Фторид кальция что это
Фторид кальция
| Фторид кальция | |
 | |
 | |
  | |
| Общие | |
|---|---|
| Химическая формула | CaF2 |
| Физические свойства | |
| Состояние (ст. усл.) | белое кристаллическое вещество (монокристаллы являются прозрачными) |
| Молярная масса | 78.07 г/моль |
| Плотность | 3.18 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Температура плавления | 1418 °C |
| Температура кипения | 2533 °C |
| Температура вспышки | негорюч °C |
| Молярная теплоёмкость (ст. усл.) | 67,03 Дж/(моль·К) |
| Энтальпия образования (ст. усл.) | -1221 кДж/моль |
| Удельная теплота плавления | 30 Дж/кг |
| Химические свойства | |
| pKa | 1 |
| Растворимость в воде | (18 °C) 0.0015 г/100мл |
(20 °C) 0.0016 г/100 мл
Фторид кальция — неорганическое бинарное ионное химическое соединение. Химическая формула CaF2.
Содержание
Физические свойства
Бесцветные диамагнитные кристаллы (в измельчённом состоянии — белые). До температуры 1151 °C существует α-CaF2 с кубической решеткой (а = 0,54626 нм, z=4, пространственная группа группа Fm3m), выше 1151 °C — разупорядоченная модификация тетрагональной сингонии, температура плавления у этой модификации — 1418 °C.
Плохо растворим в воде (16 мг/л при 18 °C).
Получение
В природе CaF2 встречается в виде минерала флюорита (плавиковый шпат), который содержит до 90-95 % CaF2 и 3,5-8 % SiO2. Это хрупкий и мягкий минерал с большой вариацией в цвете: бесцветный, белый, желтый, оранжевый, красный, бурый, зеленый, зеленовато-голубой, фиолетово-синий, серый, пурпурный, синевато-черный, розовый и малиновый. Окраска связана с примесями хлора, железа, урана, дефектами кристаллической структуры, которая весьма тонко реагирует на нагревание. Является основным источником фтора в мире. Мировое производство
4,5 млн т/год (1983 год).
В лабораторных условиях фторид кальция обычно получают из карбоната кальция и плавиковой кислоты:
Чисто теоретический интерес представляет способ получения непосредственно из простых веществ:
Разбавленная плавиковая кислота взаимодействует с оксидом кальция:
Фторид кальция можно получить обменными реакциями, например:
Химические свойства
Фторид кальция химически относительно пассивен. При высокой температуре подвергается гидролизу:
Разлагается концентрированной серной кислотой, что используется в промышлености для получения HF:
При избытке HF образует сложный кристаллогидрат:
При температуре в 600—700 °C фторид лития реагирует с оксидом кальция, давая на выходе оксид лития и фторид кальция:
Фторид лития с насыщенным раствором гидроксида кальция реагирует образовывая гидроксид лития и фторид кальция:
Применение
Фторид кальция является основным источником фтора и его соединений. Начиная с конца 1990-х добывалось
5 млн тонн данного вещества в год.
Фторид кальция является компонентом металлургических флюсов, специальных стекол, эмалей, керамики, оптических и лазерных материалов. Он также используется в качестве флюса при плавке и переработке жидких чугуна и стали.
В лаборатории, фторид кальция широко применяется в качестве оптического материала для инфракрасного и ультрафиолетового излучений, а также как материал с чрезвычайно низким показателем преломления. В первые годы 21-го века цена на рынке фторида кальция упала, и многие крупные заводы были закрыты. Canon и другие производители используют синтетически выращенные кристаллы фторида кальция в качестве компонентов в объективах, уменьшающих рассеивание света.
