SODIUM FLUORIDE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP

Sodium fluoride là hợp chất vô cơ, có dạng bột màu trắng, không mùi ở điều kiên bình thường. Hoá chất này thường được sử dụng trong sản xuất công nghiệp như sản xuất nhôm, sản xuất thủy tinh, luyện kim, sản xuất chất bán dẫn. 

THÔNG TIN CƠ BẢN VỀ HÓA CHẤT SODIUM FLUORIDE

Sodium fluoride là một hợp chất vô cơ có công thức phân tử NaF. Hợp chất này thường có dạng bột tinh thể trắng hoặc tinh thể trong suốt, không có màu sắc đặc trưng. Sodium fluoride tan tốt trong nước, tạo ra dung dịch có độ kiềm nhẹ.

Quy trình sản xuất Sodium hydrogen carbonate thường bao gồm các bước sau:

• Công thức phân tử: NaF
• Ngoại dạng: bột màu trắng
• Khối lượng mol: 41.988713 g/mol
• Khối lượng riêng: 2.558 g/cm3
• Điểm nóng chảy: 993 °C
• Điểm sôi:  1695 oC

Xem thêm: THÔNG TIN HÓA CHẤT SODIUM FLUORIDE

KỸ THUẬT SẢN XUẤT HÓA CHẤT SODIUM FLUORIDE

Quy trình sản xuất Sodium fluoride thường bao gồm các bước sau:

1. Phương pháp trung hòa axit-bazơ:

Kỹ thuật sản xuất Sodium Fluoride (Natri Florua)

Axit hydrofluoric (HF) được trung hòa với bazơ, thường là natri hydroxit (NaOH) hoặc natri cacbonat (Na2CO3), để tạo ra dung dịch natri bifluoride (NaHF2).

Quy trình sản xuất Sodium fluoride thường bao gồm các bước sau:

1. Phương pháp trung hòa axit-bazơ:

Axit hydrofluoric (HF) được trung hòa với bazơ, thường là natri hydroxit (NaOH) hoặc natri cacbonat (Na2CO3), để tạo ra dung dịch natri bifluoride (NaHF2).

Phản ứng hóa học:

HF + NaOH → NaF + H2O

2HF + Na2CO3 → 2NaF + H2O + CO2

Dung dịch natri bifluoride được cô đặc và làm lạnh để tạo ra kết tủa natri bifluoride rắn. Kết tủa natri bifluoride được lọc, rửa sạch và sấy khô. Natri bifluoride rắn được nung nóng ở nhiệt độ cao (khoảng 650°C) để giải phóng khí hydro fluoride và tạo ra Sodium Fluoride tinh khiết.

Phản ứng hóa học:

2NaHF2 → 2NaF + HF

2. Phương pháp điện phân:

Dung dịch natri hydroxit (NaOH) bão hòa với khí hydro fluoride (HF) được sử dụng làm dung dịch điện phân. Dung dịch điện phân được đưa vào bể điện phân, nơi dòng điện được truyền qua hai điện cực.Tại điện cực dương (anode): Nước bị phân hủy thành oxy và khí hydro.

Phản ứng hóa học:

2H2O → O2 + 4H+ + 4e-

Tại điện cực âm (cathode): Các ion natri (Na+) trong dung dịch điện phân được khử thành kim loại natri.

Phản ứng hóa học:

Na+ + e- → Na

Tại màng ngăn: Màng ngăn ngăn cách điện cực dương và điện cực âm, cho phép ion florua (F-) di chuyển từ điện cực dương sang điện cực âm.

Phản ứng hóa học:

2F- → F2 + 2e-

Natri kim loại phản ứng với khí hydro fluoride tạo ra Sodium Fluoride.

Phản ứng hóa học:

2Na + F2 → 2NaF

ỨNG DỤNG HÓA CHẤT SODIUM FLUORIDE TRONG CÔNG NGHIỆP

Trong công nghiệp, hoá chất Sodium fluoride có nhiều ứng dụng quan trọng. Dưới đây là một số ứng dụng nổi bật của Sodium fluoride trong công nghiệp:

1.Sản xuất nhôm:

NaF đóng vai trò quan trọng trong quá trình điện phân nhôm, giúp loại bỏ tạp chất như canxi, magiê và silic, tạo ra nhôm tinh khiết hơn và chất lượng cao hơn. Nhờ khả năng tạo thành hợp chất fluoride có độ tan chảy thấp, NaF giúp loại bỏ tạp chất ra khỏi nhôm nóng chảy, góp phần cải thiện độ dẻo dai, độ bền và khả năng gia công của kim loại. Nhờ vậy, nhôm được sản xuất với NaF có thể được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực đòi hỏi độ bền cao như sản xuất ô tô, máy bay và xây dựng.

2. Sản xuất thủy tinh:

NaF được sử dụng như chất trợ chảy trong sản xuất thủy tinh, giúp giảm độ nhớt của hỗn hợp thủy tinh nóng chảy và loại bỏ các bọt khí. Nhờ vậy, thủy tinh được sản xuất với NaF có độ trong suốt cao hơn, ít tạp chất hơn và sáng bóng hơn.

Hóa chất này  giúp tăng cường độ bền cơ học và khả năng chống hóa chất của thủy tinh. Thủy tinh được sản xuất với NaF có khả năng chịu nhiệt độ cao, áp lực cao và hóa chất khắc nghiệt, phù hợp cho nhiều ứng dụng đòi hỏi độ bền cao như sản xuất dụng cụ nấu nướng, đèn chùm và cửa sổ.

Ngoài ra còn được sử dụng trong sản xuất các loại thủy tinh đặc biệt như thủy tinh quang học và thủy tinh chịu nhiệt.

3. Luyện kim:

NaF được sử dụng trong quá trình luyện kim để loại bỏ tạp chất như oxy, lưu huỳnh và phốt pho. Nhờ khả năng tạo thành các hợp chất fluoride có độ tan chảy thấp, NaF giúp loại bỏ tạp chất ra khỏi kim loại nóng chảy, cho ra sản phẩm kim loại tinh khiết hơn và có chất lượng cao hơn. Việc sử dụng NaF trong luyện kim giúp cải thiện độ dẻo dai, độ bền và khả năng gia công của kim loại. Nhờ vậy, kim loại được luyện kim với NaF có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng đòi hỏi độ bền cao như sản xuất máy móc, dụng cụ và thiết bị.

4. Sản xuất chất bán dẫn:

NaF được sử dụng trong quá trình sản xuất chất bán dẫn để tạo lớp phủ mỏng, tinh thể trên bề mặt wafer silicon. Lớp phủ này đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các transistor và các linh kiện điện tử khác. Việc sử dụng NaF giúp tạo ra lớp phủ mỏng với độ đồng đều và độ chính xác cao hơn, góp phần nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của các thiết bị điện tử.

MỘT SỐ LƯU Ý KHI SỬ DỤNG HÓA CHẤT SODIUM FLUORIDE

Khi sử dụng hóa chất Sodium fluoride trong công nghiệp, cần lưu ý những điểm sau:

• NaF là một chất độc hại và cần được sử dụng cẩn thận. Tránh tiếp xúc trực tiếp với hóa chất này và rửa tay kỹ sau khi sử dụng.
• Nuốt phải NaF có thể gây ra các tác dụng phụ như buồn nôn, nôn mửa và tiêu chảy. Cần đi đến trạm y tế hoặc bác sĩ nhanh chóng.
• Cần tuân thủ các quy định về an toàn và sức khỏe khi sử dụng NaF.

Nguồn: Admin sưu tầm Internet.