 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( ноябрь 2013 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон ) |
| Фторапатит | |
|---|---|
 | |
| Общий | |
| Категория | Фосфатный минерал группа апатита |
| Формула (повторяющаяся единица) | Ca 5 (PO 4 ) 3 F |
| Классификация Струнца | 8.BN.05 |
| Кристаллическая система | Шестиугольный |
| Кристалл класс | Дипирамидальный (6 / м) символ HM : (6 / м) |
| Космическая группа | P 6 3 / м |
| Идентификация | |
| Цвет | Морской зеленый, фиолетовый, пурпурный, голубой, розовый, желтый, коричневый, белый, бесцветный, можно зонировать |
| Хрустальная привычка | Цирсталин от массивного до призматического |
| Twinning | Контактные близнецы редко |
| Расщепление | Нечеткое |
| Перелом | От хрупкого до раковинного |
| Твердость по шкале Мооса | 5 |
| Блеск | Стекловидное, от смолистого до тусклого |
| Полоса | белый |
| Прозрачность | От прозрачного до непрозрачного |
| Удельный вес | От 3,1 до 3,2 |
| Оптические свойства | Одноосный (-) |
| Показатель преломления | nω = 1,631 - 1,650 nε = 1,633 - 1,646 |
| Двулучепреломление | δ = 0,002 |
| Ультрафиолетовая флуоресценция | Флуоресцентный и фосфоресцентный. |
| Рекомендации | [1] [2] [3] |
Фторапатит , часто с альтернативным написанием фторапатита , представляет собой фосфатный минерал с формулой Ca 5 (PO 4 ) 3 F (фторфосфат кальция). Фторапатит - твердое кристаллическое вещество. Хотя образцы могут иметь различный цвет (зеленый, коричневый, синий, желтый, фиолетовый или бесцветный), чистый минерал бесцветен, как и ожидалось для материала, в котором отсутствуют переходные металлы . Наряду с гидроксилапатитом , он может входить в состав зубной эмали , но для промышленного использования оба минерала добываются в виде фосфатной породы., обычный минеральный состав которого состоит в основном из фторапатита, но часто со значительными количествами другого. [4]
Фторапатит кристаллизуется в гексагональной кристаллической системе. Его часто объединяют в виде твердого раствора с гидроксилапатитом (Ca 5 (PO 4 ) 3 OH или Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ) в биологических матрицах. Хлорапатит (Ca 5 (PO 4 ) 3 Cl) - еще одна родственная структура. [4] В промышленности минерал является важным источником фосфорной и плавиковой кислот .
Фторапатит как минерал является наиболее распространенным фосфатным минералом. Он широко встречается в качестве акцессорного минерала в магматических породах и метаморфических породах, богатых кальцием . Это обычно происходит в обломочном или diagenic минерала в осадочных породах и является существенным компонентом фосфоритов рудных месторождений. Встречается как остаточный минерал в латеритных почвах . [1]
Фторапатит содержится в зубах акул и других рыб в различных концентрациях. Он также присутствует в человеческих зубах , которые подверглись действию фторид- ионов, например, в результате фторирования воды или использования фторсодержащей зубной пасты . Присутствие фторапатита помогает предотвратить кариес или кариес . [5] Фторапатит имеет критическое значение pH 4,5, что делает структуру зуба более устойчивой к дополнительному кариесу. Он также обладает мягкими бактериостатическими свойствами, что помогает уменьшить распространение Streptococcus mutans , преобладающей бактерии, связанной с кариесом зубов. [6]
Синтез [ править ]
Фторапатит можно синтезировать в трехстадийном процессе. Во-первых, фосфат кальция образуется путем объединения солей кальция и фосфата при нейтральном pH . Затем этот материал вступает в реакцию с источниками фтора (часто монофторфосфатом натрия или фторидом кальция (CaF 2 )) с образованием минерала. Эта реакция является неотъемлемой частью глобального цикла фосфора . [7]
- 3 Ca2+
+ 2 PO3-
4 → Ca
3(PO
4)
2
- 3 Ca
3(PO
4)
2+ CaF
2 → 2 Ca
5(PO
4)
3F
Приложения [ править ]
Фторапатит как природная примесь в апатите образует фтороводород в качестве побочного продукта при производстве фосфорной кислоты , поскольку апатит переваривается серной кислотой . Побочный продукт фтористого водорода в настоящее время является одним из промышленных источников фтористоводородной кислоты , которая, в свою очередь, используется в качестве исходного реагента для синтеза ряда важных промышленных и фармацевтических соединений фтора .
