氟化钠（一种离子化合物）

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更新时间：2023-05-19

氟化钠

一种离子化合物

氟化钠(英文: Sodium Fluoride)是一种离子化合物，为无机物，化学式为NaF，分子量为41.988，密度为2.78 g/cm³。氟化钠外观呈无色结晶固体或白色粉末，无特殊气味，溶于水、氢氟酸，不溶于乙醇。氟化钠是碱金属氟化物中唯一具有吸湿性的盐，长期贮存会结块。氟化钠受热分解或与酸反应会释放出氟化氢气体，还可与钾型阳离子交换剂等发生置换反应，与六氟化铀、氟化氢等发生络合反应等。

基本信息

中文名

氟化钠

英文名

Sodium Fluoride, Zymafluor

CAS号

7681-49-4

性质

化学式

NaF

结构式

摩尔质量

41.988 g/mol

外观

无色结晶固体或白色粉末

气味

无特殊气味

密度

1.125g/cm³

熔点

993 ℃

沸点

1695 ℃

溶解性

溶于水、氢氟酸，不溶于乙醇

pKa

3.17

pH值

7.4(新制饱和溶液)

蒸气压

1 mmHg(1077 ℃)

危险性

NFPA 704

蓝3：可造成严重或永久性伤害。

红0：在通常火灾中不会燃烧。

黄0：即使在火灾中也很稳定。

氟化钠可在医疗领域用于治疗骨质疏松症、Paget骨病和防治龋齿等；在农业领域作杀虫剂、杀菌剂；在电化学领域作电解质添加剂；在分析化学及医学检验领域作分析试剂等。氟化钠具有毒性，急性中毒时表现出恶心、呕吐及腹泻等胃肠症状，不及时抢救可致死亡；慢性中毒时会造成氟骨症，影响骨骼和牙齿的健康等。

分子结构

氟化钠分子由钠离子和氟离子组成，其中钠元素含量为54.75％，氟元素含量为45.25％，其分子结构如下图所示：

氟化钠晶体结构属四方晶系，空间群为Fm-3m，其晶胞参数为a=b=c=4.57 Å，α=β=γ=90.00 °。在氟化钠晶体中，钠离子与6个氟离子成键，所有Na-F键长均为2.29 Å，构成正八面体结构，晶体结构如下图所示：

理化性质

物理性质

氟化钠外观呈无色结晶固体或白色粉末，无特殊气味，溶于水、氢氟酸，不溶于乙醇，其在水中的溶解度如下表所示。氟化钠是碱金属氟化物中唯一具有吸湿性的盐，长期贮存会结块。其分子量为41.988，密度为2.78 g/cm³，熔点为993 ℃，沸点为1695 ℃，蒸气压为1 mmHg(1077 ℃)，折射率为1.336，解离常数pKa为3.17。

化学性质

氟化钠新制饱和溶液pH值为7.4，其受热分解会释放出氟化氢气体，还可与钾型阳离子交换剂、酸、氯化钙等发生置换反应，与六氟化铀、氟化氢等发生络合反应。

热分解

氟化钠受热分解时，生成氧化钠并释放出氟化氢有毒气体。

置换反应

氟化钠溶液可与钾型阳离子交换剂发生置换反应，生成氟化钾。反应方程式如下：

氟化钠可与盐酸、硫酸等酸类反应，生成腐蚀性很强的氢氟酸。反应方程式如下：

氟化钠可与氯化钙反应，生成氯化钠和氟化钙沉淀。反应方程式如下：

络合反应

氟化钠可与六氟化铀发生络合反应，生成络盐UF₆·2NaF，还可与氟化氢反应生成络盐NaF·HF。反应方程式如下：

其他反应

氟化钠可与二氧化硅和盐酸反应，生成氟硅酸钠和氯化钠。反应方程式如下：

氟化钠可与氟硅酸钠及金属铝在950~1000℃下反应，生成氟铝酸钠(冰晶石)和硅单质。反应方程式如下：

制备方法

熔浸法

氟化钠可由熔浸法制得。以萤石、纯碱和石英砂为原料，将萤石粉碎后，与纯碱和石英砂混合并送入炉中煅烧。煅烧后的烧结块用水浸取，浸取液送入压滤机过滤，洗液送入浸取器。滤液经蒸发、结晶及干燥后即得氟化钠成品。反应原理与流程图如下：

中和法

氟化钠可由中和法制得。以萤石、硫酸和纯碱为原料，将萤石与硫酸在反应器中反应，生成氢氟酸，然后通入纯碱进行中和，再经脱水、干燥及粉碎等步骤即得氟化钠成品。也可直接由氢氟酸、纯碱为原料制取氟化钠。由于工艺简单，所以此法在工业中常用。反应原理与流程图如下：

