Способ получения фторида натрия

Фторид натрия: способы получения и химические свойства

Фторид натрия — соль щелочного металла натрия и плавиковой кислоты. Белое вещество, плавится без разложения. Умеренно растворяется в воде (гидролиз по аниону), растворимость мало зависит от температуры.

Относительная молекулярная масса Mr = 41,99; относительная плотность тв. и ж. вещества d = 2,558; t_пл = 997º C;

Способ получения

1. Фторид натрия можно получить путем взаимодействия при комнатой температуре натрия и фтора:

2Na + F₂ = 2NaF

2. В результате взаимодействия разбавленной плавиковой кислоты и гидроксида натрия, образуется фторид натрия и вода:

NaOH + HF = NaF + H₂O

Качественная реакция

Качественная реакция на фторид натрия — взаимодействие его с хлоридом кальция, в результате реакции происходит выпадение белого осадка:

1. При взаимодействии с хлоридом кальция , фторид натрия образует фторид кальция и хлорид натрия:

2NaF + CaCl₂ → 2NaCl + CaF₂↓

Химические свойства

1. Фторид натрия вступает в реакцию со сложными веществами :

1.1. Фторид натрия вступает во взаимодействие с концентрированными кислотами .

При кипении в результате взаимодействия с концентрированной серной кислотой фторид натрия образует сульфат натрия и газ фтороводород:

1.2. В реакции с насыщенным гидроксидом лития фторид натрия образует гидроксид натрия и фторид лития:

Источник

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.

Свойства фторида натрия

Физические свойства фторида натрия характеризуют реагент, как белое вещество, которое иногда может сопровождаться легким серым оттенком. Фтористый натрий не имеет характерного ярко выраженного запаха. Плохо растворяется в воде, но отлично поглощает жидкости из воздуха. Растворимость фторида натрия в этаноле нулевая, полное растворение возможно в безводной плавиковой кислоте. Это химическое вещество токсично, но не наделено горючестью или взрывоопасными характеристиками. Путем электролиза разлагается на составляющие – на натрий и фтор.

Химические свойства фторида натрия характеризуют его как активное вещество. Легко взаимодействует с фтороводородной кислотой, и с сильными кислотами. Например, с серной. Вступает в реакции с гидроокисью лития, фторсиликатами и фторалюминатами.

Класс опасности

Фтористый натрий является токсичным и ядовитым веществом. Присвоен фториду натрия класс опасности 2. Особенно токсичен при попадании в дыхательные пути и в органы пищеварения. Отравление веществом приводит к нарушениям работы сердечно-сосудистой системы, скачкам артериального давления, раздражению желудочного тракта, включая появление язв.

При отравлении фтористым натрием проявляются такие симптомы:

• тошнота, диарея и рвота;
• слюно- и слезотечение;
• падение уровня артериального давления;
• повышение температуры тела;
• нарушения зрения.

Вред фтористый натрий приносит и при попадании на кожу, что способствует появлению сильных химических ожогов.

Меры безопасности при хранении и транспортировке

Принесет фторид натрия вред или пользу зависит от того, насколько соблюдаются меры безопасности при работе с токсичным веществом. На производстве, где используется фтористый натрий, регулярно проводят анализ состава воздуха для оценки содержания ПДК. Сотрудники, кто взаимодействует с токсичным химикатом, должны надевать средства индивидуальной защиты. Рабочее место оснащается системой принудительной вентиляции.

Транспортировка фтористого натрия происходит любым видом транспорта. Складировании и хранение токсичного вещества возможно только в сухих, хорошо проветриваемых помещениях.

Области применения фторида натрия

Применение фтористого натрия не ограничивается какой-либо определенной сферой промышленности. Использование химического вещества распространяется на:

1. Производство лекарственных препаратов и зубной пасты. Фторид натрия в зубной пасте и препаратах используется для лечения и профилактики болезней костных тканей.
2. Получение алюминия в металлургии, где вещество используется для очистки металлов и создания антикоррозийного покрытия для деталей.
3. Обработку древесины, где фтористый натрий используется, как антисептик и консервант для дерева.
4. Сельское хозяйство, где вещество используется для борьбы с вредными насекомыми.
5. Водоподготовку для обогащения воды фтором.
6. Область производства стеклянных и керамических изделий, эмали, огнеупоров, флюсов.
7. Лабораторные исследования, при которых вещество применяется в качестве реактива.
8. Фармакологическую отрасль, в которой вещество применяется для тестирования лекарственных препаратов.
9. Биохимическую отрасль, в которой фтористый натрий используется для консервации тканевых образцов.
10. Сферу очищения газов от фторидов урана.

Также применение фторида натрия распространяется на химическую промышленность, где реактив используется для различных реакций, включая синтез фторорганических соединений, реактивов, фреонов и прочего.

Источник

Фторид натрия

Фторид натрия
Хим. формула	NaF
Состояние	бесцветный твердый порошок без запаха
Молярная масса	41,988713 г/моль
Плотность	2,558 г/см³
Т. плав.	993 °C
Т. кип.	1695 °C
Т. всп.	негорюч °C
Мол. теплоёмк.	46,9 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования	-576,6 кДж/моль
Давление пара	0 ± 1 мм рт.ст.
Растворимость в воде	4,13 г/100 мл
Растворимость в остальных веществах	растворим в HF, нерастворим в этаноле
ГОСТ	ГОСТ 4463-76
Рег. номер CAS	7681-49-4
PubChem	5235
Рег. номер EINECS	231-667-8
SMILES
Рег. номер EC	231-667-8
RTECS	WB0350000
ChEBI	28741
Номер ООН	1690
ChemSpider	5045
ЛД50	(орально: крысы, мыши, кролики) 52–200 мг/кг
Токсичность
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Фторид натрия — (Натрий фтористый) неорганическое бинарное соединение с химической формулой NaF. Белое кристаллическое вещество.

Содержание

Физические свойства

Фторид натрия — бесцветные кристаллы с кубической решеткой (a = 0,46344 нм, пространственная группа Fm3m, Z=4). Растворим в воде, безводном HF. Кристаллогидратов не образует.

Получение

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.

Так же NaF встречается в магматических породах, входит в состав в нефелинового сиенита.

В промышленности фторид натрия получают щелочным гидролизом гексафторсиликатов:

при избытке щелочи

Мировое производство фторида натрия оценивается в

Непосредственным взаимодействием щелочи и кислоты:

NaOH + HF ⟶ NaF + H₂O

Чисто теоретический интерес представляет реакция получения фторида натрия из элементов:

реакция протекает очень бурно.

Плавиковая кислота разрушает соли более слабых кислот:

Также гидроксид натрия может разрушать соли летучих оснований:

Разложение дифторгидрата натрия при температуре

Na(HF₂) → 270−400oC NaF + HF

Нагрев до температуры 1100 °C гептафторониобата калия с натрием:

K₂[NbF₇] + 5Na → 1100oC Nb + 2KF + 5NaF

позволяет получить чистый ниобий, фторид калия и фторид натрия.

Химические свойства

В растворах фторид натрия подвергается гидролизу по аниону:

NaF + 4H₂O → [Na(H₂O)₄] + + F − F − + H 2 O ⇄ H F + O H −

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

Присоединяет HF с образованием дифторгидрата натрия:

При избытке HF образуются высшие гидрофториды натрия:

известны соединения для n = 1÷4.

Сильные нелетучие кислоты разрушают фторид натрия:

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

NaF + LiOH → NaOH + LiF↓

Образовывает гексафторсиликаты и гексафторалюминаты:

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

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.

Опасность применения

Натрия фторид классифицируется как токсичное вещество при ингаляции (например, через пыль) или при приеме пищи. Как было показано, при достаточно высоких дозах влияет на сердечно-сосудистую систему; смертельная доза для человека при весе 70 кг оценивается 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 малых дозах 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: 0,2 мг/м³

Источник