Отличные механические, технические и эксплуатационные характеристики в сочетании с прозрачностью в широком спектральном диапазоне, высокой оптической однородностью, высокой радиационной устойчивостью позволяют использовать оптические монокристаллы фторид кальция в:
Монокристаллы используются для изготовления окон, призм, линз и других оптических деталей, работающих в диапазоне излучения от ультрафиолетового до инфракрасного. Оптические детали из фторида кальция используются без защитных покрытий. [1]
Опасность применения
Фторид кальция: способы получения и химические свойства
Фторид кальция CaF2 — соль щелочного — земельного металла кальция и плавиковой кислоты. Белый. Плавится без разложения. Не растворяется в воде (растворимость повышается в присутствии солей аммония), кристаллогидратов не образует.
Относительная молекулярная масса Mr = 78,07; относительная плотность тв. и ж. вещества d = 3,18; tпл = 1419º C;
Способ получения
1. Фторид кальция можно получить путем взаимодействия при комнатой температуре кальция и фтора :
2. В результате взаимодействия разбавленной плавиковой кислоты и оксида кальция , образуется фторид кальция и вода:
CaO + 2HF = CaF2↓ + H2O
3. Карбонат кальция вступает в реакцию с разбавленной плавиковой кислотой и образует на выходе фторид кальция, углекислый газ и воду:
4. В результате реакции между хлоридом кальция и фторидом аммония образуется фторид кальция и хлорид аммония:
Химические свойства
1. Фторид кальция вступает в реакцию со сложными веществами :
1.1.1. При 130 — 200º С в результате взаимодействия с концентрированной серной кислотой фторид кальция образует сульфат кальция и газ фтороводород:
Фторид кальция
наименование
Фторид кальция — неорганическое бинарное ионное химическое соединение. Химическая формула CaF2.
Содержание
Физические свойства
Бесцветные диамагнитные кристаллы (в измельчённом состоянии — белые). До температуры 1151 °C существует α-CaF2 с кубической решеткой (а = 0,54626 нм, z=4, пространственная группа Fm3m), выше 1151 °C — разупорядоченная модификация тетрагональной сингонии, температура плавления у этой модификации — 1418 °C.
Плохо растворим в воде (16 мг/л при 18 °C).
Получение
В природе CaF2 встречается в виде минерала флюорита (плавиковый шпат), который содержит до 90-95 % CaF2 и 3,5-8 % SiO2. Это хрупкий и мягкий минерал с большой вариацией в цвете: бесцветный, белый, жёлтый, оранжевый, красный, бурый, зелёный, зеленовато-голубой, фиолетово-синий, серый, пурпурный, синевато-чёрный, розовый и малиновый. Окраска связана с примесями хлора, железа, урана, дефектами кристаллической структуры, которая весьма тонко реагирует на нагревание. Является основным источником фтора в мире. Мировое производство
4,5 млн т/год (1983 год).
В лабораторных условиях фторид кальция обычно получают из карбоната кальция и плавиковой кислоты:
Чисто теоретический интерес представляет способ получения непосредственно из простых веществ:
Разбавленная плавиковая кислота взаимодействует с оксидом кальция:
Фторид кальция можно получить обменными реакциями, например:
CaCl2 + 2NH4F → CaF2↓ + 2NH4Cl 
Химические свойства
Фторид кальция химически относительно пассивен. При высокой температуре подвергается гидролизу:
Разлагается концентрированной серной кислотой, что используется в промышленности для получения HF:
При избытке HF образует сложный кристаллогидрат:
При температуре в 600—700 °C фторид лития реагирует с оксидом кальция, давая на выходе оксид лития и фторид кальция:
2LiF + CaO → 600−700oC CaF2 + Li2O
Фторид лития с насыщенным раствором гидроксида кальция реагирует образовывая гидроксид лития и фторид кальция:
Применение
Фторид кальция является основным источником фтора и его соединений. Начиная с конца 1990-х годов добывалось
5 млн тонн данного вещества в год.
Фторид кальция является компонентом металлургических флюсов, специальных стекол, эмалей, керамики, оптических и лазерных материалов. Он также используется в качестве флюса при плавке и переработке жидких чугуна и стали.
