انتقل إلى المحتوى

أحادي فلوروفوسفات الصوديوم: الفرق بين النسختين

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
[نسخة منشورة][نسخة منشورة]
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
بوت:اصلاح وسائط قالب:معلومات كيمياء
تطوير المقال
سطر 51: سطر 51:
}}
}}
}}
}}
''' أحادي فلوروفوسفات صوديوم ''' يختصر بالعادة (MFP)، هو مركب غير عضوي له الصيغة الكيميائية Na<sub>2</sub>PO<sub>3</sub>F الصيغة النموذجية للملح، وهو عديم الرائحة، عديم اللون، وقابل للذوبان في الماء. هذا الملح هو عنصر في معاجين الأسنان.<ref name=Ullmann>Klaus Schrödter, Gerhard Bettermann, Thomas Staffel, Friedrich Wahl, Thomas Klein, Thomas Hofmann "Phosphoric Acid and Phosphates" in ''Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry'' 2008, Wiley-VCH, Weinheim. {{DOI|10.1002/14356007.a19_465.pub3}}</ref>


''' أحادي فلوروفوسفات صوديوم ''' [[مركب كيميائي]] له الصيغة Na<sub>2</sub>FPO<sub>3</sub> ، ويكون على شكل [[بلورة|بلورات]] عديمة اللون .
== الخواص ==
== الخواص ==
* أحادي فلوروفوسفات صوديوم مادة عديمة اللون والرائحة و[[انحلالية|منحلة]] بالماء.
* أحادي فلوروفوسفات صوديوم مادة عديمة اللون والرائحة و[[انحلالية|منحلة]] بالماء.
* تنصهر بلورات أحادي فلوروفوسفات صوديوم عند 625° س.
* تنصهر بلورات أحادي فلوروفوسفات صوديوم عند 625° س.


==استخدامات (MFP)==
== التحضير ==
من المعروف أن(MFP)عنصر في معاجين الأسنان،<ref name=Ullmann2>Wolfgang Weinert "Oral Hygiene Products" in ''Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry'' 2000, Wiley-VCH, Weinheim. {{DOI|10.1002/14356007.a18_209}}</ref> وهو يعمل كمصدر للفلوريد وفقاً لمعادلة التحلل التالية: <ref name=Ullmann/>


:PO<sub>3</sub>F<sup>2−</sup> + OH<sup>−</sup> → HPO<sub>4</sub><sup>2−</sup> + F<sup>−</sup>
يحضر أحادي فلوروفوسفات صوديوم من تسخين محلول ثنائي فلوروفوسفات الصوديوم في [[هيدروكسيد الصوديوم]] الممدد


الفلورايد يحمي طبقة المينا من هجوم البكتيريا التي تسبب نخر الأسنان ([[تسوس الأسنان]]). على الرغم من أنه تم تطويره من قبل كيميائي في شركة (بروكتر و غامبل)، فإن إستخدامه في معجون الأسنان من نوع (كولجيت) قد حصل على براءة الإختراع من خلال (كولجيت بالموليف)، كما تشارك شركة (بروكتر و غامبل) في تسويق معجون الأسنان (كريست) (التي تحتوي على الفلورايد القصديري، والمسوّقة على أنها( Fluoristan).
<center><div dir=ltr>
في بداية الثمانينات من القرن الماضي، أعيدت صياغة (كريست) بشكل يتيح إستخدام (MFP)، تحت العلامة التجارية (Fluoristat)، وفي هذه الأيام تستخدم معاجين الأسنان (كريست) فلوريد الصوديوم.
:PO<sub>2</sub>F<sub>2</sub><sup>2-</sup><sub>(aq)</sub> + 2 NaOH<sub>(aq)</sub> → Na<sub>2</sub>PO<sub>3</sub>F<sub>(aq)</sub> + 2 HF<sub>(aq)</sub></div> </center>