氟硅酸钠法

氟化钠可由氟硅酸钠法制得。以磷肥厂含氟废气副产品中的氟硅酸钠为原料，将氟硅酸钠于氢氧化钠和碳酸钠同时在反应器中反应，经过滤、水洗、干燥和粉碎等步骤即得氟化钠成品。由于原料易得，能化害为利，所以此法在工业中也常用。反应原理与流程图如下：

氟化氢铵法

氟化钠可以氟化氢铵为原料制得。将氢氧化钠溶液与氟化氢铵反应，猛烈搅拌后析出氟化钠沉淀，然后吸滤出结晶，用水洗涤以除去杂质离子及过剩的氢氧化钠，干燥后即得氟化钠成品。反应原理如下：

离子交换法

氟化钠可由离子交换法制得。用氢氟酸处理钠型离子交换柱，即可制得氟化钠。反应原理如下：

检测方法

氢氧化钠滴定法

氟化钠可由氢氧化钠滴定法进行检测。氟化钠在二氧化硅存在下可与过量盐酸反应，F⁻定量地转化为SiF₆²⁻，再将过量的盐酸用标准氢氧化钠回滴，即可计算出氟化钠的含量。反应原理如下：

硝酸钍滴定法

氟化钠可由硝酸钍滴定法进行检测。在弱酸性溶液内，氟化钠可与硝酸钍反应生成氟化钍，氟化钍可与茜素红指示剂反应，生成紫红色络合物。用硝酸钍标准溶液滴定样品溶液，即可计算得氟化钠含量。反应原理如下：

硝酸汞滴定法

氟化钠可由硝酸汞滴定法进行检测。在有乙酸钠缓冲溶液存在时，氟化钠与铅盐溶液可定量生成氟氯化铅沉淀，用硝酸汞标准溶液滴定样品溶液，测定沉淀中氯化物含量即可计算求得氟化钠含量。

离子交换树脂法

氟化钠可由离子交换树脂法进行检测。将样品加沸水溶解，煮沸并冷却后过滤，滤液加热至沸腾后滴入酚酞指示剂，注入强酸性阳离子交换树脂柱中，以一定流量进行交换，用水分次洗涤树脂至滴下溶液呈中性。收集交换液和洗涤液，滴入酚酞指示液，用氢氧化钠标准溶液滴定至溶液呈粉红色且半分钟不脱色即为终点，计算得氟化钠含量。

应用领域

医药领域

氟化钠可用于医药领域，用于治疗骨质疏松症、Paget骨病和防治龋齿等。其能直接作用于骨细胞，刺激骨细胞增殖并提高细胞内的酶活性，促进新骨形成，增加骨松质重量。氟化钠还可结合骨或牙的羟磷灰石结晶，将其羟基取代，形成稳定且不易被溶解和吸收的无机盐附着于表面，促进牙釉、骨骼的坚度及钙、磷的利用，增加抗酸及防龋能力。氟化钠还可改变口腔内的生态环境，不利于细菌的生长，也可抑制和影响细菌的糖酵解过程，影响细胞内和细胞外多糖的合成等。也可在牙膏、饮用水、牛奶及奶粉中加入氟化钠以预防龋齿。

农业领域

氟化钠可用于农业领域，是一种具有杀虫、杀菌作用的氟制剂。氟化钠农药可用于防治小麦锈病及多种咀嚼式口器的害虫，如粘虫、地老虎、蝗虫和甜菜象岬等。氟化钠液用时易引起嫩叶灼伤，所以适用于防治茎叶蜡质较厚、组织坚硬的作物上的害虫；防治小麦锈病时，应避免在拔节、孕穗及抽穗后使用，以防产生药害。此外，氟化钠还可作兽药用于治疗猪、马等动物的蛔虫病、圆虫病等。

电化学领域

氟化钠可在铝电解时用作电解质添加剂，用于电解槽启动初期。在这个时期，新槽的炭素内衬对氟化钠有选择性的吸收，使电解质的分子比急剧下降，新开槽要求保持较高分子比，因此需要加入一定量的氟化钠。也可用碳酸钠溶液吸收氟化氢，然后用铝酸钠溶液处理含氟化钠的溶液制得冰晶石，反应方程式如下。冰晶石是氟化铝和氟化钠的复盐，分子式中有三个氟化钠和一个氟化铝，也就是Na₃AlF₆，它与氟化钠均可作电解质的主要成分。

分析化学、医学检验领域

氟化钠可用于分析化学及医学检验领域。其可在在化学分析中用做拖蔽剂，在不同的酸中分别能掩蔽铁、铝、钛、锡、锌、镁等元素。如碘容量法测定铜时，用硫代硫酸钠分离铜后会带有少量铁等杂质，加入少量氟化钠后可掩蔽铁、砷、锑及钼等元素，不再影响滴定。氟化钠可在方铅矿、锡石、闪锌矿及黄铁矿等矿物分析中作缓冲剂，提高分析灵敏度。氟化钠还可与EDTA联用测定三氧化二铝；与盐酸联用测定铁矿中的氧化亚铁；与氯化亚锡联用测定碳钢、低合金钢、硅钢、高锰钢和生铁中的磷。

