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氟化鈉
一種離子化合物
氟化鈉(英文: Sodium Fluoride)是一種離子化合物，為無機物，化學式為NaF，分子量為41.988，密度為2.78 g/cm3。氟化鈉外觀呈無色結晶固體或白色粉末，無特殊氣味，溶于水、氫氟酸，不溶于乙醇。氟化鈉是堿金屬氟化物中唯一具有吸濕性的鹽，長期貯存會結塊。氟化鈉受熱分解或與酸反應會釋放出氟化氫氣體，還可與鉀型陽離子交換劑等發(fā)生置換反應，與六氟化鈾、氟化氫等發(fā)生絡合反應等。
基本信息
中文名
氟化鈉
英文名
Sodium Fluoride, Zymafluor
CAS號
7681-49-4
性質(zhì)
化學式
NaF
結構式
摩爾質(zhì)量
41.988 g/mol
外觀
無色結晶固體或白色粉末
氣味
無特殊氣味
密度
1.125g/cm3
熔點
993 ℃
沸點
1695 ℃
溶解性
溶于水、氫氟酸，不溶于乙醇
pKa
3.17
pH值
7.4(新制飽和溶液)
蒸氣壓
1 mmHg(1077 ℃)
危險性
NFPA 704
藍3：可造成嚴重或永久性傷害。
紅0：在通?；馂闹胁粫紵?。
黃0：即使在火災中也很穩(wěn)定。
氟化鈉可在醫(yī)療領域用于治療骨質(zhì)疏松癥、Paget骨病和防治齲齒等；在農(nóng)業(yè)領域作殺蟲劑、殺菌劑；在電化學領域作電解質(zhì)添加劑；在分析化學及醫(yī)學檢驗領域作分析試劑等。氟化鈉具有毒性，急性中毒時表現(xiàn)出惡心、嘔吐及腹瀉等胃腸癥狀，不及時搶救可致死亡；慢性中毒時會造成氟骨癥，影響骨骼和牙齒的健康等。
分子結構
氟化鈉球棍模型
氟化鈉比例模型
氟化鈉晶體結構屬四方晶系，空間群為Fm-3m，其晶胞參數(shù)為a=b=c=4.57 ?，α=β=γ=90.00 °。在氟化鈉晶體中，鈉離子與6個氟離子成鍵， 所有Na-F鍵長均為2.29 ?，構成正八面體結構，晶體結構如下圖所示：
氟化鈉晶體結構投影圖
氟化鈉晶體結構透視圖
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
氟化鈉外觀呈無色結晶固體或白色粉末，無特殊氣味，溶于水、氫氟酸，不溶于乙醇，其在水中的溶解度如下表所示。氟化鈉是堿金屬氟化物中唯一具有吸濕性的鹽，長期貯存會結塊。其分子量為41.988，密度為2.78 g/cm3，熔點為993 ℃，沸點為1695 ℃，蒸氣壓為1 mmHg(1077 ℃)，折射率為1.336，解離常數(shù)pKa為3.17。
氟化鈉在水中的溶解度表
化學性質(zhì)
熱分解
置換反應
絡合反應
氟化鈉可與六氟化鈾發(fā)生絡合反應，生成絡鹽UF?·2NaF，還可與氟化氫反應生成絡鹽NaF·HF。反應方程式如下：
其他反應
制備方法
熔浸法
氟化鈉可由熔浸法制得。以螢石、純堿和石英砂為原料，將螢石粉碎后，與純堿和石英砂混合并送入爐中煅燒。煅燒后的燒結塊用水浸取，浸取液送入壓濾機過濾，洗液送入浸取器。濾液經(jīng)蒸發(fā)、結晶及干燥后即得氟化鈉成品。反應原理與流程圖如下：
浸熔法制氟化鈉工藝流程圖
中和法
氟化鈉可由中和法制得。以螢石、硫酸和純堿為原料，將螢石與硫酸在反應器中反應，生成氫氟酸，然后通入純堿進行中和，再經(jīng)脫水、干燥及粉碎等步驟即得氟化鈉成品。也可直接由氫氟酸、純堿為原料制取氟化鈉。由于工藝簡單，所以此法在工業(yè)中常用。反應原理與流程圖如下：
中合法制氟化鈉工藝流程圖
氟硅酸鈉法
