Natrijev fluorid

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
Natrijev fluorid
Natrijev fluorid
IUPAC-ime natrijev fluorid
Druga imena florocid
Identifikatorji
Številka CAS 7681-49-4
PubChem 5235
EINECS število 231-667-8
UN število 1690
KEGG C08142
ChEBI 28741
RTECS število WB0350000
Oznaka ATC A01AA01,A12CD01,
V09IX06 (18F)
InChI
ChemSpider 5045
Lastnosti
Molekulska formula NaF
Molekulska masa 41,988173 g/mol
Videz bela do zelenkasta trdnina
Vonj brez vonja
Gostota 2,558 g/cm3
Tališče

993 °C, 1266 K, 1819 °F

Vrelišče

1704 °C, 1977 K, 3099 °F

Topnost (voda) 36,4 g/L (0 °C);
40,4 g/L (20 °C);
50,5 g/L (100 °C)[1]
Topnost rahlo topen v HF in amonijaku,
skoraj netopen v etanolu, acetonu, SO2 in dimetilformamidu
Parni tlak 1 mmHg pri 1077 C°[2]
Lomni količnik (nD) 1,3252
Struktura
Kristalna struktura kubična
Mrežna konstanta a = 4,62 Å
Oblika molekule oktaedrična
Termokemija
Standardna tvorbena
entalpija
ΔfHo298
-573,6 kJ/mol
Standardna molarna
entropija
So298
51,3 J/mol K
Specifična toplota, C 46,82 J/mol K
Nevarnosti
Varnostni list [3]
EU klasifikacija Hazard T.svg TIrritant Xi
EU Index 009-004-00-7
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
3
0
 
R-stavki R25, R32, R36/38
S-stavki (S1/2), S22, S36, (S45)
Plamenišče ni vnetljiv
Dovoljena stopnja
izpostavljenosti
(PEL)
TWA 2,5 mg/m3[5]
LD50 52–200 mg/kg (oralno, podgana, miš, kunec)[4]
Sorodne snovi
Drugi anioni natrijev klorid
natrijev bromid
natrijev jodid
Drugi kationi litijev fluorid
kalijev fluorid
rubidijev fluorid
cezijev fluorid
Sorodne snovi TASF reagent
Če ni navedeno drugače, podatki veljajo za
material v standardnem stanju (pri 25 °C, 100 kPa)

Natrijev fluorid je anorganska spojina s formulo NaF. Je brezbarvna trdnina in v mnogo aplikacijah vir fluoridnih anionov (F-). Je cenejši in manj higroskopen od sorodnega kalijevega fluorida (KF).

Struktura, splošne lastnosti in nahajališča[uredi | uredi kodo]

NaF je ionska spojina, ki pri raztapljanju disociira na Na+ in F- ione. Podobno kot natrijev klorid kristalizira v kubičnem kristalnem sistemu, v katerem Na+ in F- ioni zasedajo oktaedrično koordinirane položaje.[6][7] Dolžina osnovne celice je približno 4,62 Å in je malo manjša od dolžine celice natrijevega klorida.

Naravni mineral NaF je viljomit, ki je precej redek. Pojavlja se v nefelinsko sienitskih kamninah.[8]

Priprava[uredi | uredi kodo]

NaF se pripravlja z nevtralizacijo flourovodikove (HF) ali heksafluorosilicijeve kisline (H2SiF6). Nastaja tudi kot stranski proizvod fluorapatita (Ca5(PO4)3F) iz fosfatnih rud v proizvodnji superfosfatnih umetnih gnojil. Sredstvi za nevtralizacijo sta lahko natrijev hidroksid ali natrijev karbonat. Za obarjanje NaF se včasih uporabljajo alkoholi:

HF + NaOH → NaF + H2O

Iz raztopin, ki vsebujejo HF, se NaF obarja kot bifluorid (NaHF2), ki s segrevanjem razpade na HF in NaF:

NaHF2 ⇌ HF + NaF

Letna svetovna poraba NaF leta 1986 je bila ocenjena na nekaj milijonov ton.[9]

Uporaba[uredi | uredi kodo]

Zdravljenje osteoporoze[uredi | uredi kodo]