يستخدم MFP)) أيضا في بعض الأدوية لعلاج [[هشاشة العظام]].<ref name=Ullmann/>
== الاستخدامات ==
في عام 1991،توصل (كالغون) إلى أن الصوديوم الأحادي الفلورية الفوسفاتي ثبّط تفكك الرصاص في مياه الشرب عند تواجده بتركيزات تتراوح بين 0.1 ملغم / لتر و 500 ملغم / لتر.<ref name="Monofluorophosphate History">Peter Meiers [http://www.fluoride-history.de/p-mfp.htm Monofluorophosphate History]</ref>
* تستخدم أحادي فلوروفوسفات صوديوم كمكون في [[معجون أسنان|معاجين الأسنان]]، حيث تحمي عاج السن من هجوم البكتريا التي تسبب نخر الأسنان. وقد كانت شركة [[كولغيت - بالموليف]] أول من طبق هذه المادة وذلك في معجون الأسنان [[كولغيت]].

* يستعمل أحادي فلوروفوسفات صوديوم في بعض مستحضرات الأدوية لمعالجة مرض [[تخلخل العظم|هشاشة العظام]]
==تسوس الاسنان==
* في عام 1991 وجد أن أحادي فلوروفوسفات صوديوم يمنع انحلالية [[رصاص (توضيح)|الرصاص]] في مياه الشرب عندما يتم استعماله في تراكيز 0.1 مغ/ل و500 مغ/ل <ref>Peter Meiers [http://www.fluoride-history.de/p-mfp.htm Monofluorophosphate History]</ref>
يتسبب تسوس الأسنان عن طريق [[البكتيريا]] الموجودة بشكل طبيعي في الفم، هذه البكتيريا تكوّن شريط لزج ليّن عديم اللون على الأسنان تسمى اللويحة السنّية، عندما يتم تناول الأطعمة التي تحتوي على [[الكربوهيدرات]] (النشويات و[[السكريات]])، تستخدم البكتيريا التي تشكل اللويحة السنّية السكر كمصدرللطاقة وتحوّل السكّر أيضاً إلى مادة تشبه الغراء تساعدهم على التمسك بسطح الأسنان، تنتج اللويحات السنّية أحماضاً تقوم بمهاجمة [[مينا الأسنان]].<ref>[http://www.healthyteeth.org Healthy Teeth]</ref>

===كيمياء الاضمحلال والتحلل===
يتكون [[مينا الأسنان]] معظمهم من (calcium hydroxyphosphate)، (Ca<sub>5</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>OH)، المعروف أيضا باسم (هيدروكسيباتيت المعدني). الأباتيت هو مركب قاس غير قابل للذوبان. الأحماض (H<sup>+</sup>) الناتجة خصوصا بعد تناول وجبة تحتوي مستويات عالية من السكر، تهاجم (الأباتيت) وفق المعادلة:

Ca<sub>5</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>OH<sub>(s)</sub> + H<sup>+</sup><sub>(aq)</sub> → Ca<sub>5</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub><sup>+</sup><sub>(aq)</sub> + H<sub>2</sub>O<sub>(ℓ)</sub>

===كيمياء فلورة ميناء الأسنان===
تآكل (الأباتيت) الناتج عن فقدان أيونات OH)-) يسبب تحلل المينا الخاص بالأسنان، ويتم عكس هذه العملية عندما يقوم [[اللعاب]] بتزويد أيونات (OH-) لإصلاح (الأباتيت) وإعادة تكوينه، في حال توافرأيونات الفلوريدF)-) في اللعاب ينشأ (اfluorapatiteلفلوروأباتيت Ca<sub>5</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>F) وفق المعادلة:

Ca<sub>5</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub><sup>+</sup><sub>(aq)</sub> + F<sup>−</sup><sub>(aq)</sub> → Ca<sub>5</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>F<sub>(s)</sub>

(الفلورواباتيت) يقاوم الهجمات التي تشنّها الأحماض أفضل من (الأباتيت نفسه)، وبالتالي فإن طبقة المينا تقاوم التسوس بشكل أفضل من المينا الذي يحتوي على الفلورايد.<ref>Davis, R. E., Ph.D., Metcalfe, H. C., Williams, J. E., Castka, J. F. (1999). ''Modern Chemistry''. Austin, TX: Harcourt Brace & Company.</ref>

==التحضيرات والهيكلة==

يتم إنتاج الصوديوم الأحادي الفلورية الفوسفات صناعيا من خلال تفاعل فلوريد الصوديوم مع ميتافوسفايت الصوديوم وفق المعادلة التالية:<ref name=Ullmann/>

NaPO<sub>3</sub> + NaF → Na<sub>2</sub>PO<sub>3</sub>F


وتنطوي العملية على انفصال الرابطة ما بين جزيء الفوسفات الثنائي (بيروفوسفات) بطريقة مماثلة لعملية التحلل، (NaMFP) يمكن أيضا عن طريق علاج بيروفسفات الرباعي أو ثنائي الصوديوم فوسفات مع فلوريد الهيدروجين في المختبر،[1] يمكن إعدادها عن طريق تحلل الأيونات difluorophosphate)) مع هيدروكسيد الصوديوم المخفف وفق المعادلة التالية:

PO<sub>2</sub>F<sub>2</sub><sup>−</sup> + 2 NaOH → Na<sub>2</sub>PO<sub>3</sub>F + H<sub>2</sub>O + F<sup>−</sup>

===الهيكل===
هيكل الأيون السالب للفلوروفسفات مكوّن من الفوسفور في مركز لشكل رباعي الأسطح يحدّها ثلاث ذرات أكسجين وذرة فلور واحدة، تصوّر التمثيلات الرسمية رابطة ثنائية بين ذرة أكسجين واحدة مع الفوسفور، ورابطة أحادية لذرتي الأكسجين الأخريين مع الفلور. في هذا الوصف الرسمي الأساسي، تتوضع الشحنة السالبة على ذرات (O) الذي في رابطة (P-O) الأحادية، هي مماثلة ومتكافئة إلكترونياً مع (Na<sub>2</sub>[[sulfate|SO<sub>4</sub>)، ويمتلك الأيون السالب تماثلا من نوع C<sub>3v</sub>.

==الإكتشاف والتطور==
كان أول وصف للصوديوم الأحادي الفلورية الفوسفاتي في عام 1929 من قبل الكيميائي الألماني (فيلي لانج)، الذي كان آنذاك في [[جامعة برلين]]. محاولاته العقيمة لإعداد حمض (monofluorophosphoric) الحر قادت به نحو التحقق من استقرار روابط الايستر التي تكونها؛ جنبا إلى جنب مع (جيردا فون كروجر)، الذي كان أحد طلابه، قام لانج بتصنيع مركّب (ثنائي ايثيل فلوروفسفات) وبعض النظائر الأخرى، والتي ثبت فيما بعد أنها سامة جدا، كونها متعلقة ب[[النواقل العصبية]]، وفي الثلاثينيات من القرن الماضي، قام (غيرهارد شريدر) بمحاولة تطوير [[المبيدات الحشرية]] الاصطناعية وركز عمله على استرات حمض الفوسفوريك و أدت إلى اكتشاف عرضي لبعض النواقل العصبية الأخرى مثل: (DFP-diisopropyl fluorophosphates-)، تابون، سومان، و سارين، في هذه الأثناء؛ لانج الذي كان متزوجا من امرأة يهودية، هاجر من ألمانيا إلى الولايات المتحدة و بدأ العمل لصالح شركة (بروكتر و غامبل)، وفي عام 1947نشر هو و(رالف ليفينغستون) من شركة (مونسانتو) طريقة إعداد أحماض الfluorophosphoric)) الحرة و ذكروا استخدام بعض استرات حمض ((monofluorophosphoric السامة مثل: DFP)) في علاج الجلوكوما و الوهن العضلي الوبيل.
أدت معرفة سمّية هذه الاسترات الى مخاوف من أن بعض الأملاح البسيطة قد تكون أيضا سامة، وهذه المخاوف حالت دون أي استخدام تجاري للأملاح على نطاق واسع، وفي عام 1950 برعاية من الشركة المصنعة للمركبات، شركة (أوزارك) الكيميائية، تم دراسة سمية الصوديوم الأحادي الفلورية الفوسفاتي من قبل (هارولد هودج) في جامعة (روتشستر) الذي كان من بينهم اختبار المضادة للتجويف، وفي عام 1967قدم (كولجيت بالموليف) العديد من براءات الاختراع على استخدام الصوديوم الأحادي الفلورية الفوسفات في معجون الأسنان.<ref name="Monofluorophosphate History"/>

==السلامة==
المحتوى المعتاد لل(MFP) في معجون الأسنان هو 0.76 ٪. يستخدم المركب عوضاً عن فلوريد الصوديوم لأنه أقل شدة في السمية، على الرغم من أن كلاهما سام، وال(LD50) في الفئران هو 0.9 جم / كجم،[6] حيث أن الملح يسبب سمّية محدودة لكل من الجهاز العضلي الهيكلي و الجهاز التنفسي.<ref>[http://www.ewg.org/skindeep/ingredient/706133/SODIUM_MONOFLUOROPHOSPHATE/ Sodium monofluorophosphate], [[Environmental Working Group]] Skin Deep Cosmetics Database (retrieved 17 November 2012)</ref>


== المصادر ==
== المصادر ==

نسخة 13:21، 31 أغسطس 2016

أحادي فلوروفوسفات الصوديوم
أحادي فلوروفوسفات الصوديوم
أحادي فلوروفوسفات الصوديوم
الاسم النظامي (IUPAC)

فلورو-ثنائي أكسيد-أوكسوفوسفوران ثنائي الصوديوم

أسماء أخرى

أحادي فلوروفوسفات صوديوم

المعرفات
رقم CAS 10163-15-2
بوب كيم 24266،  و66524099  تعديل قيمة خاصية (P662) في ويكي بيانات
مواصفات الإدخال النصي المبسط للجزيئات
  • [O-]P(=O)([O-])F.[Na+].[Na+][1]  تعديل قيمة خاصية (P233) في ويكي بيانات
الخواص
الصيغة الجزيئية Na2FPO3
الكتلة المولية 143.95 غ/مول
المظهر بلورات عديمة اللون
الكثافة غ/سم3
نقطة الانصهار 625 °س
في حال عدم ورود غير ذلك فإن البيانات الواردة أعلاه معطاة بالحالة القياسية (عند 25 °س و 100 كيلوباسكال)

أحادي فلوروفوسفات صوديوم يختصر بالعادة (MFP)، هو مركب غير عضوي له الصيغة الكيميائية Na2PO3F الصيغة النموذجية للملح، وهو عديم الرائحة، عديم اللون، وقابل للذوبان في الماء. هذا الملح هو عنصر في معاجين الأسنان.[3]

الخواص

  • أحادي فلوروفوسفات صوديوم مادة عديمة اللون والرائحة ومنحلة بالماء.
  • تنصهر بلورات أحادي فلوروفوسفات صوديوم عند 625° س.

استخدامات (MFP)

من المعروف أن(MFP)عنصر في معاجين الأسنان،[4] وهو يعمل كمصدر للفلوريد وفقاً لمعادلة التحلل التالية: [3]

PO3F2− + OH → HPO42− + F

الفلورايد يحمي طبقة المينا من هجوم البكتيريا التي تسبب نخر الأسنان (تسوس الأسنان). على الرغم من أنه تم تطويره من قبل كيميائي في شركة (بروكتر و غامبل)، فإن إستخدامه في معجون الأسنان من نوع (كولجيت) قد حصل على براءة الإختراع من خلال (كولجيت بالموليف)، كما تشارك شركة (بروكتر و غامبل) في تسويق معجون الأسنان (كريست) (التي تحتوي على الفلورايد القصديري، والمسوّقة على أنها( Fluoristan). في بداية الثمانينات من القرن الماضي، أعيدت صياغة (كريست) بشكل يتيح إستخدام (MFP)، تحت العلامة التجارية (Fluoristat)، وفي هذه الأيام تستخدم معاجين الأسنان (كريست) فلوريد الصوديوم.