氟化鈉可由氟硅酸鈉法制得。以磷肥廠含氟廢氣副產(chǎn)品中的氟硅酸鈉為原料，將氟硅酸鈉于氫氧化鈉和碳酸鈉同時在反應器中反應，經(jīng)過濾、水洗、干燥和粉碎等步驟即得氟化鈉成品。由于原料易得，能化害為利，所以此法在工業(yè)中也常用。反應原理與流程圖如下：
氟硅酸鈉法制氟化鈉工藝流程圖
氟化氫銨法
氟化鈉可以氟化氫銨為原料制得。將氫氧化鈉溶液與氟化氫銨反應，猛烈攪拌后析出氟化鈉沉淀，然后吸濾出結晶，用水洗滌以除去雜質(zhì)離子及過剩的氫氧化鈉，干燥后即得氟化鈉成品。反應原理如下：
離子交換法
檢測方法
氫氧化鈉滴定法
氟化鈉可由氫氧化鈉滴定法進行檢測。氟化鈉在二氧化硅存在下可與過量鹽酸反應，F(xiàn)?定量地轉化為SiF?2?，再將過量的鹽酸用標準氫氧化鈉回滴，即可計算出氟化鈉的含量。反應原理如下：
硝酸釷滴定法
氟化鈉可由硝酸釷滴定法進行檢測。在弱酸性溶液內(nèi)，氟化鈉可與硝酸釷反應生成氟化釷，氟化釷可與茜素紅指示劑反應，生成紫紅色絡合物。用硝酸釷標準溶液滴定樣品溶液，即可計算得氟化鈉含量。反應原理如下：
硝酸汞滴定法
離子交換樹脂法
氟化鈉可由離子交換樹脂法進行檢測。將樣品加沸水溶解，煮沸并冷卻后過濾，濾液加熱至沸騰后滴入酚酞指示劑，注入強酸性陽離子交換樹脂柱中，以一定流量進行交換，用水分次洗滌樹脂至滴下溶液呈中性。收集交換液和洗滌液，滴入酚酞指示液，用氫氧化鈉標準溶液滴定至溶液呈粉紅色且半分鐘不脫色即為終點，計算得氟化鈉含量。
應用領域
醫(yī)藥領域
氟化鈉可用于醫(yī)藥領域，用于治療骨質(zhì)疏松癥、Paget骨病和防治齲齒等。其能直接作用于骨細胞，刺激骨細胞增殖并提高細胞內(nèi)的酶活性，促進新骨形成，增加骨松質(zhì)重量。氟化鈉還可結合骨或牙的羥磷灰石結晶，將其羥基取代，形成穩(wěn)定且不易被溶解和吸收的無機鹽附著于表面，促進牙釉、骨骼的堅度及鈣、磷的利用，增加抗酸及防齲能力。氟化鈉還可改變口腔內(nèi)的生態(tài)環(huán)境，不利于細菌的生長，也可抑制和影響細菌的糖酵解過程，影響細胞內(nèi)和細胞外多糖的合成等。也可在牙膏、飲用水、牛奶及奶粉中加入氟化鈉以預防齲齒。
農(nóng)業(yè)領域
氟化鈉可用于農(nóng)業(yè)領域，是一種具有殺蟲、殺菌作用的氟制劑。氟化鈉農(nóng)藥可用于防治小麥銹病及多種咀嚼式口器的害蟲，如粘蟲、地老虎、蝗蟲和甜菜象岬等。氟化鈉液用時易引起嫩葉灼傷，所以適用于防治莖葉蠟質(zhì)較厚、組織堅硬的作物上的害蟲；防治小麥銹病時，應避免在拔節(jié)、孕穗及抽穗后使用，以防產(chǎn)生藥害。此外，氟化鈉還可作獸藥用于治療豬、馬等動物的蛔蟲病、圓蟲病等。
電化學領域
氟化鈉可在鋁電解時用作電解質(zhì)添加劑，用于電解槽啟動初期。在這個時期，新槽的炭素內(nèi)襯對氟化鈉有選擇性的吸收，使電解質(zhì)的分子比急劇下降，新開槽要求保持較高分子比，因此需要加入一定量的氟化鈉。也可用碳酸鈉溶液吸收氟化氫，然后用鋁酸鈉溶液處理含氟化鈉的溶液制得冰晶石，反應方程式如下。冰晶石是氟化鋁和氟化鈉的復鹽，分子式中有三個氟化鈉和一個氟化鋁，也就是Na?AlF?，它與氟化鈉均可作電解質(zhì)的主要成分。
分析化學、醫(yī)學檢驗領域
氟化鈉可用于分析化學及醫(yī)學檢驗領域。其可在在化學分析中用做拖蔽劑，在不同的酸中分別能掩蔽鐵、鋁、鈦、錫、鋅、鎂等元素。如碘容量法測定銅時，用硫代硫酸鈉分離銅后會帶有少量鐵等雜質(zhì)，加入少量氟化鈉后可掩蔽鐵、砷、銻及鉬等元素，不再影響滴定。氟化鈉可在方鉛礦、錫石、閃鋅礦及黃鐵礦等礦物分析中作緩沖劑，提高分析靈敏度。氟化鈉還可與EDTA聯(lián)用測定三氧化二鋁；與鹽酸聯(lián)用測定鐵礦中的氧化亞鐵；與氯化亞錫聯(lián)用測定碳鋼、低合金鋼、硅鋼、高錳鋼和生鐵中的磷。
