El sodio es un elemento químico de número atómico 11 y de símbolo Na (del latín natrium). Es un metal delicado de color blanco plateado con alta reactividad. El sodio pertenece al grupo 1 de la tabla periódica como metal alcalino. Solo tiene un isótopo estable, 23Na. El metal libre no se encuentra en la naturaleza, por lo que tiene que estar hecho de compuestos. El sodio es el sexto elemento más frecuente en la corteza terrestre y se puede encontrar en feldespatos, sodalita y sal de roca, entre otros minerales (NaCl). Muchas sales de sodio son muy solubles en agua: los iones de sodio se han lixiviado de los minerales de la Tierra por la acción de los excesos de agua, y el sodio y el cloro son los elementos disueltos más frecuentes en los mares por peso.
Fluoruro de sodio
El fluoruro de sodio compuesto inorgánico tiene la fórmula química de NaF. Se utiliza en pequeñas cantidades en la fluoración del agua potable, pasta de dientes y metalurgia. Cuando se emplean soluciones de fluoruro de sodio con agua dura, se pueden desarrollar compuestos insolubles de fluoruro de calcio y magnesio. Es un producto químico seco que se usa para fluorar el agua potable y debe pesarse manualmente y agregarse al tanque de mezcla. Villiaumite, una forma mineral de NaF, es poco común. Se ha descubierto en rocas plutónicas de nefelina sienita. Es ligeramente soluble en HF y amoníaco pero no en alcohol, acetona, SO 2 y dimetilformamida.
Estructura del fluoruro de sodio
La fórmula del fluoruro de sodio se compone de un anión fluoruro (F–) y un catión sodio (Na+). Por lo tanto, tiene la fórmula molecular o química NaF. Tiene una masa molecular de 41,98 g/mol y cristaliza en un motivo cúbico, similar al cloruro de sodio, con Na+ y F- ocupando sitios de coordinación octaédricos; sin embargo, su espacio de red, a 462 pm, es algo menor que los cloruros de sodio.
Propiedades físicas del fluoruro de sodio
- El fluoruro de sodio es un sólido de color blanco a verdoso y no tiene ningún olor.
- La densidad del fluoruro de sodio es de 2,558 g/cm 3 .
- El punto de fusión del fluoruro de sodio es 993 o C.
- El punto de ebullición del fluoruro de sodio es 1704 o C.
- La estructura molecular del fluoruro de sodio es octaédrica y su estructura cristalina es cúbica.
- La entalpía estándar de formación de fluoruro de sodio es −573,6 kJ·mol −1 .
- La entropía molar estándar del fluoruro de sodio es 144 J·mol −1 K −1 .
- La capacidad calorífica del fluoruro de sodio es 46,82 J/(mol K).
- La solubilidad del fluoruro de sodio en agua es de 36,4 g/L a 0 o C, 40,4 g/L a 20 o C y 50,5 g/L a 100 o C.
- Es de naturaleza básica con un pH de 8.
- El índice de refracción del fluoruro de sodio es 1,3252.
- La susceptibilidad magnética del fluoruro de sodio es −16,4 × 10 −6 cm 3 /mol.
- La presión de vapor del fluoruro de sodio es de 1 mmHg a 1077 o C.
Propiedades químicas del fluoruro de sodio
- El fluoruro de hidrógeno y el hidrrust de sodio se forman cuando el fluoruro de sodio se combina con agua. La fórmula química es la siguiente:
HF + NaOH → NaF + H2O
- El fluoruro de sodio realiza una reacción de desplazamiento con el cloro, lo que da como resultado cloruro de sodio y flúor. La fórmula química es la siguiente:
NaF + Cl 2 → NaCl + F 2
Usos del fluoruro de sodio
- El fluoruro de sodio se utiliza como pesticida y no se ha demostrado que prevenga las caries en los niños cuando se toma sistémicamente durante el embarazo.
- Se utiliza en la fluoración del agua pública que purifica aún más el agua.
