KALSIYUM FLORÜR (CAF2): YAPISI, ÖZELLIKLERI, KULLANIMLARI - FIZIKSEL - 2025

Kalsiyum florür , bir inorganik katı içerir, bir kalsiyum atomu (Ca) ve iki florin atomu (F). Kimyasal formülü CaF _2'dir ve kristalin grimsi beyaz bir katıdır.

Doğada mineral florit veya fluorspar içinde bulunur. Kemiklerde ve dişlerde doğal olarak bulunur. Mineral florit, diğer flor bileşiklerini elde etmek için kullanılan ana kaynaktır.

Katı CaF ₂ kalsiyum florür . w: Kullanıcı: Haziran 2005'te Walkerma. Kaynak: Wikimedia Commons.

Ayrıca CaF ₂ diş çürümesini önlemek için kullanılır, bu nedenle diş hekimlerinin onları iyileştirmek için kullandıkları malzemelere eklenir. Aslında, kalsiyum florür de içme suyuna (içme suyu) eklenir, böylece nüfus onu içmekten ve dişlerini fırçalamaktan faydalanır.

CaF ₂ , optik ekipman ve kameralarda büyük kristaller şeklinde kullanılmaktadır. Ayrıca, bir kişinin radyoaktiviteye ne kadar maruz kaldığını tespit etmek için kullanılan küçük cihazlarda da kullanılır.

yapı

Kalsiyum florür CaF ₂ , bir kalsiyum Ca2 ⁺ katyonu ve iki florür F ^- anyonundan oluşan iyonik bir bileşiktir . Bununla birlikte, bazı bilgi kaynakları, bağlantılarının belirli bir kovalent karaktere sahip olduğunu gösterir.

Kalsiyum florür CaF _{2'nin yapısı} . Mavi: kalsiyum; Sarı florin. Claudio Pistilli. Kaynak: Wikimedia Commons.

terminoloji

Kalsiyum florür

Özellikleri

Fiziksel durum

Kübik kristal yapıya sahip renksiz ila grimsi beyaz katı.

CaF _2'nin kübik kristal yapısı . Benjah-bmm27. Kaynak: Wikimedia Commons.

Moleküler ağırlık

78,07 g / mol

Erime noktası

1418ºC

Kaynama noktası

2533ºC

Yoğunluk

3.18 g / cc ^3. 20 ° ° C

Kırılma indisi

1,4328

Çözünürlük

20 ° C'de suda çözünmez. 25 ° C'de neredeyse çözünmez: 0,002 g / 100 mL su. Asitlerde az çözünür.

Kimyasal özellikler

Oksitleyici veya indirgeyici özellikleri çok zayıftır, ancak bu reaksiyonlar meydana gelebilir. Yine de, genel olarak, çok az durumda.

Organik kimyasallara ve HF hidroflorik asit dahil birçok aside karşı inerttir. Nitrik asit HNO _3'te yavaş çözünür .

Yanıcı değildir. Hava veya su ile hızlı reaksiyona girmez.

Suya olan afinitesi düşük olduğundan, yüksek oranda neme maruz kalsa bile normal oda sıcaklığında bir aya kadar onu etkilemez.

Nem varlığında, kristallerinin duvarları 600 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda yavaşça çözünür. Kuru ortamlarda kayda değer bir şekilde etkilenmeden yaklaşık 1000 ° C'ye kadar kullanılabilir.

Doğada varlık

Kalsiyum florür CaF ₂ , mineral florit veya florpar içinde doğal olarak bulunur.

Saf CaF ₂ renksiz olmasına rağmen , mineral florit genellikle kristal yapıdaki "deliklere" hapsolmuş elektronların varlığıyla renklendirilir.

Bu mineral, camsı parlaklığı ve çeşitli renkleriyle (mor, mavi, yeşil, sarı, renksiz, kahverengi, pembe, siyah ve kırmızımsı turuncu) çok değerlidir. "Dünyanın en renkli minerali" olduğu söyleniyor.

Fransa'daki bir madenden gelen florit. Muséum de Toulouse. Kaynak: Wikimedia Commons.

