سدیم فلوراید یک ترکیب معدنی، نمکی از اسید هیدروفلوئوریک و سدیم است. این یک ماده کریستالی سفید و بی بو است. فرمول شیمیایی سدیم فلوراید NaF است. پیوند شیمیایی - یونی.
گسترش در طبیعت
در طبیعت این ماده عمدتاً به شکل کانی ویلیومیت وجود دارد. این ماده معدنی نمایانگر سدیم فلوراید به شکل خالص آن است. می تواند رنگ بسیار زیبایی از قرمز کارمینی، صورتی تا بی رنگ داشته باشد. کاملا شکننده و نسبتاً ناپایدار است. درخشندگی این ماده معدنی شبیه درخشندگی شیشه است. ذخایر آن در آمریکای شمالی، آفریقا و شبه جزیره کولا یافت می شود، اما به طور کلی بسیار نادر است.
به دست آمده توسط صنعت
فلوراید سدیم یک ترکیب نسبتا مفید است، بنابراین در مقیاس صنعتی سنتز می شود. تولید جهانی بیش از 10000 تن در سال است. در بیشتر موارد، مواد اولیه هگزافلوروسیلیکات ها هستند که به صورت مصنوعی نیز به دست می آیند. در تولید، آنها تحت هیدرولیز قلیایی قرار می گیرند که در نتیجه آن سدیم فلوراید در مخلوط واکنش آزاد می شود. اما هنوز باید از ناخالصی های اکسید سیلیکون و سیلیکات سدیم جدا شود. انجام دادناین اغلب فقط فیلتر کردن ساده است.
اما هگزا فلوروسیلیکات ها، حتی زمانی که از نظر حرارتی تجزیه می شوند یا در هنگام تعامل با کربنات سدیم، می توانند فلوراید سدیم ایجاد کنند. همچنین می توان از آن در سنتز صنعتی استفاده کرد.
همچنین در صنعت روشی برای بدست آوردن سدیم فلوراید از خاکستر سودا (کربنات سدیم) و اسید هیدروفلوئوریک وجود دارد. در نتیجه تعامل آنها با کمک فیلتر کردن، می توان یک محصول از نظر فنی خالص به دست آورد:
Na2CO3 + HF → 2NaF + CO2 + H 2O
دسترسی آزمایشگاه
در آزمایشگاه راه های دیگری نیز برای به دست آوردن این ترکیب وجود دارد. ساده ترین واکنش خنثی سازی هیدروکسید سدیم با اسید هیدروفلوئوریک است. گزینه دیگر: برهمکنش هیدروکسید سدیم با فلوراید آمونیوم. هیدروکسید سدیم همچنین می تواند هنگام تعامل با فلوئور ساده فلوراید بدهد.
در تئوری، سدیم فلوراید را می توان از مواد ساده نیز به دست آورد: سدیم و فلوئور. این واکنش بسیار شدید پیش می رود، اگرچه در عمل بسیار به ندرت انجام می شود.
F2 + 2Na → 2NaF
راه دیگر برای به دست آوردن تجزیه حرارتی دی فلوروهیدرات و برخی نمک های پیچیده است. در این صورت محصولی با خلوص بسیار بالا بدست می آید.
Na(HF2) → NaF + HF
هنگام اکسید کردن فلوئور ساده با برومات سدیم یا سایر اکسید کننده های حاوی سدیم به عنوان یک محصولممکن است فلوراید سدیم تولید کند.
F2 + NaBrO3+ 2NaOH → NaBrO4 + 2NaF + H 2O
با واکنش تری فلوراید بور با هیدرید سدیم می توان این نمک را نیز به دست آورد.
BF3 + NaOH → Na3BO3 + NaF + H 2O
خواص فیزیکی
فلوراید سدیم یک جامد کریستالی سفید رنگ است. نقطه ذوب - 992 درجه سانتیگراد، نقطه جوش - 1700 درجه سانتیگراد. داغ نیست. از آنجایی که پیوند شیمیایی سدیم فلوراید یونی است، در آب بسیار محلول است و حتی بهتر در هیدروژن فلوراید. تقریباً در حلال های آلی نامحلول است. غیر هیگروسکوپیک و هیدرات های کریستالی تشکیل نمی دهد.
