Hexafluorosilicato de sodio
El fluoruro se refiere a compuestos orgánicos o inorgánicos que contienen flúor negativo. Al igual que otros halógenos, el flúor forma un ion mononegativo (ion fluoruro F?). El flúor puede formar compuestos binarios con todos los elementos excepto He, Ne y Ar. Desde la toxina mortal sarín hasta el fármaco efavirenz, desde el fluoruro de calcio insoluble hasta el tetrafluoruro de azufre altamente reactivo, todos pertenecen a la categoría de fluoruro.
Fluoruro - Formas existentes
El fluoruro está ampliamente presente en cuerpos de agua naturales y está contenido en varios tejidos del cuerpo humano, pero se acumula principalmente en dientes y huesos. El fluoruro adecuado es necesario para el cuerpo humano. El exceso de fluoruro es perjudicial para el cuerpo humano. La dosis letal de fluoruro de sodio para los humanos es de 6 a 12 gramos. El agua potable que contiene 2,4 a 5 mg/L puede causar fluorosis esquelética. La solución acuosa de fluoruro inorgánico contiene F- y el ion fluoruro de hidrógeno HF2-. Una pequeña cantidad de fluoruros inorgánicos son solubles en agua sin hidrólisis significativa. Ejemplos de fluoruros inorgánicos son el ácido fluorhídrico (HF), el fluoruro de sodio (NaF) y el hexafluoruro de uranio (UF6). En términos de reactividad, el fluoruro es significativamente diferente del cloruro y otros haluros. Debido a la pequeña relación radio/carga, tiene una mayor tendencia a la solvatación y está más cerca del hidróxido. Los enlaces Si-F pertenecen a la categoría con mayor energía de enlace en enlaces simples, y otros haluros de silicio se hidrolizan fácilmente.
Existen muchos minerales fluorados, entre los que los de importancia comercial son la fluorita y la fluorapatita. El fluoruro está presente en bajas concentraciones en el agua potable y en los alimentos naturales, mientras que el contenido de fluoruro en el agua subterránea es mayor. El promedio en agua de mar es de 1,3 ppm (1,2 ~ 1,5 ppm) y en agua dulce es de 0,01 a 0,3 ppm.
Flúor - Composición
El agua contiene fluoruro se refiere a un compuesto binario que contiene flúor en el estado de oxidación -1. Incluyendo fluoruro de hidrógeno, fluoruro metálico, fluoruro no metálico y fluoruro de amonio, etc. A veces también se incluyen fluoruros orgánicos.
Entre los haluros, el fluoruro puede formar fácilmente iones complejos estables con ciertos cationes en alto estado de oxidación, como el ion hexafluoroaluminato (AlF63ˉ). A diferencia de otros haluros, los fluoruros de litio metálico, metales alcalinotérreos y elementos lantánidos son poco solubles en agua, mientras que el fluoruro de plata es soluble en agua y los fluoruros de otros metales son fácilmente solubles en agua.
Los principales tipos de fluoruros son los siguientes:
La solución acuosa de fluoruro de hidrógeno se llama ácido fluorhídrico, que es un ácido débil. Los fluoruros metálicos también pueden formar fácilmente sales ácidas, como el hidrofluoruro de potasio (KHF2).
La fluorita (fluoruro de calcio o espato flúor) es un mineral natural.
Los fluoruros de metales alcalinos se pueden obtener mediante la reacción de sus hidróxidos o carbonatos con ácido fluorhídrico.
Método de determinación de fluoruro
Los métodos de medición de fluoruro incluyen colorimetría con reactivo de flúor, colorimetría con sulfonato de alizarina de circonio, método de electrodo selectivo de iones, cromatografía iónica, etc. Hay dos métodos para medir el contenido de flúor en el agua: decoloración y coloración. Por ejemplo, el método colorimétrico de sulfonato de plomo y alizarina utiliza iones de fluoruro e iones de circonio metálico para formar un compuesto incoloro estable, de modo que pueda separarse del sulfonato de germanio (. Red Integrator) se liberó y se desvaneció, y se realizó una medición colorimétrica. El error de medición de este método es grande;
El método colorimétrico del reactivo de flúor es una reacción que aumenta el color, el color es relativamente estable y el método es sensible. La concentración mínima de detección es de 0,05 mg/1 (flúor) y el límite superior de determinación es de 1,8 m1/1 (flúor). Actualmente, mucha gente utiliza este método para medir.
Fluoruro - Toxicidad
Fluorosis esquelética La toxicidad del fluoruro está relacionada con su reactividad y estructura. Los fluoruros solubles, como el NaF más común, son moderadamente tóxicos. Tan solo 0,2 g de fluorosilicato de sodio (Na2SiF6) y sus compuestos más fluorados pueden matar en aproximadamente 5 a 12 horas. El mecanismo tóxico es que los iones de fluoruro se combinan con los iones de calcio en la sangre para formar fluoruro de calcio insoluble, lo que provoca además hipocalcemia. Dado que el calcio es vital para el sistema nervioso, una disminución de su concentración puede ser fatal.
El fluoruro de hidrógeno es más peligroso porque es corrosivo y volátil, por lo que puede entrar en el cuerpo humano por inhalación o absorción cutánea, provocando fluorosis.
Algunos organofluoruros son altamente tóxicos, incluidos los organofosforados como el sarín y el ácido diisopropilfluorofosfórico.
Reaccionan con la colinesterasa en la unión músculo-nervio y así bloquean la transmisión de la estimulación nerviosa al músculo. [1][2] [3]
Peligros del fluoruro
Efectos en las plantas
El fluoruro es muy tóxico para las plantas y algunas plantas pueden resultar dañinas para las personas. al estar expuesto a aire que contiene 1×10–12 fluoruro durante varias semanas, y se pueden causar lesiones agudas por exposición a corto plazo a aire con alto contenido de fluoruro. Las plantas absorben flúor del aire a través de los estomas de las hojas y lo disuelven en el agua alrededor del protoplasma celular. La mayor parte del flúor soluble absorbido a través del sistema radicular permanece en el sistema radicular y una pequeña parte se envía al tejido de la hoja a través de él. el tallo y se acumulan en las puntas o bordes de las hojas. El flúor absorbido por las plantas erosiona directamente los tejidos sensibles, provocando daño ácido. Parte del flúor participa en ciertos procesos enzimáticos del cuerpo, afectando o inhibiendo la actividad enzimática, provocando trastornos metabólicos del cuerpo, afectando el metabolismo del azúcar y la síntesis de proteínas y dificultando la fotosíntesis. Función de las plantas y función respiratoria. Los síntomas típicos del daño a las plantas causado por el fluoruro son la necrosis de las puntas y bordes de las hojas, que se desarrolla en toda la hoja y el tallo. Las hojas jóvenes y tiernas que se están extendiendo son las más susceptibles al daño del fluoruro. El fluoruro tiene un efecto inhibidor sobre el alargamiento del tubo polínico, afectando el crecimiento y desarrollo de las plantas.
El arroz y el trigo se contaminan con flúor durante el período de polinización, lo que provoca granos arrugados y rendimientos reducidos. Cuando los melocotoneros y albaricoqueros están contaminados con flúor, los frutos maduran prematuramente o se ablandan, lo que da como resultado rendimientos reducidos o incluso ninguna fructificación. El grado en que las plantas se ven afectadas por el fluoruro está significativamente relacionado con el contenido de flúor en el aire ambiente, el suelo y el agua. La concentración media anual de flúor en la atmósfera está dentro del rango de 0,002 mg/m3. El contenido de flúor en las plantas aumentará y los tallos y hojas aumentarán. El contenido de flúor es mayor que el de las semillas.
Efectos sobre la salud humana
El fluoruro en el cuerpo humano proviene del agua potable, los alimentos y el aire. Los adultos consumen aproximadamente de 1 a 1,5 mg de fluoruro al día. La ingesta excesiva afectará la salud. Casi todo el flúor gaseoso inhalado a través del tracto respiratorio es absorbido por los pulmones y pasa a la circulación sanguínea. El polvo de flúor puede depositarse en el tracto respiratorio superior, los bronquios y las células pulmonares. El fluoruro soluble se absorbe rápidamente, mientras que el cuerpo tiene dificultades para absorber el fluoruro insoluble. Más de la mitad del flúor que ingresa al organismo se puede excretar, principalmente a través de los riñones, seguido de los intestinos y una pequeña parte a través de las glándulas sudoríparas. El flúor tiene una fuerte afinidad con el calcio y más del 90% del flúor del cuerpo se acumula en tejidos calcificados como huesos y dientes.
La ingestión de grandes dosis de flúor soluble en un corto periodo de tiempo puede provocar una intoxicación aguda. La inhalación de gas que contiene flúor en alta concentración a través del tracto respiratorio puede irritar la nariz y el tracto respiratorio superior, causar úlceras en las mucosas e inflamación del tracto respiratorio superior y, en casos graves, puede causar neumonitis química, edema pulmonar y asfixia reactiva.
La fluorosis crónica es causada por el depósito de flúor en el hueso, lo que se denomina fluorosis ósea. Se caracteriza por engrosamiento óseo, reducción de la dureza, superficie rugosa, reducción de la cavidad ósea y múltiples lesiones externas. movimiento articular. En casos graves, las extremidades se deforman debido a la calcificación de los ligamentos y es probable que se produzcan fracturas. El fluoruro se combina con el calcio en los dientes y se deposita en la superficie del diente, lo que hace que el esmalte de la superficie del diente pierda su brillo y haga que la dentina sea frágil y propensa al desgaste. Los dientes de los niños son particularmente sensibles al fluoruro a medida que crecen.