В лаборатории фторид кальция широко применяется в качестве оптического материала для инфракрасного и ультрафиолетового излучений, а также как материал с чрезвычайно низким показателем преломления. В первые годы 21-го века цена на рынке фторида кальция упала, и многие крупные заводы были закрыты. Canon и другие производители используют синтетически выращенные кристаллы фторида кальция в качестве компонентов в объективах, уменьшающих рассеивание света.
Применяется в стоматологии, для глубокого фторирования – насыщения твердых тканей зуба минеральными соединениями, путём обработки(очистка, просушивание струёй воздуха зуба и нанесение) поврежденных мест. Благодаря этому, терапевтический эффект по сравнению с применением фторлаков, усиливается в 100 раз.
Отличные механические, технические и эксплуатационные характеристики в сочетании с прозрачностью в широком спектральном диапазоне, высокой оптической однородностью, высокой радиационной устойчивостью позволяют использовать оптические монокристаллы фторида кальция в:
Монокристаллы используются для изготовления окон, призм, линз и других оптических деталей, работающих в диапазоне излучения от ультрафиолетового до инфракрасного. Оптические детали из фторида кальция используются без защитных покрытий.
Опасность применения
Средства, применяемые для насыщения поверхности зуба минеральными компонентами
Растворы
Реминерализующие растворы представляют собой препараты, содержащие макро- и микроэлементы, необходимые для процесса минерализации. Минерализующие компоненты, входящие в состав растворов для местной профилактики кариеса, представлены соединениями фтора, кальция, фосфора и других микроэлементов. Такие растворы могут применяться в виде полосканий и ротовых ванночек самим пациентом дома или в детских организованных коллективах (фторсодержащие ротовые ополаскиватели представлены выше). Однако более эффективно их при менение в виде аппликаций, электрофореза и фонофореза на поверхности зубов.
Предлагалось значительное количество рецептур реминерализующих растворов. Не останавливаясь подробно на их обзоре, представим наиболее широко применяемые в настоящее время.
Фторсодержащие растворы для аппликаций, электрофореза и фонофореза, как правило, содержат такие соединения фтора, как натрия фторид (0,2 %, 1-2 %), олова фторид (8-10 %), натрия монофторфо-сфат, калия фторид, аминофториды.
Из препаратов кальция для аппликаций и электрофореза применяются кальция глюконат (10 % раствор), кальция глицерофосфат (2,5 %), кальция хлорид (10 %).
Препараты, содержащие фосфор, представлены натрия монофторфо-сфатом и натриевой солью гексафосфорной кислоты.
Ионы кальция и фосфат ионы должны вводиться в состав реминерализующих растворов в такой концентрации, чтобы слюна представляла собой перенасыщенный раствор. Оптимальное соотношение кальция и фосфата в растворе — 1:1,6 и выше.
К комплексным реминерализующим растворам относятся ремодент и профокар.
Препарат ремодент разработан в Рижском медицинском институте в 1975 г. Г. Н. Пахомовым, Е. В. Боровским, А. Я. Лусте и в настоящее время зарегистрирован в 11 странах мира. Порошок ремодента представляет собой высокоочищенную костную муку из челюстных костей молодняка крупного рогатого скота, полученную методом лиофилизации или вакуумной сушки.
Состав ремодента: кальция — 4,35 %, фосфора — 1,36 %, магния — 0,15 %, калия — 0,20 %, натрия — 16,0 %, хлора — 30,0 %, органических веществ — 44,0 %, марганца, железа, цинка, меди и других микроэлементов — до 100 %.
Препарат выпускается в виде порошка, таблеток и гранул, входит в состав зубных порошков, паст, гелей, растворов. Применяется 3% раствор порошка ремодента — для аппликаций и ротовых полосканий (15-25 мл раствора на одно полоскание) 1-2 раза в неделю в течение 10 мес в году.