Tablete natrijevega fluorida za preprečevanje kariesa in zdravljenje osteoporoze

Natrijev fluorid se uporablja za zdravljenje osteoporoze, zlasti pri ženskah po menopavzi.[10] Spojina stimulira tvorbo kosti in povečuje njihovo gostoto: pri ženskah z osteoporozo za 8 odstotkov na leto v ledvenem delu hrbtenice in 4 odstotke v proksimalnem delu stegnenice, vendar hkrati zmanjšuje gostoto trdih kosti za 2 odstotka na leto.[11] Kosti s preveliko vsebnostjo fluorida imajo nenormalno strukturo in morda povečano krhkost. Zdravljenje z natrijevim fluoridom, ki zelo poveča mineralno gostoto kosti, ima kljub temu majhen vpliv na število zlomov.[12][13][14] Obstajajo dokazi, da so manjši odmerki počasi sproščajočega se natrijevega fluorida lahko bolj učinkoviti.[15]

Slikanje okostja[uredi | uredi kodo]

V medicinskem slikanju okostja je natrijev fluorid z izotopom 18F eden od najstarejšim markerjev v pozitronski emisijski tomografiji (PET), ki se uporablja že od 1960. let.[16] NaF daje večjo občutljivost in prostorsko razločljivost. Razpolovni čas 18F je 110 minut, zato se mora uporabiti takoj po pripravi. Zaradi te omejitve se namesto njega pogosto uporabljajo pripravki z bolj priročnim tehnecijem 99Tc. Za 18F na splošno velja, da je za slikanje okostja bolj primeren, zlasti zato, ker se iz krvi zelo hitro prenese v kosti. To seveda pomeni, da se v kratkem času doseže veliko kontrastnost kosti v primerjavi z ozadjem. Pomembno je tudi, da imajo fotoni, ki nastajajo z razpadom 18F visoko energijo (511 keV) v primerjavi s 99Tc (140 keV).[17]

Fluoriranje pitne vode[uredi | uredi kodo]

Fluoridi se pogosto dodajo pitni vodi (v nekaterih državah tudi živilom) za ohranjanje zdravja zob. Fluori povečuje trdnost zob s tvorbo fluorapatita, naravne sestavine zobne sklenine.[18][19][20] Namesto natrijevega fluorida se, zlasti v ZDA, uporabljajo tudi heksafluorosilicijeva kislina (H2SiF6) in njena natrijeva sol heksafluorosilikat (Na2SiF6).[21] NaF pogosto vsebujejo tudi zobne paste, čeprav prevladuje mnenje, da sta za ta namen bolj primerna kositrov(II) fluorid (SnF2) in natrijev monofluorofosfat (Na2PO3F).

Raba v kemiji[uredi | uredi kodo]

Natrijev fluorid se uporablja v več posebnih kemijskih sintezah in ekstrakcijski metalurgiji. Reagira z elektrofilnimi kloridi, vključno z acil kloridi, žveplovimi kloridi in fosforjevim kloridom.[22] Tako kot drugi fluoridi, se tudi natrijev fluorid uporablja v organskih sintezah za substitucijo sililne skupine R3Si (desililacija). Uporablja se lahko tudi za fluoriranje ogljikovodikov s Finkelsteinovo reakcijo. Proces je enostaven in primeren za sintezo majhnih količin produktov, v industriji pa se uporablja bolj redko, ker obstajajo bolj učinkoviti procesi, na primer elektrofluoriranje in Fowlerjev proces.

Drugo[uredi | uredi kodo]

NaF se uporablja tudi kot pralno sredstvo[9] in želodčni strup za rastlinojede žuželke. Anorganski fluoridi, kakršni so fluorosilikati in NaF, kompleksirajo magnezijeve ione kot magnezijev fluorofosfat, s čimer inhibirajo encime, na primer enolazo, ki potrebuje Mg2+ ione kot prostetično skupino. Zastupitev s fluoridi torej prepreči metabolizem neoksidativnega prenosa fosfata.[23]

Varnost[uredi | uredi kodo]

Fluoridi, zlasti vodne raztopine natrijevega fluorida, so hitro in precej obsežno absorbirajo.[24]