خواص شیمیایی
در محلول های آبی، سدیم فلوراید تجزیه می شود و یک ترکیب پیچیده تشکیل می دهد.
NaF + 4H2O → [Na(H2O)4] + + F-
هنگام تعامل با اسید هیدروفلوئوریک، دی فلوروهیدرات تشکیل می شود. اما با مقدار زیاد هیدروژن فلوراید می توان ترکیبات پیچیده دیگری نیز به وجود آورد که به آنها هیدروفلورید سدیم می گویند. ترکیب آنها ممکن است بسته به نسبت معرف ها متفاوت باشد.
همانطور که از فرمول شیمیایی می بینید، سدیم فلوراید یک نمک معمولی است، بنابراین اگر در نتیجه واکنش رسوب یا گازی تشکیل شود، وارد واکنش های تبادلی با نمک های دیگر می شود. هنگام تعامل با اسیدها، هیدروژن فلوراید گازی آزاد می شود. و با هیدروکسید لیتیوم، رسوبی از لیتیم فلوراید تشکیل می شود.
فلوراید سدیمبسته به معرف‌ها و شرایط واکنش ممکن است نمک‌های پیچیده دیگری را تشکیل دهند.
مسمومیت
سدیم فلوراید یک ماده خطرناک است. طبق استاندارد NFPA 704 درجه سوم خطر از چهار را دارد.دز کشنده برای انسان 5-10 گرم است. این مقدار بسیار زیاد است، اما حتی دوزهای کوچکتر فلوراید سدیم به سیستم قلبی عروقی آسیب می رساند. مسمومیت می تواند هم با استنشاق هوای مسموم و هم با خوردن این ترکیب معدنی در غذا رخ دهد. در مورد دوم، تحریک معده ممکن است تا زخم ایجاد شود.
برنامه
سدیم فلوراید خاصیت ضدعفونی کنندگی خوبی دارد، بنابراین گاهی اوقات به مواد شوینده اضافه می شود. به همین دلیل از آن برای فرآوری چوب استفاده می شود. محلول این نمک به مبارزه با کپک، قارچ و حشرات کمک می کند. اغلب از محلول سه درصد استفاده می شود. به خوبی به داخل چوب نفوذ می کند و از پوسیدگی محافظت می کند. اما این دارو یک اشکال دارد، به همین دلیل فلوراید سدیم به ندرت استفاده می شود - در هنگام باران به راحتی از چوب شسته می شود، زیرا این نمک بسیار محلول در آب است.
همچنین در سنتز برخی از ترکیبات شیمیایی، به ویژه فریون ها و حشره کش ها استفاده می شود. یون‌های فلوئور گلیکولیز (اکسیداسیون گلوکز) را متوقف می‌کنند، بنابراین از فلوراید سدیم برای تحقیقات بیوشیمیایی استفاده می‌شود.
همچنین اغلب در صنعت متالورژی برای تمیز کردن سطوح فلزی و همچنین در هنگام ذوب و لحیم کاری آنها استفاده می شود. گاهی اوقات این ماده به سیمان اضافه می شود و بتن در برابر آن مقاوم می شودبه اسیدها، و در روان کننده ها برای بهبود کیفیت های مقاوم در برابر حرارت.
بحث برانگیزترین کاربرد آن در خمیر دندان است. برای دندان ها، سدیم فلوراید منبع فلوراید است که برای استحکام استخوان ها و دندان ها ضروری است و همچنین برای جلوگیری از پوسیدگی مفید است. اما با مصرف زیاد این عنصر، عواقب منفی ممکن است رخ دهد. بنابراین، هنوز بحث در مورد استفاده از فلوراید به عنوان یک افزودنی در خمیر دندان وجود دارد.