Профокар — многокомпонентное реминерализирующее средство с оптимальным содержанием и соотношением основных химических элементов, необходимых для построения кристаллической решетки апатитов эмали. Содержит кальций, фосфор, фтор, магний, железо, цинк, калий, натрий, хлор, медь, свинец. Материал для его получения — деминерализат трубчатых костей крупного рогатого скота. В отличие от ремодента содержит фтор. Представляет собой прозрачную жидкость с едва заметным беловатого цвета осадком, солоноватую на вкус. Может применяться для ротовых полосканий и аппликаций.
Кариеспрофилактические лаки
Реминерализующие растворы не обладают пролонгированным действием на поверхность эмали, поэтому разработаны специальные минералосодержащие составы, способные фиксироваться на поверхности зуба относительно длительное время. Преимущественно это — фторсодержащие лаки.
Преимущества фторсодержащих лаков:
Пленка лака на зубе находится в постоянном контакте со слюной, что способствует постоянному высвобождению ионов в слюну и их проникновению в эмаль зуба.
В настоящее время в разработке кариеспрофилактических зубных лаков наметилось две тенденции:
Для достижения кариеспрофилактического эффекта лаки рекомендуется накладывать каждые 3 — 6 мес, преимущественно лицам с высоким риском развития кариеса. Лаки эффективны при гиперчувствительности зубов.
Кроме фтора в кариеспрофилактические лаки могут добавляться другие минерализующие компоненты.
По предназначению к фторсодержащим лакам близки некоторые фторсодержащие гели, которые, как и лаки, наносятся на поверхность зубов и, высыхая, образуют на них тонкую пленку, способную удерживаться относительно длительное время. К таковым относятся Белагель F и Бела-гель Са/Р (ВладМиВа, Россия) — высыхающие гели на водной основе без органических растворителей, Fluoridin gel N5 (VOCO) — гель на основе древесной смолы, содержащий натрия фторид (5 %).
К кариеспрофилактическим относится также защитный лак Cervitec (Vivadent). Лак не содержит минерализующих компонентов, однако имеет в своем составе хлоргексидин (1 %) и тимол (1 %), что снижает бактериальную активность в зубной бляшке. Применение лака снижает колонизацию бактерий на поверхности зуба, нарушает их метаболизм, снижает продукцию молочной кислоты, чувствительность шейки зуба за счет закрытия дентинных трубочек.
Особую группу носителей фтора представляют фторсодержащие бумажные и парафиновые диски. Диск фиксируется в наконечнике на дискодержателе, фтор втирается в поверхность зуба на малых скоростях с использованием возвратно-поступательных (вверх-вниз) и круговых движений. Втирание рекомендуется проводить 2-3 раза с интервалом 1-2 дня (2-4 курса в год).
Разработаны также фторсодержащие пилюли, которые могут фиксироваться на щечных поверхностях первых моляров и обеспечивать медленный непрерывный выброс фтора в полость рта.
Как работают фториды?
Популярные статьи
Другие статьи
Улыбка говорит о многом, но еще больше может значить ее отсутствие. Люди часто не хотят улыбаться, если не уверены в красоте своих зубов. Большинство из нас понимает, почему нужно пользоваться зубной щеткой и нитью, — и это уже хорошо. Но одной лишь механической чистки зубов не всегда бывает достаточно для для того, чтобы зубы оставались здоровыми. Использование фторидсодержащих средств — важная часть ухода за зубами. Прочитав эту статью, вы узнаете ответ на вопрос: как фториды улучшают здоровье ваших зубов?
Что такое фториды и как они работают?
Что такое фториды?
Если вам казалось, что фториды — это синтетические добавки к средствам гигиены полости рта, вы были не одиноки в своих заблуждениях. На самом деле фториды являются натуральными соединениями: они естественным путем образуются в земной коре и широко представлены в природе. Фториды содержатся в ряде продуктов питания, а также в воде. Во многих странах питьевую воду с невысоким содержанием этих веществ фторируют дополнительно, чтобы помочь потребителям укрепить зубы и защититься от кариеса.