Efectos en los animales
El mecanismo del daño del fluoruro a los animales domésticos es similar al del envenenamiento crónico en humanos. La fluorosis de los huesos es la principal característica del daño al ganado.
El metabolismo del calcio y fósforo de los animales jóvenes está alterado, dando lugar a una calcificación incompleta de dientes y huesos, lo que afecta al desarrollo. El ganado tiene la peor tolerancia al fluoruro. Si come pastos con un alto contenido de fluoruro, el ganado caminará de un lado a otro, lo que reducirá su capacidad de trabajo y la producción de leche de las vacas lecheras disminuirá significativamente. Los gusanos de seda son muy sensibles al flúor y las hojas de morera contienen un alto contenido de fluoruro, lo que puede hacer que los gusanos de seda se pongan rígidos o no puedan formar capullos.
Fluoruro - Regulaciones
mi país estipula que la concentración de fluoruro en el agua potable es inferior a 1,0 mg/L, y la concentración adecuada es de 2,4-5 mg/L.
Fluoruro - Aplicación
El papel del fluoruro en el cuidado dental El fluoruro tiene importantes aplicaciones en la tecnología moderna. El ácido fluorhídrico es el fluoruro más importante producido y se utiliza principalmente en la producción de fluorocarbonos y fluoruros de aluminio. Además, el ácido fluorhídrico tiene muchas aplicaciones especiales, como su uso para disolver vidrio.
Síntesis orgánica
Los reactivos fluorados juegan un papel importante en la síntesis orgánica. Dado que el silicio tiene una mayor afinidad por el flúor y el silicio tiene tendencia a expandir su número de coordinación, en la práctica se usa comúnmente fluoruro para eliminar los grupos protectores de éter de silicio. Por ejemplo, fluoruro de sodio, fluoruro de tetrabutilamonio (TBAF) y fluoruro de cesio.
Inhibidores de enzimas
En bioquímica, el fluoruro se utiliza a menudo como inhibidor de enzimas, normalmente para inhibir las fosfatasas, como la serina/treonina fosfatasa. El mecanismo puede ser reemplazar el grupo hidroxilo nucleofílico en el sitio activo de la enzima. El fluoruro de berilio y el fluoruro de aluminio son estructuralmente similares al fosfato y sus intermedios pueden competir con la configuración del estado de transición de la reacción, por lo que pueden usarse como inhibidores de enzimas.
Materiales inorgánicos
El hexafluoruro de azufre es un gas aislante inerte y no tóxico comúnmente utilizado en transformadores.
Debido a las diferentes velocidades de difusión del gas, el hexafluoruro de uranio se utiliza para separar el uranio-235 del uranio-238, y el uranio-235 es la materia prima para la fisión nuclear.
Fluoropolímeros
Los fluoropolímeros, como el politetrafluoroetileno y el teflón, son materiales químicamente inertes y biológicamente inofensivos utilizados en materiales de implantes quirúrgicos, como en la cirugía de bypass de arteria coronaria, y como sustitutos de tejidos blandos en Cirugía plástica y reconstructiva. También es el material principal de los revestimientos antiadherentes y de los tejidos impermeables y transpirables para exterior Gore-Tex.
Prevención y tratamiento de enfermedades bucales
Los compuestos que contienen fluoruro se utilizan para prevenir la caries dental, la fluoración del agua y otros productos de higiene bucal. El fluoruro de sodio se utilizó inicialmente para fluorar el agua potable, pero fue reemplazado gradualmente por el ácido fluosilícico (H2SiF6) y su sal fluosilicato de sodio (Na2SiF6), especialmente en los Estados Unidos. La fluoración del agua potable puede prevenir la caries dental y los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de EE. UU. la consideran “uno de los 10 principales logros de salud pública del siglo XX”. Sin embargo, en algunos países con sistemas centralizados de suministro de agua subdesarrollados, el gobierno adopta el método de agregar fluoruro a la sal para complementar el fluoruro. [4] [5]
Biomedicina
La tecnología de tomografía computarizada por emisión de positrones utiliza el fármaco que contiene flúor fluorodesoxiglucosa marcada con flúor-18, que se desintegra a 18O. Se emiten positrones.
Los medicamentos que contienen fluoruro incluyen: neurolépticos (como flufenazina), inhibidores de la proteasa del VIH (como tipranavir), antibióticos (como ofloxacina y trofloxacina) y anestésicos (como halotano). Los enlaces C-F fuertes pueden resistir la citocromo P450 oxidasa en el hígado, por lo que la introducción de átomos de flúor puede reducir el metabolismo de los fármacos. [6][7][3]