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氟化银可溶,氟化钙难溶,其他氟的化合物的溶

来源:www.dbkyw.com   时间:2023-02-26 10:58   点击:186  编辑:admin   手机版

氟化物(Fluoride)指含负价氟的有机或无机化合物。与其他卤素类似,氟生成单负阴离子(氟离子F?)。氟可与除He、Ne和Ar外的所有元素形成二元化合物。从致命毒素沙林到药品依法韦仑,从难溶的氟化钙到反应性很强的四氟化硫都属于氟化物的范畴。

氟化物 - 存在形式

氟广泛存在于自然水体中,人体各组织中都含有氟,但主要积聚在牙齿和骨筋中。适当的氟是人体所必需的,过量的氟对人体有危害,氟化钠对人的致死量为6-12克,饮用水含2.4-5毫克/升则可出现氟骨症。无机氟化物的水溶液含有F-和氟化氢根离子HF2-。 少数无机氟化物溶于水而不显著水解。无机氟化物的例子有氢氟酸(HF)、氟化钠(NaF)和六氟化铀(UF6)。从反应活性上看,氟化物与氯化物和其他卤化物有显著不同,由于半径/电荷比小的缘故而溶剂化倾向更强,更趋近于氢氧化物。Si-F键属于单键中键能较高的一类,其他硅卤化物则很容易水解。

矿物氟化物矿物有很多,其中商业上比较重要的是萤石和氟磷灰石。在天然饮用水和食物中都有低浓度的氟化物存在,而地下水中的氟含量则要高一些。海水中平均为1.3ppm(1.2~1.5ppm),淡水中的则为0.01-0.3 ppm。

氟化物 - 组成

水中含有氟化物氟化物(fluoride)指含氟为-1氧化态的二元化合物。包括氟化氢、金属氟化物、非金属氟化物以及氟化铵等。有时也包括有机氟化物。

在卤化物中,氟化物容易与某些高氧化态的阳离子形成稳定的配离子,如六氟合铝酸根离子(AlF63ˉ)。与其他卤化物不同,金属锂、碱土金属和镧系元素的氟化物难溶于水,而氟化银可溶于水,其他金属的氟化物易溶于水。

氟化物主要有以下几种:

氟化氢的水溶液称氢氟酸,是一种弱酸。金属氟化物还易形成酸式盐,如氟氢酸钾(KHF2)。

萤石(氟化钙,或称氟石)是天然矿物。

碱金属的氟化物可由其氢氧化物或碳酸盐与氢氟酸作用而得。

氟化物 - 测定方法

氟化物的测定方法有氟试剂比色法、茜素磺酸锆比色法和离子选择电极法、离子色谱法等。比色法测水中含氟量有褪色和增色两种方法,如茜素磺酸铅盐比色法就是利用氟离子和金属锆离子形成稳定的无色化合物,使其从菌素磺酸锗盐(红色整合物)中游离出来而褪色,进行比色测定。该法测量误差较大;

氟试剂比色法为增色反应,色度较稳定,方法灵敏。最低检出浓度为0.05mg/1(氟),测定上限为1.8m1/1(氟),目前采用此法测定者较多。

氟化物 - 毒性

氟骨症氟化物的毒性与其反应活性和结构有关。可溶的氟化物,例如最常见的NaF,具有适度的毒性。少至0.2g的氟硅酸钠(Na2SiF6)及其含氟更多的化合物可以致死,时间约为5-12小时。其致毒机理为,氟离子会与血液中的钙离子结合,生成不溶的氟化钙,从而进一步造成低血钙症。由于钙对神经系统至关重要,其浓度的降低可以是致命的。

氟化氢在相比之下更加危险,因为它具有腐蚀性和挥发性,因此可通过吸入或皮肤吸收而进入人体,造成氟中毒。

有一些有机氟化物是剧毒的,包括有机磷酸酯如沙林和二异丙基氟磷酸。它们可在肌神经接合点与胆碱酯酶反应,并因此阻止神经刺激向肌肉传递。[1][2] [3]

氟化物 - 危害

对植物的影响

氟化物对植物的毒性很强,某些植物在含氟1×10C12的空气中暴露数周即可受害,短时间暴露在高氟空气中可引起急性伤害。植物通过叶片的气孔吸收空气中的氟,并溶于细胞原生质周围的水分中;通过根系吸收的可溶性氟,大部分留于根系,少部分通过茎送到叶组织,积蓄于叶尖或叶缘。被植物体吸收的氟直接侵蚀敏感组织,造成酸损伤,一部分氟参与机体的某些酶化过程,影响或抑制酶的活力,造成机体代谢紊乱,影响糖代谢和蛋白质合成,并阻碍植物的光合作用和呼吸功能。植物受氟害的典型症状是叶尖和叶缘坏死,并向全叶和茎部发展。正在伸展的幼嫩叶最易受氟危害,氟化物对花粉管伸长有抑制作用,影响植物生长发育。

水稻和小麦在扬花授粉期受氟污染,造成籽粒干瘪、产量下降。桃、杏树受氟污染,果实过早成熟或软化,减产甚至不结果。植物受氟影响程度与环境空气、土壤和水中的氟含量明显相关,大气含氟年平均浓度在0.002mg/m3的范围内,土壤受到轻度污染,植物体内含氟量有所增加,茎叶含氟量比籽实高。

对人体健康的影响

人体中的氟来自饮水、食物和空气,成人每日约摄入1~1.5mg氟。过量摄入则会影响健康。经呼吸道吸入的气态氟几乎全部被肺吸收并进入血液循环,氟尘可沉积在上呼吸道、支气管和肺胞内。可溶性氟化物吸收速度快、不溶性氟化物难以被机体吸收。进入体内的氟有一半以上可以排出,排泄途径主要通过肾脏,其次是肠道,小部分通过汗腺。氟与钙有极强的亲合力,体内的氟90%以上积蓄于骨骼、牙齿等钙化组织中。

短时间摄人大剂量可溶性氟化物,能引起急性中毒。经呼吸道吸入高浓度含氟气体,刺激鼻和上呼吸道,引起粘膜溃疡和上呼吸道炎症,重者可引起化学性肺炎、肺水肿和反应性窒息。

慢性氟中毒是由氟在骨质中沉积造成的,称之为氟骨病,表现为骨变厚,韧性降低,表面粗糙、骨腔缩小,并伴有多发性外生骨赘,使关节活动受阻。严重者因韧带钙化使肢体变形,易发生骨折。氟与牙齿中钙质结合,沉积于齿面上,使牙面珐琅质失去光泽、牙质脆弱易磨损。儿童成长期间牙齿对氟尤为敏感。

对动物的影响

家畜受氟危害的机理与人体慢性中毒相似,氟骨病是家畜受害的主要特征。

幼畜因钙磷代谢紊乱,造成牙齿和骨骼钙化不全而影响发育。牛对氟的耐受力最差,食用含氟高的牧草,耕牛踱脚,降低使役能力,乳牛产奶量明显下降。蚕对氟十分敏感,桑叶含氟量高,可造成蚕僵死或不结茧。

氟化物 - 规定

我国规定饮用水中氟浓度小于1.0毫克/升,适宜浓度为2.4-5毫克/升。

氟化物 - 应用

氟化物对牙齿保健的作用氟化物在现代科技中有重要应用。氢氟酸是制取的最重要的氟化物,主要用于氟代烃和铝氟化物的生产。此外,氢氟酸还有很多特别的应用,如利用它来溶解玻璃。

有机合成

含氟试剂在有机合成中有很重要的地位。由于硅对氟有较大的亲合力,且硅有扩展其配位数的倾向,现实中常用氟化物来脱去硅醚保护基。例如氟化钠、四丁基氟化铵(TBAF)和氟化铯等。

酶抑制剂

生物化学中,氟化物常被用为酶抑制剂,通常用于抑制磷酸酶,例如丝氨酸/苏氨酸磷酸酶。 其机理可能是替换了酶活性位点中亲核性的氢氧根。氟化铍和氟化铝结构上与磷酸根相类似,其中间体可与反应的过渡态构型相竞争,因此都可用作酶抑制剂。

无机材料

六氟化硫是个惰性、无毒的绝缘气体,常用在变压器中。

由于气体扩散速率不同,六氟化铀被用于分离铀-235和铀-238,而铀-235是核裂变的原料。

含氟聚合物

含氟聚合物,例如聚四氟乙烯,特富龙,是化学惰性且对生物无害的材料,应用于外科植入物材料中,譬如冠状动脉搭桥手术中,以及作为整容和重建外科中软组织的替代品。 它也是不粘锅涂层和Gore-Tex公司户外防水透气型布料的主要材料。

口腔病防治

含氟化合物被用于预防龋齿、饮水加氟及其他口腔卫生产品中。 起初是用氟化钠来为饮用水加氟,但后来逐渐被氟硅酸(H2SiF6)及其盐氟硅酸钠(Na2SiF6)代替,尤其是在美国。饮水加氟可以预防龋齿, 并被美国疾病控制与预防中心(CDC)认为是“20世纪10大公共健康成就之一”。 然而在一些集中供水系统并不发达的国家,政府则采用对食盐加氟的方法来补充氟。[4] [5]

生物医药

正电子发射计算机断层扫描技术利用了用氟-18标记的含氟药物氟脱氧葡萄糖,其在衰变到18O时会放出正电子。

含氟药物包括:安定药(如氟非那嗪)、HIV蛋白酶抑制剂(如替拉那韦)、抗生素(如氧氟沙星和曲氟沙星)以及麻醉剂(如氟烷)。 强C-F键可以抵抗肝中的细胞色素P450氧化酶,因此氟原子的引入可以减少药物代谢。[6][7][3]

一价的氟化物,除LiF外,都可溶;

二价的氟化物微溶或难溶;

三价的氟化物难溶。

查氟化物的溶解度

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