Способность фторидов предупреждать образование кариозных поражений была открыта в 1930-х годах, когда исследователи обнаружили, что дети, употреблявшие природно фторированную воду, страдали от кариеса меньше тех, кто пил воду без фторидов. С тех пор исследования раз за разом показывали, что там, где питьевую воду начинают фторировать, заболеваемость кариесом снижается.
Всемирная организация здравоохранения, Международная федерация стоматологов и многие другие медицинские сообщества поддерживают и пропагандируют идею фторирования питьевой воды для борьбы с кариесом. По мнению экспертов Стоматологической ассоциации России, уникальные свойства фторида позволяют его считать наиболее эффективным средством профилактики кариеса зубов детей и взрослых.
Как действуют фториды?
Чтобы понять механизм действия фторидов, нужно изучить строение и функционирование эмали. В ней постоянно происходят процессы деминерализации и реминерализации. Причиной потери минералов из структуры эмали служит жизнедеятельность бактерий, которые живут в полости рта. Питаясь сахаром и другими углеводами, эти микроорганизмы выделяют кислоты, которые растворяют эмаль зубов. Фториды защищают эмаль от повреждений, вызванных деминерализацией, и делают твердые ткани зуба менее восприимчивыми к негативному воздействию кислот.
В другие периоды времени, после нейтрализации «кислотной атаки», фториды помогают эмали восполнить утрату ионов кальция и фосфата, которые придают зубам большую твердость. Этот процесс называется реминерализацией. Чрезмерная утрата минералов и недостаточное их восполнение в структуре эмали ведут к образованию кариеса.
В чем польза фторидов?
Фториды помогают защищать зубы двумя способами. Когда дети получают необходимые ежедневные дозы фторидов с пищей или водой, эти соединения проникают в кровь и участвуют в процессе формирования зубов, т. е. действуют изнутри. Кроме того, фториды остаются в слюне и способствуют укреплению зубов снаружи, так что кислоты наносят эмали меньший ущерб. Благодаря воздействию фторидов зубы остаются крепкими и устойчивыми к кариесу, а также не возникает их повышенная чувствительность.
Источник фторидов:
Что такое фтор?
Теперь пора вспомнить химию. Фтор — это химический элемент, который, как отмечает Большая энциклопедия нефти и газа, отличается высокой реактивностью. Благодаря этому свойству фтор легко образует соединения с другими веществами. Одними из наиболее известных соединений фтора, встречающихся в природе, являются фториды. Это означает, что входящие в состав зубных паст фториды представляют собой натуральные ингредиенты.
В качестве примеров этих соединений можно называть фторид кальция, фторид натрия, монофторфосфат натрия и фторид олова. Эти соли часто используют при изготовлении зубных паст.
Как фториды укрепляют зубы?
При использовании фторидсодержащего средства гигиены полости рта, например, зубной пасты, источник фтора попадает в слюну. Слюна омывает зубы, и фторид абсорбируется на поверхности эмали. Там он связывается с присутствующими в структуре эмали кальцием и фосфатом, образуя фторапатит — твердое минеральное вещество, способное противостоять повреждению зубов и помогающее предотвратить образование кариозных полостей.
Безопасны ли фториды?
При правильном использовании в надлежащих количествах фториды безопасны и эффективны, но правило «все хорошо в меру» распространяется и на них. Многолетние исследования показали, что главной опасностью, связанной с чрезмерным потреблением фторидов, является флюороз, заболевание, которое может развиться у ребенка, если он в раннем возрасте, в период формирования зубов длительное время потреблял внутрь воду или продукты с повышенным содержанием соединений фтора.
