Natriumfluoridin ja kalsiumfluoridin välinen ero

2024 Kirjoittaja: Alex Aldridge | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 13:38

Avainero – natriumfluori vs kalsiumfluori

Natriumfluoridi ja kalsiumfluoridi ovat jaksollisen järjestelmän ryhmän I ja ryhmän II alkuaineiden kaksi fluorimineraalia. Vaikka niitä on luonnostaan mineraalien muodossa, niitä tuotetaan myös kaupallisesti teollisiin sovelluksiin. Natriumfluoridin luonnollinen muoto on kuitenkin suhteellisen harvinainen, ja kalsiumfluoridia on erittäin runsaasti. Tätä voidaan pitää keskeisenä erona natriumfluoridin ja kalsiumfluoridin välillä. Vaikka ne ovat molemmat fluorideja, jotka sisältävät kiteisiä kiinteitä aineita, niiden teolliset sovellukset vaihtelevat suuresti; niitä käytetään eri tarkoituksiin.

Mikä on natriumfluori?

Natriumfluoridi on väritön, epäorgaaninen, ioninen kemiallinen yhdiste, jonka molekyylikaava on NaF. Kuten natriumkloridi, se liukenee veteen, jolloin Na⁺ ja F^{– erikseen.}

NaF (s) → Na⁺ (aq) + F^{– (aq)}

Natriumfluoridia esiintyy luonnollisesti mineraalina nimeltä "villiumite", joka on suhteellisen harvinainen ja sitä löytyy plutonisista nefeliinisyeniittikivistä.

Natriumkloridi on yksi laajimmin käytetyistä fluoridi-ionilähteistä monissa teollisissa sovelluksissa, koska se on halvempi ja vähemmän hygroskooppinen yhdiste kuin kaliumfluoridi (KF).

Villiamumite

Mikä on kalsiumfluori?

Kalsiumfluoridi on valkoinen, veteen liukenematon, epäorgaaninen, ioninen kemiallinen kiinteä yhdiste, jonka molekyylikaava on CaF₂ Se tunnetaan myös nimellä fluorisälpä, ja se esiintyy luonnostaan mineraalifluoriittia ja sillä on epäpuhtauksiensa vuoksi syvä väritys. Fluoriittimineraalia löytyy monista paikoista, ja sitä käytetään HF:n esiasteena. Jotkut teolliset prosessit vaativat kuitenkin puhdasta kalsiumfloridia ilman epäpuhtauksia. Siten erittäin puhdasta CaF_{2 valmistetaan teollisesti käyttämällä kalsiumkarbonaattia ja fluorivetyä.}

CaCO₃ + 2 HF → CaF₂ + CO₂ + H 2_O

Kalsiumfluori

Mitä eroa on natriumfluoridilla ja kalsiumfluoridilla?

Natriumfluoridin ja kalsiumfluoridin kemiallinen rakenne

Natriumfluori:

Natriumfluoridi on ionikide, joka kiteytyy kuutiomuodossa. Sekä Na⁺ että F^{− sisältävät rakenteessa oktaedriset koordinaatiokohdat, ja sen hilaväli on suunnilleen yhtä suuri kuin 462 pm. Tämä pituus on melko pienempi kuin natriumkloridin pituus.}

Kalsiumfluori:

Kalsiumfluoridia on luonnostaan fluoriitin muodossa ja se kiteyttää kuutiomuodon. Ca²⁺ toimii kahdeksaan koordinoituna keskusna ja sijaitsee kahdeksan F^– keskuksen laatikossa. Jokainen F^–-keskus on koordinoitu neljään Ca^{2+-keskukseen. Yleensä täydellisesti pakatut kiteet ovat värittömiä, mutta mineraalilla on syvä väri F-keskittymien ansiosta.}

CaF_{2 (fluoriitti) yksikkökennon rakenne on esitetty alla.}

Natriumfluoridin ja kalsiumfluoridin käyttö

Natriumfluori:

Natriumfluoridia käytetään laajasti monissa teollisissa sovelluksissa, mukaan lukien lääketieteellinen ja kemianteollisuus. Lääketieteellisissä sovelluksissa sitä käytetään lääketieteellisessä kuvantamisessa ja osteoporoosin hoidossa. Kemianteollisuudessa sitä käytetään metallurgian synteesi- ja uuttoprosesseissa, puhdistusaineena ja mahamyrkkynä kasveja ruokkiville hyönteisille.

Käytetään myös vedenkäsittelyssä. Sitä lisätään juomaveteen vesifluorauksessa lisäämään veden fluoripitoisuutta. Joissakin maissa sitä lisätään joihinkin elintarvikkeisiin.

Kalsiumfluori:

Sekä luonnossa esiintyvä että kaupallisesti tuotettu CaF_{2 ovat yhtä tärkeitä monissa teollisissa sovelluksissa. Sitä esiintyy luonnollisesti fluoriittimineraalissa, ja se on fluorivedyn valmistusprosessin päälähde. Fluoriittimineraalien ja väkevän rikkihapon välinen reaktio tuottaa fluorivetyä.}

CaF₂ + Conc H₂SO₄ → CaSO _{4 (kiinteä) + 2 HF}

Lisäksi sitä käytetään optisten komponenttien valmistukseen sen erityisominaisuuksien vuoksi. Se on läpinäkyvä laajalla taajuusalueella; ultravioletti (UV) infrapuna (IR), alhainen taitekerroin ja liukenemattomuus veteen. Sitä käytetään lämpökuvausjärjestelmissä, spektroskopiassa ja eksimeerilasereissa käytettävien ikkunoiden ja linssien valmistukseen.

Kuva: "Villiamumite in nepheline syenite Natriumfluoride…" kirjoittanut Dave Dyet – shutterstone.com, dyet.com – Oma työ (julkinen verkkotunnus) Commons Wikimedian kautta "Calcium Floride" (julkinen verkkotunnus) Commons Wikimedian kautta " Natrium Floride” Tekijä Benjah-bmm27 – Oma työ (julkinen verkkotunnus) Commons Wikimedian kautta Englannin Wikipedian materiaalitieteilijän "Fluoriitin kristallirakenne" (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta