+}𝖠𝗅{𝖥}_{\mathrm{𝟥}}\stackrel{}{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{[}𝖠𝗅{𝖥}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{]}\mathsf{\downarrow }$

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

$\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖥\stackrel{e^{-}}{\to }\mathrm{𝟤}𝖭𝖺\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

Использование

Таблетки, содержащие фторид натрия (натриум флуоратум)

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 иодоуксусной 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.

Также имелись данные, что фторид натрия использовался в пищепроме, однако его применение в этой сфере ограничили из-за токсичности (токсичность обусловлена фторидом).

Физиологическое значение

Фторид натрия относится к потенциально-опасным веществам для человека и млекопитающих. Он классифицируется как токсичное вещество при ингаляции (например, через пыль) или при приеме пищи в высоких дозах. Как было показано, при достаточно высоких дозах влияет на сердечно-сосудистую систему; смертельная доза для человека при весе 70 кг оцениваетсяШаблон:Нет АИ 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 микроскопических количествах фтористый натрий NaF 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: 1 мг/м³ (максимальная разовая), 0,2 мг/м³ (средняя сменная) в пересчёте на фторид-ионы.

Натрия фторид относится ко II классу токсичности согласно ГОСТ 12.1.007-76.