- La sal monosódica del ácido L-glutámico de fluoruro de sodio, un compuesto sintetizado con fluoruro de sodio, se usa para tratar las encefalopatías relacionadas con problemas hepáticos.
- Tiene una serie de usos químicos específicos en síntesis y metalurgia extractiva.
- Los cloruros electrofílicos, como los cloruros de acilo, los cloruros de azufre y los cloruros de fósforo, reaccionan con él.
- El fluoruro de sodio, como otros fluoruros, se utiliza en síntesis orgánica para la desililación.
- Se utiliza en la reacción de Finkelstein para crear fluorocarbonos a partir de fluoruro de sodio.
- Se utiliza como agente de limpieza en la industria de la lavandería.
- Encuentra su uso masivo en las industrias de reactores nucleares de sales fundidas.
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1. ¿Cuál es el proceso para la preparación del Fluoruro de Sodio?
Solución:
Al neutralizar el ácido fluorhídrico con sal básica de hidrrust de sodio, se produce fluoruro de sodio.
HF + NaOH → NaF + H2O
Pregunta 2. ¿Por qué se usó fluoruro de sodio como veneno estomacal para los insectos que se alimentan de plantas?
Solución:
Los fluoruros inorgánicos, como los fluorosilicatos y el fluoruro de sodio, forman fluorofosfato de magnesio cuando se combinan con iones de magnesio. Impiden que enzimas como la enolasa utilicen Mg2+ como grupo prostético. Como resultado, el envenenamiento por fluoruro dificulta la transferencia de fosfato en el metabolismo oxidativo. Esto actúa como un veneno para los insectos, ya que no pueden obtener las cosas deseadas de la planta y mueren en el proceso.
Pregunta 3. ¿Cuál es el uso del fluoruro de sodio en el campo de la odontología?
Solución:
La prevención de caries se logra con fluoruro de sodio. Esto mantiene los dientes más saludables y más resistentes a los ácidos y gérmenes que causan caries. También se utiliza para el tratamiento de la osteoporosis y la otospongiosis en adultos, pero su uso es controvertido y se esperan más estudios. Las sales de fluoruro a menudo se agregan al agua potable municipal (y, en ciertos países, a ciertos productos alimenticios) para preservar la salud de los dientes. El fluoruro fortalece los dientes al hacer que se desarrolle fluorapatita, un componente natural del esmalte dental.
Pregunta 4. Explique brevemente cómo el fluoruro de sodio es tóxico para el cuerpo humano.
Solución:
Las soluciones acuosas de fluoruro de sodio son pronta y extensamente absorbidas por el cuerpo humano. El transporte de electrones y el metabolismo del calcio se ven obstaculizados por estas sustancias. Las sales de fluoruro o el ácido fluorhídrico tomados en grandes cantidades pueden causar arritmias mortales debido a una hipocalcemia significativa. La sobreabsorción crónica puede provocar el endurecimiento de los huesos, la calcificación de los ligamentos y el depósito de placa en los dientes. Los ojos, la piel y las membranas nasales pueden irritarse o corroerse por el fluoruro. El fluoruro de sodio se clasifica como tóxico tanto por inhalación (de polvos o aerosoles) como por ingestión. Se ha demostrado que daña el corazón y el sistema circulatorio en concentraciones suficientemente altas.
Pregunta 5. ¿Cómo se obtiene el flúor y cuál es su función en el cuerpo humano?
Solución:
El fluoruro es una sustancia que se encuentra en todas las fuentes de agua naturales del planeta. Esto, como el hierro y el calcio, se disuelve en las aguas subterráneas, de las que dependemos para el agua potable.
Se requiere en el cuerpo humano para la preservación y solidificación de nuestros huesos, así como para la prevención de enfermedades dentales. Por lo general, se usa para tratar la placa dental, un tipo moderado de enfermedad de las encías (gingivitis) y huesos débiles y quebradizos (osteoporosis).