Milano Doğa Müzesi'nden florit (mavi kristaller). Giovanni Dall'Orto. Kaynak: Wikimedia Commons.

İngiltere'deki bir madenden gelen florit. Didier Descouens. Kaynak: Wikimedia Commons.

Fransa'daki bir madenden gelen florit. Didier Descouens. Kaynak: Wikimedia Commons.

ABD'deki bir madenden gelen florit. Yazar: Jurema Oliveira. Kaynak: Wikimedia Commons.

Kalsiyum florür de kemiklerde% 0,2 ile% 0,65 arasında ve ayrıca diş minesinde% 0,33-0,59 oranında bulunur.

Uygulamalar

- Flor bileşiklerinin elde edilmesinde

Mineral florit CaF ₂ , dünya çapında temel veya çoğunluk flor kaynağıdır. Neredeyse tüm flor bileşiklerini hazırlamak için hammaddedir.

Bunlardan en önemlisi, diğer florlu bileşiklerin hazırlandığı hidroflorik asit HF'dir. Florür iyonu F ^- mineralden konsantre sülfürik asit H ₂ SO ₄ ile reaksiyona sokularak salınır :

CaF ₂ (katı) + H ₂ SO ₄ (sıvı) → CaSO ₄ (katı) + 2 HF (gaz)

- Diş bakımında

CaF ₂ kalsiyum florür , boşlukların önlenmesi için bir ajandır. Bu amaçla içme suyunu (içilebilen suyu) florlamak için kullanılır.

Ek olarak, diş macunlarında ve ağız çalkalama sularında kullanılan düşük F ^- florür konsantrasyonlarının ( milyonda 0,1 parça), çürük önleyici diş bakımında derin olumlu bir etkiye sahip olduğu gösterilmiştir.

Kalsiyum florür, boşlukların önlenmesine yardımcı olur. Yazar: Annalize Batista. Kaynak: Pixabay.

CaF nanopartiküller

Floritler diş macunlarında ve durulama olarak kullanılmalarına rağmen, tükürük vasıtası kalsiyum düşük konsantrasyonu (Ca) CaF bu ₂ yatakları oluşmadığı etkili mümkün olduğu kadar diş üzerinde.

Nanopartiküller olarak CaF ₂ tozu elde etmenin bir yolu bu yüzden tasarlanmıştır .

Bunun için, iki çözeltinin (biri kalsiyum hidroksit Ca (OH) ₂ ve bir amonyum florür NH ₄ F) akışlı bir bölmeye püskürtülürken karıştırıldığı bir püskürtmeli kurutucu (İngiliz püskürtmeli kurutucudan) kullanılır. sıcak hava.

Ardından aşağıdaki reaksiyon meydana gelir:

Ca (OH) ₂ + NH ₄ F → CaF ₂ (katı) + NH ₄ OH

NH ₄ OH NH olarak uçucu hale ₃ ve H ₂ O ve CaF ₂ nanopartiküller kalır .

Yüksek reaktiviteye ve daha fazla çözünürlüğe sahiptirler, bu da onları dişlerin remineralize edilmesinde ve antikacı olarak daha etkili kılar.

- Optik ekipman için lenslerde

Kalsiyum florür, kızılötesi ve ultraviyole (UV) ışık spektrofotometrelerinin prizmaları ve pencereleri gibi optik elemanları oluşturmak için kullanılır.

Bu cihazlar, bir malzemenin içinden geçtiğinde emdiği ışık miktarını ölçmemizi sağlar.

CaF ₂ , ışık spektrumunun bu tür bölgelerinde şeffaftır, son derece düşük bir kırılma indisine sahiptir ve 1500-4000 cm ^{- 1} aralığında NaCl'ninkinden daha verimli bir çözünürlük sağlar .

Kimyasal kararlılığı sayesinde olumsuz koşullara dayanabilir, bu nedenle CaF ₂ optik elemanlarına zarar gelmez. Aynı zamanda yüksek sertliğe sahiptir.