化工領域
氟化鈉可用于化工領域。如用于純化被污染的六氟化鈾，反應原理與流程圖如下：
氟化鈉純化六氟化鈾工藝流程圖
氟化鈉還可在鎳的回收中用于除去鈣、鎂雜質(zhì)；在染料生產(chǎn)中用作催化劑；在膠粘劑生產(chǎn)中用于絡合水中的鐵離子，減小其對聚合反應的影響；還可用于生產(chǎn)氟單質(zhì)和其他氟化物等。
建筑領域
其他應用
安全事宜
毒理學數(shù)據(jù)
LD?? 小鼠 皮下 94 mg/kg
職業(yè)接觸極限
中毒表現(xiàn)
急性中毒
急性氟化鈉中毒初期表現(xiàn)出惡心、嘔吐及腹瀉等胃腸癥狀，四肢感覺異常疼痛。嚴重中毒時伴有痙攣或陷入休克，此時血中鈣離子與氟結合使血鈣急劇下降，出現(xiàn)血壓下降，心力衰竭等癥狀，如不及時搶救可致死亡。大量吸入氟化鈉粉塵，主要引起呼吸道刺激癥狀，如咽喉灼痛、咳嗽、咳血、胸悶、氣急、鼻蛆、聲音嘶啞等。
慢性中毒
長期攝入過量的氟化鈉可導致骨骼和牙的慢性氟中毒。慢性氟中毒的發(fā)生率比急性氟中毒高，而且不易發(fā)現(xiàn)，一旦發(fā)現(xiàn)就已造成不可逆轉的病損。慢性氟中毒通常發(fā)生在長期攝入較多氟化物的人群，例如飲水含氟量過高地區(qū)的人群。慢性氟中毒以骨和牙的損害最突出。牙慢性氟中毒即氟牙癥或稱氟斑牙，氟牙癥多發(fā)生于飲水含氟量過高地區(qū)的兒童，當兒童長期攝取過量氟，處于發(fā)育礦化期的牙體硬組織發(fā)生釉質(zhì)發(fā)育不全、鈣化不良，釉質(zhì)表面呈白堊色或黃褐色，甚至暗棕色斑塊，嚴重者出現(xiàn)釉質(zhì)缺損。骨的慢性氟中毒起先為骨質(zhì)密度增加韌帶和肌腱有鈣質(zhì)沉積，骨關節(jié)僵硬、疼痛、變形、脊柱側彎、運動受限，甚至截癱，稱為氟骨癥。長期吸入較高濃度的氟化鈉粉塵，可引起氟骨癥的特有病變?；颊叱Ｏ瘸霈F(xiàn)神衰癥候群及不同程度的消化系統(tǒng)癥狀。尿中有蛋白，尿氟量顯著增高。長期皮膚接觸氟化鈉可引起皮炎，感痛或癢。輕者局部出現(xiàn)針頭大小的紅色丘疹、皰疹或膿皰；重者可形成潰瘍或大皰。
急救措施
吸入 | 脫離污染區(qū)，安置休息并保持溫暖，及時就醫(yī) |
攝入 | 漱口，大量飲水并及時就醫(yī) |
眼睛接觸 | 將污染衣物脫下，用肥皂和大量水沖洗并及時就醫(yī) |
皮膚接觸 | 用大量水沖洗并及時就醫(yī) |
消防措施
氟化鈉不可燃，在火焰中釋放出刺激性或有毒氣體。應禁止與高溫表面接觸和明火。小火時可使用干粉、二氧化碳或水噴霧滅火劑，大火時可使用二氧化碳、抗乙醇泡沫或水噴霧滅火劑。
防護措施
呼吸系統(tǒng)防護 | 可能接觸其粉塵時，應佩戴自吸過濾式防塵口罩。緊急事態(tài)搶救或撤離時，應佩戴自給式呼吸器 |
眼睛防護 | 戴化學安全防護眼鏡 |
手防護 | 戴乳膠手套 |
其他防護 | 工作現(xiàn)場禁止吸煙、進食和飲水。工作完畢，淋浴更衣。工作服不準帶至非作業(yè)場所。單獨存放被毒物污染的衣服，洗后備用。保持良好的衛(wèi)生習慣 |
儲存與貯運
氟化鈉與酸類反應可放出具有腐蝕性、刺激性的氫氟酸，能腐蝕玻璃，所以不得儲存于玻璃容器內(nèi)。須存放在干燥處，與酸類或堿類隔離。貯存中防雨淋、日曬，不能與食物、飼料等混放。
氟化鈉相關的文章
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