В этом случае на прорезавшихся зубах ребенка могут появиться белые, а иногда — даже коричневые и серые полосы и пятна. Помимо высокого, сверх установленных санитарными нормами содержания фторида в питьевой воде существует другая опасность чрезмерного системного поступления фтора в организм ребенка, — когда он бесконтрольно глотает слишком много фторидсодержащей зубной пасты. Именно поэтому важно приглядывать за детьми во время чистки зубов и следить за тем, чтобы они всегда сплевывали зубную пасту. Кроме того, таблетки фторида натрия лучше держать вне досягаемости маленьких детей. Если у вас есть вопросы или сомнения, обсудите их со стоматологом: он подскажет, как лучше действовать, чтобы защитить вашего ребенка не только от кариеса, но и от флюороза.
Почему фториды безопасны
Эффективность фторидов в снижении распространенности кариеса зубов широко документирована в отечественной и зарубежной литературе и является неоспоримым фактом. Строгие доказательства, полученные в результате многочисленных исследований, резолюции Всемирной Ассамблеи Здравоохранения ВОЗ, позиция Международной Федерации Стоматологов (FDI) и Международной Ассоциации по научным исследованиям в стоматологии (IADR) подтверждают медицинскую и экономическую эффективность, а также безопасность ежедневного использования фторида в оптимальных количествах для профилактики кариеса зубов. Никаких научных данных о том, что потребление фторидов в надлежащих количествах может быть связано с неблагоприятными последствиями для здоровья, нет. Наоборот, представлены доказательства того, что те количества фторидов, которые содержатся в зубной пасте, произведенной по межгосударственному стандарту, и водопроводной питьевой воде, отвечающей установленным санитарным нормам, и безопасны, и эффективны.
Фторирование зубов и пищевые добавки с фторидами
Средства для фторирования зубов
Существует несколько способов фторирования зубов. Топические средства наносятся непосредственно на зубы: к ним относятся зубные пасты, ополаскиватели для полости рта и препараты для профессионального фторирования зубов в клинике. Хотя время взаимодействия таких фторидсодержащих средств с поверхностью зубов непродолжительное, они способны создавать в полости рта так называемое депо фторида, которое на несколько часов обеспечит постоянное присутствие фторид-иона во рту.
Если у вас в целом здоровые зубы, то для эффективной профилактики кариеса, как правило, бывает достаточно употребления фторированной воды и использования фторидсодержащей зубной пасты. Если водопроводную воду в вашем регионе не фторируют или вы пьете бутилированную воду без фтора, стоматолог может порекомендовать вам выполнить профессиональное фторирование зубов, чтобы надлежащим образом защитить их.
Средства для этой процедуры выпускаются в виде гелей, пенок и лаков. Концентрация фторида в них выше, чем в зубных пастах и ополаскивателях, поэтому они предназначены только для использования в стоматологических клиниках.
Пищевые добавки с фторидами
Если вас беспокоит, что ваш ребенок не получает достаточно фторидов, попросите педиатра или стоматолога выписать рецепт на пищевую добавку с фторидом. Такие добавки подходят детям в возрасте от 6 месяцев до 16 лет, при условии, что они не пьют фторированную воду. Препараты фтора выпускаются в виде капель для маленьких детей и таблеток для детей постарше и подростков.
Если ребенок нуждается в больших количествах фторида, нежели содержится в добавке, стоматолог или педиатр может порекомендовать дополнительно использовать фторидсодержащий ополаскиватель или гель. В любом случае обязательно присматривайте за ребенком, когда он пользуется каким бы то ни было фторидсодержащим средством, и храните пищевые добавки вне досягаемости детей.
Как и всякий другой путь, путь к здоровью зубов и десен начинается с первого шага. Им является правильная гигиена полости рта: чистите зубы фторидсодержащей зубной пастой как минимум дважды в день и ежедневно используйте зубную нить, чтобы удалить налет из межзубных промежутков. И, разумеется, не забывайте регулярно посещать стоматолога.