Синтетический фторапатит, легированный марганцем -II и сурьмой -V, лег в основу второго поколения люминофоров для люминесцентных ламп, называемых галофосфорами . При облучении ртутным резонансным излучением 253,7 нм они флуоресцируют с широким излучением, которое появляется в диапазоне приемлемых белых оттенков. . Сурьма-V действовала как первичный активатор и давала широкое синее излучение. Добавление марганца-II привело к появлению второго широкого пика на красном конце спектра излучения за счет пика сурьмы, при этом энергия возбуждения передается от сурьмы к марганцу в результате безызлучательного процесса, из-за чего излучаемый свет выглядит менее ярким. синий и более розовый. Замена части фторид-ионов хлорид-ионами в решетке вызвала общий сдвиг полос излучения в сторону более длинноволновой красной части спектра. Эти изменения позволили использовать люминофор для теплого белого , белого и дневного света.трубки (с исправленными цветовыми температурами 2900, 4100 и 6500 К соответственно). Количество активаторов марганца и сурьмы варьируется от 0,05 до 0,5 мол.%. Реакция, используемая для создания галогенфосфор, показана ниже. Сурьма и марганец должны быть добавлены в правильных следовых количествах, чтобы продукт был флуоресцентным.
- 6 CaHPO
4+ (3 + x) CaCO
3+ (1-х) CaF
2+ (2x) NH
4Cl → 2 Ca
5(PO
4)
3(F
1-хCl
Икс) + (3 + х) СО
2+ (3 + х) H
2O + (2x) NH
3
Иногда часть кальция заменяли стронцием, что давало более узкие пики эмиссии. Для специальных или цветных трубок галофосфор смешивали с небольшими количествами других люминофоров, особенно в трубках De-Luxe с более высоким индексом цветопередачи для использования в освещении продуктового рынка или художественных студий.
До разработки галофосфоров в 1942 г. в люминесцентных лампах использовались люминофоры с решетчатым виллемитом первого поколения , ортосиликат цинка, активированный марганцем-II и ортосиликат цинка-бериллия. Из-за респираторной токсичности соединений бериллия устаревание этих ранних типов люминофора было полезно для здоровья.
Примерно с 1990 года трифосфоры третьего поколения, три отдельных красных, синих и зеленых люминофоров, активированных ионами редкоземельных элементов и смешанные в пропорциях для получения приемлемых белых люминофоров, в значительной степени заменили галофосфоры. [8]
Фторапатит можно использовать в качестве прекурсора для производства фосфора . Его можно восстановить углеродом в присутствии кварца :
- 4 Ca
5(PO
4)
3F + 21 SiO
2+ 30 С → 20 CaSiO
3+ 30 СО + SiF
4+ 6 П
2
При охлаждении образуется белый фосфор (P 4 ):
- 2 пол.
2 → P
4
Фторапатит также используется как драгоценный камень. [9]
Ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по теме флюорапатита . |
- ^ a b «Флюорапатит». Архивировано 8 февраля 2012 г. в Wayback Machine . Справочник по минералогии .
- ^ Апатит- (CaF) Минеральные данные заархивированы 2016-10-30 на Wayback Machine . webmineral.com .
- ^ "Фторапатит" . mindat.org . Архивировано 8 марта 2018 года . Проверено 17 ноября 2013 .
- ^ а б Кляйн, Корнелис; Херлбут, Корнелиус Сирл; Дана, Джеймс Дуайт (1999), Руководство по минералогии (21 изд.), Wiley, ISBN 0-471-31266-5
- ^ "Как фтор защищает мои зубы и делает их крепкими?" . Линия науки UCSB . Регенты Калифорнийского университета. Архивировано 27 октября 2017 года . Дата обращения 3 июня 2016 .
- ^ Трушковский, Ричард. «Наука диагностики кариеса». Архивировано 1 июля 2016 г. на Wayback Machine . IQ стоматологии .
- ^ Holleman, AF; Виберг, Э. "Неорганическая химия" Academic Press: Сан-Диего, 2001. ISBN 0-12-352651-5 .
- ^ Хендерсон и Марсден, Лампы и освещение, Эдвард Арнольд Пресс, 1972, ISBN 0-7131-3267-1
- ^ Драгоценные камни мира Вальтер Шуман, стр. 18, 23, 29, 34, 56, 83