تاثیر مثبت فلوراید بر بدن
فلورین یک عنصر کمیاب بسیار مهم در بدن انسان است که بدون آن زندگی عادی آن غیرممکن است. مصرف روزانه 0.03 میلی گرم فلوراید به ازای هر کیلوگرم وزن بدن بزرگسالان ضروری است. کودک 5 برابر بیشتر نیاز دارد.
عملکردهای فلوئور در بدن بسیار متنوع است. به رشد و شکل گیری مناسب استخوان ها، موها و ناخن ها کمک می کند، زیرا کلسیم را در فرآیند معدنی شدن تثبیت می کند. این امر به ویژه در طول رشد و تکامل کودکان و همچنین شکستگی ها بسیار مهم است. این عنصر برای حفظ ایمنی ضروری است. اگر فلوراید در این فرآیند نقش داشته باشد، آهن بهتر جذب بدن می شود.
با کمبود این عنصر، مینای دندان ضعیف می شود، خطر پوسیدگی افزایش می یابد. در کودکان در این مورد، نقص ممکن است در طول رشد اسکلت ظاهر شود. بزرگسالان در معرض خطر ابتلا به پوکی استخوان هستند. این بیماری با تراکم استخوان کم مشخص می شود که شکنندگی استخوان را افزایش می دهد.
مشکلات فلوراید اضافی در بدن
با محتوای افزایش یافته فلوئور دربدن ممکن است دچار فلوئوروزیس شود. این بیماری با تعدادی از عواقب غیر قابل برگشت مشخص می شود. در مراحل اولیه توسعه بیماری، مینای دندان آسیب می بیند. روی آن لکه هایی با اشکال و رنگ های مختلف وجود دارد. لکه ها به راحتی توسط دندانپزشک تشخیص داده می شوند و با درمان به موقع به راحتی می توان آنها را از بین برد. برای سفید کردن، اغلب از محلول های اسیدهای معدنی، محلول پراکسید هیدروژن یا محلول های دیگر پراکسیدها استفاده می شود. پس از سفید شدن مینای دندان، معدنی سازی مجدد با محلول گلوکونات کلسیم انجام می شود. در درمان اشکال شدیدتر فلوئوروزیس، مصرف خوراکی گلوکونات کلسیم تا پایان درمان توصیه می شود. اگر فرسایش مینای دندان در حین فلوئوروزیس اتفاق بیفتد، از مواد کامپوزیت استفاده می شود و شکل دندان تقریباً مانند پرکردن ترمیم می شود.
به عنوان یک اقدام پیشگیرانه برای این بیماری، اگر غلظت فلوراید در آب آشامیدنی زیاد باشد، می توانید میزان دریافت فلوراید را در بدن کاهش دهید. برای این کار معمولا منبع آب را جایگزین می کنند یا به سادگی آن را فیلتر می کنند. همچنین می توانید غذاهای حاوی فلوراید زیادی را از رژیم غذایی حذف کنید: ماهی دریایی، روغن حیوانی، اسفناج. خوردن ویتامین C و D و کلسیم گلوکونات ممکن است کمک کند.
اگر فلوراید اضافی در یک دوره طولانی (10-20 سال) مشاهده شود، استخوان ها شروع به آسیب می کنند. پوکی استخوان رخ می دهد که در آن، برخلاف پوکی استخوان، تراکم استخوان از حد طبیعی بالاتر می رود که منجر به کاهش خاصیت ارتجاعی آنها می شود. همچنین می تواند باعث شکستگی های مکرر شود. اما شما نباید نگران باشید. چنین مقدار زیاد فلوئور در بدن فقط در افرادی که روی آن کار می کنند اتفاق می افتدتولید فلوراید بدون اقدامات احتیاطی.
