Forskellen mellem natriumfluorid og calciumfluorid

2024 Forfatter: Alex Aldridge | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 13:35

Nøgleforskel – Natriumfluorid vs Calciumfluorid

Natriumfluorid og calciumfluorid er to fluormineraler af grundstofferne i gruppe I og gruppe II i det periodiske system. Mens de naturligt eksisterer i form af mineraler, produceres de også kommercielt til industrielle anvendelser. Men naturlig form for natriumfluorid er forholdsvis sjælden, og calciumfluorid er meget rigeligt. Dette kan betragtes som den vigtigste forskel mellem natriumfluorid og calciumfluorid. Selvom de begge er fluorider, der indeholder krystallinske faste stoffer, varierer deres industrielle anvendelser meget; de bruges til forskellige formål.

Hvad er natriumfluorid?

Natriumfluorid er en farveløs, uorganisk, ionisk kemisk forbindelse med molekylformlen NaF. Ligesom natriumchlorid opløses det i vand, hvilket giver Na⁺ og F^{– separat.}

NaF (s) → Na⁺ (aq) + F^{– (aq)}

Natriumfluorid eksisterer naturligt som et mineral kaldet 'villiaumite', som er relativt sjældent, og det kan findes i plutoniske nefelin-syenitbjergarter.

Natriumchlorid er en af de mest udbredte fluoridionkilder i mange industrielle anvendelser, da det er billigere og mindre hygroskopisk sammensætning end kaliumfluorid (KF).

Villiamumite

Hvad er calciumfluorid?

Calciumfluorid er en hvid, vanduopløselig, uorganisk, ionisk kemisk fast forbindelse med molekylformlen CaF₂ Det er også kendt som flusspat, og det eksisterer naturligt som en mineralsk fluorit og har en dyb farve på grund af dets urenheder. Fluoritmineralet findes mange steder, og det bruges som forløber for HF. Men nogle industrielle processer kræver ren calciumflorid, uden urenheder. Således fremstilles CaF_{2 med høj renhed industrielt ved at bruge calciumcarbonat og hydrogenfluorid.}

CaCO₃ + 2 HF → CaF₂ + CO₂ + H 2_O

Calciumfluorid

Hvad er forskellen mellem natriumfluorid og calciumfluorid?

Kemisk struktur af natriumfluorid og calciumfluorid

natriumfluorid:

Natriumfluorid er en ionisk krystal, som krystalliserer i et kubisk motiv. I sin struktur indeholder både Na⁺ og F^{− oktaedriske koordinationssteder, og dens gitterafstand er omtrent lig med 462 pm. Denne længde er ret mindre end for natriumchlorid.}

Calciumfluorid:

Calciumfluorid findes naturligt i fluoritform, og det krystalliserer et kubisk motiv. Ca²⁺ fungerer som otte-koordinerede centre og er placeret i en boks til otte F^– centre. Hvert F^– center er koordineret til fire Ca^{2+ centre. Generelt er perfekt pakkede krystaller farveløse, men mineralet har en dyb farve på grund af F-centre.}

Strukturen af en enhedscelle af CaF_{2 (fluorit) er vist nedenfor.}

Anvendelse af natriumfluorid og calciumfluorid

natriumfluorid:

Natriumfluorid er flittigt brugt i en lang række industrielle anvendelser, herunder medicinsk og kemisk industri. I medicinske applikationer bruges det til medicinsk billeddannelse og til behandling af osteoporose. I den kemiske industri bruges det i syntese- og ekstraktionsprocesser inden for metallurgi, som rengøringsmiddel og som mavegift til plantefødende insekter.

Det bruges også til vandbehandling. Det tilsættes drikkevandet ved vandfluorering for at øge fluoridniveauet i vandet. I nogle lande føjes det til nogle fødevarer.

Calciumfluorid:

Både naturligt forekommende og kommercielt produceret CaF_{2 er lige vigtige i mange industrielle applikationer. Det er naturligt til stede i fluoritmineralet, og det er hovedkilden til fremstilling af hydrogenfluorid. Reaktionen mellem fluoritmineral og den koncentrerede svovlsyre producerer hydrogenfluorid.}

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

Derudover bruges den til at producere optiske komponenter på grund af dens specielle egenskaber. Den er gennemsigtig over en bred vifte af frekvenser; fra ultraviolet (UV) til infrarødt (IR), lavt brydningsindeks og uopløseligheden i vand. Det bruges til at fremstille vinduer og linser, der bruges i termiske billedbehandlingssystemer, spektroskopi og excimer-lasere.

Image Courtesy: "Villiamumite in nepheline syenite Sodium fluoride…" af Dave Dyet - shutterstone.com, dyet.com - Eget arbejde (Public Domain) via Commons Wikimedia "Calcium Floride" (Public Domain) via Commons Wikimedia " Sodium Floride" Af Benjah-bmm27 - Eget arbejde (Public Domain) via Commons Wikimedia "Crystal structure of fluorite" af Materialscientist på engelsk Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia