कैल्शियम फ्लोराइड (कैफ़े 2): संरचना, गुण, उपयोग - शारीरिक - 2025

कैल्शियम फ्लोराइड एक अकार्बनिक ठोस शामिल एक कैल्शियम परमाणु (सीए) और दो फ्लोरीन के परमाणु (एफ) है। इसका रासायनिक सूत्र सीएएफ _{2 है} और यह एक क्रिस्टलीय भूरा-सफेद ठोस है।

प्रकृति में यह खनिज फ्लोराइट या फ्लोरस्पार में पाया जाता है। यह हड्डियों और दांतों में स्वाभाविक रूप से मौजूद होता है। खनिज फ्लोराइट अन्य फ्लोरीन यौगिकों को प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाने वाला मुख्य स्रोत है।

ठोस सीएएफ ₂ कैल्शियम फ्लोराइड । डब्ल्यू: उपयोगकर्ता: जून 2005 में वर्मा। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स।

इसके अलावा, सीएएफ ₂ का उपयोग दांतों के क्षय को रोकने के लिए किया जाता है, यही कारण है कि दंत चिकित्सकों द्वारा उन्हें ठीक करने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री में जोड़ा जाता है। वास्तव में, कैल्शियम फ्लोराइड को पीने के पानी (पीने के पानी) में भी जोड़ा जाता है, ताकि आबादी को इसे निगलना और अपने दाँत ब्रश करने से लाभ हो।

सीएएफ ₂ का उपयोग ऑप्टिकल उपकरण और कैमरों में बड़े क्रिस्टल के रूप में किया जाता है। यह छोटे उपकरणों में भी उपयोग किया जाता है जो यह पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता है कि किसी व्यक्ति को रेडियोधर्मिता के लिए कितना उजागर किया गया है।

संरचना

कैल्शियम फ्लोराइड सीएएफ ₂ एक आयनिक यौगिक है जिसका गठन कैल्शियम सीए ²⁺ राशन और दो फ्लोराइड एफ ^- आयनों से होता है । हालांकि, जानकारी के कुछ स्रोतों से संकेत मिलता है कि उनके लिंक में एक निश्चित सहसंयोजक चरित्र है।

कैल्शियम फ्लोराइड CaF ₂ की संरचना । नीला: कैल्शियम; पीले रंग का फ्लोरीन। क्लाउडियो पिस्टिलि। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

शब्दावली

कैल्शियम फ्लोराइड

गुण

भौतिक अवस्था

क्यूबिक क्रिस्टलीय संरचना के साथ ग्रेश-सफेद ठोस के लिए बेरंग।

सीएएफ _{2 के} क्यूबिक क्रिस्टल संरचना । बेंजाह-bmm27। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

आणविक वजन

78.07 ग्राम / मोल

गलनांक

1418 º सी

क्वथनांक

2533 º सी

घनत्व

20 डिग्री सेल्सियस पर 3.18 ग्राम / सेमी ³ ।

अपवर्तक सूचकांक

1.4328

घुलनशीलता

यह 20 डिग्री सेल्सियस पर पानी में अघुलनशील है। 25 डिग्री सेल्सियस पर लगभग अघुलनशील: 0.002 ग्राम / 100 एमएल पानी। एसिड में थोड़ा घुलनशील।

रासायनिक गुण

इसके ऑक्सीकरण या कम करने के गुण बहुत कमजोर हैं, हालांकि ये प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं। हालांकि, सामान्य तौर पर, बहुत कम मामलों में।

यह कार्बनिक रसायनों और एचएफ हाइड्रोफ्लोरिक एसिड सहित कई एसिड के लिए निष्क्रिय है। यह नाइट्रिक एसिड HNO ₃ में धीरे-धीरे घुल जाता है ।

यह ज्वलनशील नहीं है। यह हवा या पानी के साथ जल्दी प्रतिक्रिया नहीं करता है।

पानी के लिए इसकी कम आत्मीयता के कारण, भले ही यह नमी के उच्च प्रतिशत के संपर्क में हो, यह सामान्य कमरे के तापमान पर एक महीने तक भी इसे प्रभावित नहीं करता है।

आर्द्रता की उपस्थिति में इसके क्रिस्टल की दीवारें 600 ° C से ऊपर के तापमान पर धीरे-धीरे घुलती हैं। शुष्क वातावरण में इसे लगभग 1000 ° C तक उपयोग किया जा सकता है, बिना इसकी सराहना किए बिना।

प्रकृति में उपस्थिति

कैल्सियम फ्लोराइड CaF ₂ प्राकृतिक रूप से खनिज फ्लोराइट या फ्लोरस्पार में पाया जाता है।

यद्यपि शुद्ध सीएएफ ₂ रंगहीन है, क्रिस्टल फ्लोराइट अक्सर क्रिस्टल की संरचना में "छेद" में फंसे इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति से रंगीन होता है।

यह खनिज इसके चमकदार चमक और रंगों की विविधता (बैंगनी, नीला, हरा, पीला, रंगहीन, भूरा, गुलाबी, काला और लाल नारंगी) के लिए अत्यधिक बेशकीमती है। यह कहा जाता है "दुनिया में सबसे रंगीन खनिज।"

फ्रांस में एक खदान से फ्लोराइट। मुसेम डी टूलूज़। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

मिलान के प्राकृतिक संग्रहालय से फ्लोराइट (नीला क्रिस्टल)। जियोवन्नी डैल'ऑर्टो। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

इंग्लैंड में एक खदान से फ्लोराइट। डिडिएर डेसकॉयन। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

फ्रांस में एक खदान से फ्लोराइट। डिडिएर डेसकॉयन। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

संयुक्त राज्य अमेरिका में एक खदान से फ्लोराइट। लेखक: जुरेमा ओलिवेरा स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

कैल्शियम फ्लोराइड भी 0.2 और 0.65% के बीच की मात्रा में हड्डियों में पाया जाता है, और 0.33-0.59% में दांतों के तामचीनी में भी।

अनुप्रयोग

- फ्लोरीन यौगिकों को प्राप्त करने में

खनिज फ्लोराइट सीएएफ ₂ दुनिया भर में फ्लोरीन का मूल या बहुमत स्रोत है। यह लगभग सभी फ्लोरीन यौगिकों को तैयार करने के लिए कच्चा माल है।

इनमें से सबसे महत्वपूर्ण हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड एचएफ है, जिसमें से अन्य फ्लोराइड युक्त यौगिक तैयार किए जाते हैं। फ्लोराइड आयन एफ ^- केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड एच ₂ एसओ _{4 के} साथ प्रतिक्रिया करके खनिज से मुक्त होता है:

सीएएफ ₂ (ठोस) + एच ₂ एसओ ₄ (तरल) → सीएएसओ ₄ (ठोस) + 2 एचएफ (गैस)

- दांतों की देखभाल में

कैफ की रोकथाम के लिए सीएएफ ₂ कैल्शियम फ्लोराइड एक एजेंट है। इसका उपयोग इस उद्देश्य के लिए पीने के पानी (पानी पिया जा सकता है) को फ्लोराइड करने के लिए किया जाता है।

इसके अलावा, टूथपेस्ट और माउथवॉश में इस्तेमाल किए जाने वाले एफ ^- फ्लोराइड की कम सांद्रता (0.1 मिलियन प्रति मिलियन के क्रम पर) को क्षरण निवारक दंत चिकित्सा देखभाल में गहरा सकारात्मक प्रभाव दिखाया गया है।

कैल्शियम फ्लोराइड कैविटीज की रोकथाम में मदद करता है। लेखक: बनिस्ता को एनालाइज करें। स्रोत: पिक्साबे

सीएएफ नैनोकणों

हालांकि फ्लोराइड का उपयोग टूथपेस्ट और रिन्स में किया जाता है, लार में कैल्शियम (सीए) की कम सांद्रता का मतलब है कि दांतों पर सीएएफ ₂ जमा प्रभावी रूप से संभव नहीं है।

यही कारण है कि नैनोकणों के रूप में सीएएफ ₂ पाउडर प्राप्त करने का एक तरीका तैयार किया गया है ।

इसके लिए, एक स्प्रे ड्रायर (अंग्रेजी स्प्रे-ड्रायर से) का उपयोग किया जाता है, जहां दो समाधान (कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड सीए (ओएच) ₂ और अमोनियम फ्लोराइड एनएच ₄ एफ में से एक) मिश्रित होते हैं, जबकि वे एक कक्ष में प्रवाहित होते हैं गर्म हवा का।

तब निम्न प्रतिक्रिया होती है:

सीए (ओएच) ₂ + एनएच ₄ एफ → सीएएफ ₂ (ठोस) + एनएच _४ ओएच

NH ₄ OH, NH ₃ और H ₂ O और CaF ₂ नैनोकणों के रूप में अस्थिर है ।

उनके पास उच्च प्रतिक्रियाशीलता और अधिक से अधिक घुलनशीलता है, जो उन्हें दांतों को पुनर्जीवित करने और एंटीकरीज़ के रूप में अधिक प्रभावी बनाता है।

- ऑप्टिकल उपकरण के लिए लेंस में

कैल्शियम फ्लोराइड का उपयोग प्रकाशिकी तत्वों जैसे कि प्रिज्म और अवरक्त और पराबैंगनी (यूवी) प्रकाश स्पेक्ट्रोफोटोमीटर की खिड़कियों के निर्माण के लिए किया जाता है।

ये उपकरण हमें एक सामग्री द्वारा अवशोषित प्रकाश की मात्रा को मापने की अनुमति देते हैं जब यह इसके माध्यम से गुजरता है।

सीएएफ ₂ प्रकाश स्पेक्ट्रम के ऐसे क्षेत्रों में पारदर्शी है, एक अपवर्तक सूचकांक बहुत कम है और यह NaCl की तुलना में 1500-4000 सेमी ^{- 1 की} तुलना में अधिक कुशल संकल्प को सक्षम करता है ।

इसकी रासायनिक स्थिरता के लिए धन्यवाद, यह प्रतिकूल परिस्थितियों का सामना कर सकता है, इसलिए सीएएफ ₂ ऑप्टिकल तत्वों पर हमला नहीं किया जाता है। इसकी उच्च कठोरता भी है।

कैमरों में

कुछ फोटोग्राफिक कैमरा निर्माता हल्के बिखराव को कम करने और रंग विरूपण के उत्कृष्ट सुधार को प्राप्त करने के लिए कृत्रिम रूप से क्रिस्टलीकृत सीएएफ ₂ लेंस का उपयोग करते हैं ।

कुछ कैमरों में रंग विकृति को कम करने के लिए कैल्शियम फ्लोराइड सीएएफ ₂ लेंस हैं । बिल एबबेसन। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

- धातुकर्म उद्योग में

CaF ₂ का उपयोग धातुकर्म उद्योग में फ्लक्सिंग एजेंट के रूप में किया जाता है, क्योंकि यह पानी में कैल्शियम अघुलनशील और इसलिए ऑक्सीजन संवेदनशील अनुप्रयोगों में प्रभावी है।

इसका उपयोग लोहा और इस्पात को तरल रूप में पिघलाने और संसाधित करने के लिए किया जाता है। यह इस तथ्य पर आधारित है कि इसमें लोहे के समान एक पिघलने बिंदु है और यह भी कि यह ऑक्साइड और धातुओं को भंग कर सकता है।

- रेडियोधर्मिता या खतरनाक विकिरण के डिटेक्टरों में

सीएएफ ₂ एक थर्मोल्यूमिनसेंट सामग्री है। इसका मतलब है कि यह अपने क्रिस्टलीय संरचना के इलेक्ट्रॉनों में विकिरण को अवशोषित कर सकता है और बाद में, जब गरम किया जाता है, तो इसे प्रकाश के रूप में जारी करता है।

इस उत्सर्जित प्रकाश को विद्युत संकेत द्वारा मापा जा सकता है। यह संकेत प्राप्त सामग्री के विकिरण की मात्रा के लिए आनुपातिक है। इसका मतलब है कि जितना अधिक विकिरण प्राप्त होगा, उतनी ही अधिक मात्रा में प्रकाश होगा जो गर्म होने के बाद निकल जाएगा।

यही कारण है कि सीएएफ ₂ का उपयोग तथाकथित व्यक्तिगत डॉसिमीटर में किया जाता है, जो कि उन लोगों द्वारा उपयोग किया जाता है जो खतरनाक विकिरण के संपर्क में हैं और यह जानना चाहते हैं कि उन्होंने समय की अवधि में कितना विकिरण प्राप्त किया है।

- अन्य उपयोग

- इसका उपयोग कार्बनिक यौगिकों के संश्लेषण के लिए निर्जलीकरण और निर्जलीकरण की रासायनिक प्रतिक्रियाओं में उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है।

- इसका उपयोग क्षारीय वेल्डिंग इलेक्ट्रोड में किया जाता है। एसिड इलेक्ट्रोड की तुलना में एक मजबूत वेल्ड प्राप्त किया जाता है। ये इलेक्ट्रोड जहाजों और उच्च दबाव वाले स्टील के जहाजों के निर्माण में उपयोगी होते हैं।

- बेहद कम मात्रा में आहार पूरक के रूप में (पीपीएम या प्रति मिलियन भाग)।

मैन वेल्डिंग। सीएएफ ₂ कैल्शियम फ्लोराइड इलेक्ट्रोड मजबूत वेल्ड बनाते हैं। विलियम एम। प्लेट जूनियर ।। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

संदर्भ

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