Fluoridi motijo transport elektronov in presnovo kalcija, ki je bistven za ohranjanje potencialov srčne membrane in urejanje koagulacije krvi. Zaužitje velikih količin fluoridov ali fluorovodikove kisline lahko povzroči usodno aritmijo srca zaradi globoke hipokalcemije. Namerno vdihavanje fluoriranih ogljikovodikov, na primer freona, ki se uporabljajo kot hladilna sredstva v hladilnikih, je lahko smrtno nevarno zaradi domnevne srčne aritmije, ki jo povzroči srčna senzibilizacija na kateholamine.[25]

Kronično preveliko uživanje fluoridov lahko povzroči otrdelost kosti, poapnenje veznih tkiv in njihovo kopičenje v zobeh. Natrijev fluorid lahko povzroči draženje ali razjedanje oči, kože in nosne sluznice.[25]

Smrtni odmerek za 70 kg težkega človeka je ocenjen na 5-10 g.[9] Natrijev fluorid je strupen tako pri vdihavanju prahu ali aerosola kot pri zaužitju.[26] Dovolj visoki odmerki dokazano vplivajo srce in ožilje. Na delovnih mestih je za osem urni delovnik predpisana ponderirana povprečna mejna koncentracija 2,5 mg NaF/m3 zraka.[27]

Pri višjih odmerkih, ki se uporabljajo za zdravljenje osteoporoze, lahko čist natrijev fluorid povzroči bolečine v nogah, pri previsokih odmerkih pa nepopolne zlome kosti. Poleg tega draži želodec, včasih tako močno, da povzroči razjede. Tablete natrijevega fluorida s prevlekami, ki upočasnijo njegovo sproščanje, ne povzročajo težav z želodcem in povzročajo blažje in manj pogoste zaplete s kostmi.[28] Edini negativni stranski učinek nižjih odmerkov, ki se uporabljajo za fluoriranje vode, je zobna fluoroza, ki lahko spremeni videz zob otrok med njihovim razvojem. Učinek je v večini primerov blag in nima nobenega resnega vpliva na estetski videz in javno zdravje. [29]

Sklici[uredi | uredi kodo]