氟化钠与草酸钾或麝香草酚配制成混合溶剂，可用作血液检验中的抗凝剂，防止血液凝固。且血液离体后，其化学成分中的葡萄糖含量易分解而逐渐降低，从而影响测定结果的准确，使用抗凝剂可抑制葡萄糖的分解。

化工领域

氟化钠可用于化工领域。如用于纯化被污染的六氟化铀，反应原理与流程图如下：

氟化钠可在钨冶金中用于分解白钨矿，反应原理如下：

氟化钠还可在镍的回收中用于除去钙、镁杂质；在染料生产中用作催化剂；在胶粘剂生产中用于络合水中的铁离子，减小其对聚合反应的影响；还可用于生产氟单质和其他氟化物等。

建筑领域

氟化钠可用于建筑领域，作水泥掺杂剂。其掺入水泥中的主要作用是与水化生成的氢氧化钙反应生成不溶性的氟化钙，以提高水泥强度。氟化钠常与碳酸钠、碳酸钾、硫酸铁和亚硝酸钠等复合联用。

其他应用

除上述应用外，氟化钠还可作木材、枕木及麻绳的防腐剂及皮革防霉剂，用于机械刀片和刨刀的镶钢增强焊接强度等。

安全事宜

毒理学数据

LD₅₀ 小鼠皮下 94 mg/kg

职业接触极限

2.5 mg/cm³(以时间加权平均值记)

中毒表现

急性中毒

急性氟化钠中毒初期表现出恶心、呕吐及腹泻等胃肠症状，四肢感觉异常疼痛。严重中毒时伴有痉挛或陷入休克，此时血中钙离子与氟结合使血钙急剧下降，出现血压下降，心力衰竭等症状，如不及时抢救可致死亡。大量吸入氟化钠粉尘，主要引起呼吸道刺激症状，如咽喉灼痛、咳嗽、咳血、胸闷、气急、鼻蛆、声音嘶哑等。

慢性中毒

长期摄入过量的氟化钠可导致骨骼和牙的慢性氟中毒。慢性氟中毒的发生率比急性氟中毒高，而且不易发现，一旦发现就已造成不可逆转的病损。慢性氟中毒通常发生在长期摄入较多氟化物的人群，例如饮水含氟量过高地区的人群。慢性氟中毒以骨和牙的损害最突出。牙慢性氟中毒即氟牙症或称氟斑牙，氟牙症多发生于饮水含氟量过高地区的儿童，当儿童长期摄取过量氟，处于发育矿化期的牙体硬组织发生釉质发育不全、钙化不良，釉质表面呈白垩色或黄褐色，甚至暗棕色斑块，严重者出现釉质缺损。骨的慢性氟中毒起先为骨质密度增加韧带和肌腱有钙质沉积，骨关节僵硬、疼痛、变形、脊柱侧弯、运动受限，甚至截瘫，称为氟骨症。长期吸入较高浓度的氟化钠粉尘，可引起氟骨症的特有病变。患者常先出现神衰症候群及不同程度的消化系统症状。尿中有蛋白，尿氟量显著增高。长期皮肤接触氟化钠可引起皮炎，感痛或痒。轻者局部出现针头大小的红色丘疹、疱疹或脓疱；重者可形成溃疡或大疱。

急救措施

吸入	脱离污染区，安置休息并保持温暖，及时就医
摄入	漱口，大量饮水并及时就医
眼睛接触	将污染衣物脱下，用肥皂和大量水冲洗并及时就医
皮肤接触	用大量水冲洗并及时就医

消防措施

氟化钠不可燃，在火焰中释放出刺激性或有毒气体。应禁止与高温表面接触和明火。小火时可使用干粉、二氧化碳或水喷雾灭火剂，大火时可使用二氧化碳、抗乙醇泡沫或水喷雾灭火剂。

防护措施

呼吸系统防护	可能接触其粉尘时，应佩戴自吸过滤式防尘口罩。紧急事态抢救或撤离时，应佩戴自给式呼吸器
眼睛防护	戴化学安全防护眼镜
手防护	戴乳胶手套
其他防护	工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作完毕，淋浴更衣。工作服不准带至非作业场所。单独存放被毒物污染的衣服，洗后备用。保持良好的卫生习惯

储存与贮运

氟化钠与酸类反应可放出具有腐蚀性、刺激性的氢氟酸，能腐蚀玻璃，所以不得储存于玻璃容器内。须存放在干燥处，与酸类或碱类隔离。贮存中防雨淋、日晒，不能与食物、饲料等混放。

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