Kameralarda

Bazı fotoğraf makinesi üreticileri, ışık dağılımını azaltmak ve renk bozulmasını mükemmel şekilde düzeltmek için yapay olarak kristalize edilmiş CaF ₂ lensler kullanır.

Bazı kameralarda renk bozulmasını azaltmak için kalsiyum florür CaF ₂ lensler bulunur . Bill Ebbesen. Kaynak: Wikimedia Commons.

- Metalurji endüstrisinde

CaF ₂ , suda çözünmeyen bir kalsiyum kaynağı olduğu ve bu nedenle oksijene duyarlı uygulamalarda etkili olduğu için metalurji endüstrisinde bir eritici ajan olarak kullanılır.

Sıvı haldeki demir ve çeliği eritmek ve işlemek için kullanılır. Bu, demirinkine benzer bir erime noktasına sahip olması ve ayrıca oksitleri ve metalleri çözebilmesi gerçeğine dayanmaktadır.

- Radyoaktivite veya tehlikeli radyasyon dedektörlerinde

CaF ₂ , termolüminesan bir malzemedir. Bu, kristal yapısının elektronlarındaki radyasyonu emebileceği ve daha sonra ısıtıldığında onu ışık şeklinde serbest bırakabileceği anlamına gelir.

Yayılan bu ışık, bir elektrik sinyaliyle ölçülebilir. Bu sinyal, malzemenin aldığı radyasyon miktarı ile orantılıdır. Bu, alınan radyasyon miktarı ne kadar büyükse, ısıtıldıktan sonra yayacağı ışık miktarı o kadar fazla olduğu anlamına gelir.

Bu nedenle CaF ₂ , tehlikeli radyasyona maruz kalan ve bir süre içinde ne kadar radyasyon aldıklarını bilmek isteyen kişilerin kullandığı kişisel dozimetrelerde kullanılmaktadır.

- Diğer kullanımlar

- Organik bileşiklerin sentezi için kimyasal dehidrasyon ve dehidrojenasyon reaksiyonlarında katalizör olarak kullanılır.

- Alkalin kaynak elektrotlarında kullanılır. Asit elektrotlardan daha güçlü bir kaynak elde edilir. Bu elektrotlar, gemilerin ve yüksek basınçlı çelik kapların imalatında kullanışlıdır.

- Son derece düşük miktarlarda besin takviyesi olarak (ppm veya milyonda parça).

Adam kaynak. CaF ₂ kalsiyum florür elektrotları daha güçlü kaynaklar oluşturur. William M. Plate Jr. Kaynak: Wikimedia Commons.

Referanslar

1. Pirmoradian, M. ve Hooshmand, T. (2019). Reçine bazlı dental nanokompozitlerin yeniden mineralizasyonu ve antibakteriyel özellikleri. Kalsiyum florürün (CaF ₂ ) sentezi ve karakterizasyonu . Nanokompozit Malzemelerin Diş Hekimliğinde Uygulamalarında. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
2. ABD Ulusal Tıp Kütüphanesi. (2019). Kalsiyum florür. Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov'dan kurtarıldı.
3. Weman, K. (2012). Kaplanmış elektrotlarla manuel metal ark (MMA) kaynağı. Kaynak İşlemlerinde El Kitabı (İkinci Baskı). Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
4. Hanning, M. ve Hanning, C. (2013). Koruyucu Diş Hekimliğinde Nanobiyomateryaller. Nano boyutta kalsiyum florür. Klinik Diş Hekimliğinde Nanobiyomalzemelerde. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
5. Ropp, RC (2013). Grup 17 (H, F, Cl, Br, I) Toprak Alkali Bileşikleri. Kalsiyum Florür. Toprak Alkali Bileşikleri Ansiklopedisinde. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
6. Cotton, F. Albert ve Wilkinson, Geoffrey. (1980). İleri İnorganik Kimya. Dördüncü baskı. John Wiley & Sons.
7. Valkovic, V. (2000). Radyoaktivite Ölçümleri. Ortamda Radyoaktivitede. Termolüminesan dedektörler (TLD'ler). Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.