يستخدم MFP)) أيضا في بعض الأدوية لعلاج هشاشة العظام.[3] في عام 1991،توصل (كالغون) إلى أن الصوديوم الأحادي الفلورية الفوسفاتي ثبّط تفكك الرصاص في مياه الشرب عند تواجده بتركيزات تتراوح بين 0.1 ملغم / لتر و 500 ملغم / لتر.[5]

تسوس الاسنان

يتسبب تسوس الأسنان عن طريق البكتيريا الموجودة بشكل طبيعي في الفم، هذه البكتيريا تكوّن شريط لزج ليّن عديم اللون على الأسنان تسمى اللويحة السنّية، عندما يتم تناول الأطعمة التي تحتوي على الكربوهيدرات (النشويات والسكريات)، تستخدم البكتيريا التي تشكل اللويحة السنّية السكر كمصدرللطاقة وتحوّل السكّر أيضاً إلى مادة تشبه الغراء تساعدهم على التمسك بسطح الأسنان، تنتج اللويحات السنّية أحماضاً تقوم بمهاجمة مينا الأسنان.[6]

كيمياء الاضمحلال والتحلل

يتكون مينا الأسنان معظمهم من (calcium hydroxyphosphate)، (Ca5(PO4)3OH)، المعروف أيضا باسم (هيدروكسيباتيت المعدني). الأباتيت هو مركب قاس غير قابل للذوبان. الأحماض (H+) الناتجة خصوصا بعد تناول وجبة تحتوي مستويات عالية من السكر، تهاجم (الأباتيت) وفق المعادلة:

Ca5(PO4)3OH(s) + H+(aq) → Ca5(PO4)3+(aq) + H2O(ℓ)

كيمياء فلورة ميناء الأسنان

تآكل (الأباتيت) الناتج عن فقدان أيونات OH)-) يسبب تحلل المينا الخاص بالأسنان، ويتم عكس هذه العملية عندما يقوم اللعاب بتزويد أيونات (OH-) لإصلاح (الأباتيت) وإعادة تكوينه، في حال توافرأيونات الفلوريدF)-) في اللعاب ينشأ (اfluorapatiteلفلوروأباتيت Ca5(PO4)3F) وفق المعادلة:

Ca5(PO4)3+(aq) + F(aq) → Ca5(PO4)3F(s)

(الفلورواباتيت) يقاوم الهجمات التي تشنّها الأحماض أفضل من (الأباتيت نفسه)، وبالتالي فإن طبقة المينا تقاوم التسوس بشكل أفضل من المينا الذي يحتوي على الفلورايد.[7]

التحضيرات والهيكلة

يتم إنتاج الصوديوم الأحادي الفلورية الفوسفات صناعيا من خلال تفاعل فلوريد الصوديوم مع ميتافوسفايت الصوديوم وفق المعادلة التالية:[3]

NaPO3 + NaF → Na2PO3F


وتنطوي العملية على انفصال الرابطة ما بين جزيء الفوسفات الثنائي (بيروفوسفات) بطريقة مماثلة لعملية التحلل، (NaMFP) يمكن أيضا عن طريق علاج بيروفسفات الرباعي أو ثنائي الصوديوم فوسفات مع فلوريد الهيدروجين في المختبر،[1] يمكن إعدادها عن طريق تحلل الأيونات difluorophosphate)) مع هيدروكسيد الصوديوم المخفف وفق المعادلة التالية:

PO2F2 + 2 NaOH → Na2PO3F + H2O + F

الهيكل

هيكل الأيون السالب للفلوروفسفات مكوّن من الفوسفور في مركز لشكل رباعي الأسطح يحدّها ثلاث ذرات أكسجين وذرة فلور واحدة، تصوّر التمثيلات الرسمية رابطة ثنائية بين ذرة أكسجين واحدة مع الفوسفور، ورابطة أحادية لذرتي الأكسجين الأخريين مع الفلور. في هذا الوصف الرسمي الأساسي، تتوضع الشحنة السالبة على ذرات (O) الذي في رابطة (P-O) الأحادية، هي مماثلة ومتكافئة إلكترونياً مع (Na2[[sulfate|SO4)، ويمتلك الأيون السالب تماثلا من نوع C3v.