فلوریداسیون آب
همانطور که در بالا ذکر شد، فلوراید می تواند برای جلوگیری از پوسیدگی استفاده شود. به همین دلیل در اواسط قرن گذشته استفاده از فلورایده کردن آب لوله کشی در برخی کشورها آغاز شد. ماهیت آن شبیه کلرزنی است. مقدار کمی سدیم فلوراید یا جزء دیگر حاوی فلوئور به آب اضافه می شود تا خواص خاصی به آن بدهد. امروزه، 2/3 آب در ایالات متحده دارای فلوراید است.
برای اینکه فرد بتواند مقدار مورد نیاز فلوئور را دریافت کند، طبق گفته سازمان بهداشت جهانی، آب آشامیدنی باید حاوی 0.5-1.0 میلی گرم فلوراید در هر لیتر باشد. اما آب معمولی همیشه حاوی این مقدار نیست، بنابراین باید آن را به طور مصنوعی افزایش دهید.
فلوریداسیون آب به هیچ وجه بر طعم و بوی آن تأثیر نمی گذارد. به لطف این فرآیند، خطر پوسیدگی به ویژه در بین کودکان بسیار کاهش می یابد. این به این دلیل است که فلوراید باکتری‌هایی را که می‌توانند مینای دندان را حل کرده و ایجاد حفره کنند، از بین می‌برد.
البته، افزایش محتوای فلوئور می تواند منجر به فلوئوروزیس شود، اما طبق مطالعات معتبر، فلوراید آب نمی تواند علت این آسیب شناسی باشد. سایر عوارض جانبی چنین آبی نیز مشاهده نمی شود. اگرچه اخیراً برخی از مطالعات با کیفیت پایین ظاهر شده اند که خلاف آن را نشان می دهد. به دست آوردن محبوبیت و این افسانه که فلوراید آب راهی برای دفع فلوراید است که ضایعات شرکت های آلومینیومی است. اما این نسخه تایید نشد.
استفاده کنیدآب حاوی فلوراید فقط برای برخی بیماری ها توصیه نمی شود: دیابت، اختلالات هورمونی، آرتریت، تیروئید، بیماری های کلیوی و قلبی.
در هر صورت، آب به راحتی از وجود فلوئور خلاص می شود. فیلترهایی که بر اساس اصل اسمز معکوس کار می کنند تقریباً تمام فلوئور را حذف می کنند و تقطیر آب را به طور کامل از آن تصفیه می کند. فیلترهای خانگی همچنین می توانند تا حدی یا به طور کامل فلوئور را در خود حفظ کنند. عبور آب از طریق آلومینا، پودر استخوان یا زغال استخوان نیز می تواند فلوراید را از آب حذف کند. برخی از فلورایدها (مانند فلوراید کلسیم) در آب نامحلول هستند، بنابراین می توان از روش رسوبی برای رسوب تمام فلوئور استفاده کرد. آهک اغلب برای این مورد استفاده می شود.
کاربردهای دارویی
سدیم فلوراید یک ماده فعال در برخی داروها است. به عنوان یک قاعده، چنین قرص هایی طبق تجویز پزشک مصرف می شوند، گاهی اوقات درمان نیاز به نظارت ویژه دارد و با مطالعات منظم دینامیک جریان همراه است. نام‌های تجاری فراورده‌های فلورین: «سدیم فلوراید»، «ناتریوم فلوراتوم» و «اوسین». آنها برای کمبود فلوراید در بدن، به ویژه برای پوکی استخوان تجویز می شوند.
دارو به شکل دراژه و قرص به صورت خوراکی مصرف می شود. تقریباً تمام فلوراید بدون توجه به غذای مصرفی توسط بدن جذب می شود. به طور معمول، چنین درمانی با مصرف کلسیم و منیزیم، 1-1.5 گرم در روز ترکیب می شود. این به استخوان‌ها کمک می‌کند تا مواد معدنی پایدارتری داشته باشند.
اما مصرف این دارو خطرناک است. در این حالت ممکن است فلوئور اضافی رخ دهد که منجر به فلوئوروزیس شود. دربا مصرف داروهای حاوی فلوراید سدیم، برای جلوگیری از ایجاد فلوئوروزیس باید به دندانپزشک مراجعه کرد.