  1. ^ Haynes, William M., ur. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92. izd.). CRC Press. str. 5.194. ISBN 1439855110. 
  2. ^ Lewis, R.J. Sax. Dangerous Properties of Industrial Materials. 10. izdaja. Vol. 1–3. New York: John Wiley & Sons Inc., 1999. str. 3248
  3. ^ Sodium Fluoride. Sigma-Aldrich. Pridobljeno 17. marca 2015.
  4. ^ Martel, B.; Cassidy, K. (2004), Chemical Risk Analysis: A Practical Handbook, Butterworth–Heinemann, str. 363, ISBN 1-903996-65-1 
  5. ^ NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. Pridobljeno 11. maja 2015.
  6. ^ Wells, A.F. (1984). Structural Inorganic Chemistry. Oxford: Clarendon Press, ISBN 0-19-855370-6.
  7. ^ Chemical and physical information. Toxicological profile for fluorides, hydrogen fluoride, and fluorine (PDF). Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATDSR), september 2003, str. 187. Pridobljeno 1. novembra 2008.
  8. ^ Mineral Handbook (PDF). Verzija 1. Mineral Data Publishing, 2005.
  9. ^ 9,0 9,1 9,2 Aigueperse, Jean; Paul Mollard, Didier Devilliers, Marius Chemla, Robert Faron, Renée Romano, Jean Pierre Cuer (2005). Fluorine Compounds, Inorganic. Ullmann, Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, doi:10.1002/14356007.a11_307.
  10. ^ Wood, Alastair J.J.; Eastell, Richard (12. marec 1998). Treatment of Postmenopausal Osteoporosis. New England Journal of Medicine 338 (11): 736–746. doi: 10.1056/NEJM199803123381107.
  11. ^ Riggs, BL; Hodgson, SF; O'Fallon, WM; Chao, EY; Wahner, HW; Muhs, JM; Cedel, SL; Melton LJ, tretji (22. marec 1990). Effect of fluoride treatment on the fracture rate in postmenopausal women with osteoporosis. The New England Journal of Medicine 322 (12): 802–809. doi: 10.1056/nejm199003223221203. PMID 2407957.
  12. ^ Mamelle, N; Meunier, PJ; Dusan, R; Guillaume, M; Martin, JL; Gaucher, A; Prost, A; Zeigler, G; Netter, P (13. avgust 1988). Risk-benefit ratio of sodium fluoride treatment in primary vertebral osteoporosis. Lancet 2 (8607): 361–365. PMID 2899773.
  13. ^ Kleerekoper, M; Peterson, EL; Nelson, DA; Phillips, E; Schork, MA; Tilley, BC; Parfitt, AM (junij 1991). A randomized trial of sodium fluoride as a treatment for postmenopausal osteoporosis. Osteoporosis international: a journal established as result of cooperation between the European Foundation for Osteoporosis and the National Osteoporosis Foundation of the USA 1 (3): 155–161.PMID 1790403.
  14. ^ Riggs, BL; Hodgson, SF; O'Fallon, WM; Chao, EY; Wahner, HW; Muhs, JM; Cedel, SL; Melton LJ, tretji (22. marec 1990). Effect of fluoride treatment on the fracture rate in postmenopausal women with osteoporosis. The New England Journal of Medicine 322 (12): 802–809. doi: 10.1056/nejm199003223221203. PMID 2407957.
  15. ^ Pak, CY; Sakhaee, K; Adams-Huet, B; Piziak, V; Peterson, RD; Poindexter, JR (15. september 1995). Treatment of postmenopausal osteoporosis with slow-release sodium fluoride. Final report of a randomized controlled trial. Annals of internal medicine 123 (6): 401–408. doi: 10.7326/0003-4819-123-6-199509150-00001. PMID 7639438.
  16. ^ Blau, Monte; Ganatra, Ramanik; Bender, Merrill A. (January 1972). 18F-fluoride for bone imaging. Seminars in Nuclear Medicine 2 (1): 31–37. doi: 10.1016/S0001-2998(72)80005-9.
  17. ^ Grant, F. D.; Fahey, F. H.; Packard, A. B.; Davis, R. T.; Alavi, A.; Treves, S. T. (12. december 2007). Skeletal PET with 18F-Fluoride: Applying New Technology to an Old Tracer. Journal of Nuclear Medicine 49 (1): 68–78. doi:10.2967/jnumed.106.037200.
  18. ^ Bourne, urednik, Geoffrey H. (1986). Dietary research and guidance in health and disease. Basel: Karger. str. 153. ISBN 3-8055-4341-7.
  19. ^ Jr, Cornelis Klein, Cornelius S. Hurlbut, (1999). Manual of mineralogy. (po Jamesu D. Danai) (21. izdaja). New York: J. Wiley. ISBN 0-471-31266-5.
  20. ^ Selwitz, Robert H; Ismail, Amid I; Pitts, Nigel B (januar 2007). Dental caries. The Lancet 369 (9555): 51–59. doi:10.1016/S0140-6736(07)60031-2. PMID 17208642.
  21. ^ Division of Oral Health, National Center for Prevention Services, CDC (1993), Fluoridation census 1992. Pridobljeno 29. decembra 2008.
  22. ^ Halpern, D.F. (2001). Sodium Fluoride. Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. John Wiley & Sons. doi: 10.1002/047084289X.rs071.
  23. ^ Robert L. Metcalf (2007). Insect Control. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (7. izdaja). Wiley. Str. 9.
  24. ^ Robert Kapp (2005). Fluorine. Encyclopedia of Toxicology 2 (2. izdaja). Elsevier. Str. 343–346
  25. ^ 25,0 25,1 Greene Shepherd (2005). Fluoride. Encyclopedia of Toxicology 2 (2. izdaja). Elsevier. str 342–343.
  26. ^ Varnostni list NaF. hazard.com. Pridobljeno 13. maja 2015.
  27. ^ CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards.
  28. ^ Murray T.M., Ste-Marie L.G. Prevention and management of osteoporosis: consensus statements from the Scientific Advisory Board of the Osteoporosis Society of Canada. 7. Fluoride therapy for osteoporosis. CMAJ. 1996. 155 (7):949–954. PMID 8837545.
  29. ^ National Health and Medical Research Council (Australia). A systematic review of the efficacy and safety of fluoridation [PDF]. 2007. ISBN 1-86496-415-4.