الإكتشاف والتطور

كان أول وصف للصوديوم الأحادي الفلورية الفوسفاتي في عام 1929 من قبل الكيميائي الألماني (فيلي لانج)، الذي كان آنذاك في جامعة برلين. محاولاته العقيمة لإعداد حمض (monofluorophosphoric) الحر قادت به نحو التحقق من استقرار روابط الايستر التي تكونها؛ جنبا إلى جنب مع (جيردا فون كروجر)، الذي كان أحد طلابه، قام لانج بتصنيع مركّب (ثنائي ايثيل فلوروفسفات) وبعض النظائر الأخرى، والتي ثبت فيما بعد أنها سامة جدا، كونها متعلقة بالنواقل العصبية، وفي الثلاثينيات من القرن الماضي، قام (غيرهارد شريدر) بمحاولة تطوير المبيدات الحشرية الاصطناعية وركز عمله على استرات حمض الفوسفوريك و أدت إلى اكتشاف عرضي لبعض النواقل العصبية الأخرى مثل: (DFP-diisopropyl fluorophosphates-)، تابون، سومان، و سارين، في هذه الأثناء؛ لانج الذي كان متزوجا من امرأة يهودية، هاجر من ألمانيا إلى الولايات المتحدة و بدأ العمل لصالح شركة (بروكتر و غامبل)، وفي عام 1947نشر هو و(رالف ليفينغستون) من شركة (مونسانتو) طريقة إعداد أحماض الfluorophosphoric)) الحرة و ذكروا استخدام بعض استرات حمض ((monofluorophosphoric السامة مثل: DFP)) في علاج الجلوكوما و الوهن العضلي الوبيل. أدت معرفة سمّية هذه الاسترات الى مخاوف من أن بعض الأملاح البسيطة قد تكون أيضا سامة، وهذه المخاوف حالت دون أي استخدام تجاري للأملاح على نطاق واسع، وفي عام 1950 برعاية من الشركة المصنعة للمركبات، شركة (أوزارك) الكيميائية، تم دراسة سمية الصوديوم الأحادي الفلورية الفوسفاتي من قبل (هارولد هودج) في جامعة (روتشستر) الذي كان من بينهم اختبار المضادة للتجويف، وفي عام 1967قدم (كولجيت بالموليف) العديد من براءات الاختراع على استخدام الصوديوم الأحادي الفلورية الفوسفات في معجون الأسنان.[5]

السلامة

المحتوى المعتاد لل(MFP) في معجون الأسنان هو 0.76 ٪. يستخدم المركب عوضاً عن فلوريد الصوديوم لأنه أقل شدة في السمية، على الرغم من أن كلاهما سام، وال(LD50) في الفئران هو 0.9 جم / كجم،[6] حيث أن الملح يسبب سمّية محدودة لكل من الجهاز العضلي الهيكلي و الجهاز التنفسي.[8]

المصادر

  1. ^ ا ب ج SODIUM MONOFLUOROPHOSPHATE (بالإنجليزية), QID:Q278487
  2. ^ ChEBI release 2020-09-01، 1 سبتمبر 2020، QID:Q98915402
  3. ^ ا ب ج د Klaus Schrödter, Gerhard Bettermann, Thomas Staffel, Friedrich Wahl, Thomas Klein, Thomas Hofmann "Phosphoric Acid and Phosphates" in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry 2008, Wiley-VCH, Weinheim. دُوِي:10.1002/14356007.a19_465.pub3
  4. ^ Wolfgang Weinert "Oral Hygiene Products" in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000, Wiley-VCH, Weinheim. دُوِي:10.1002/14356007.a18_209
  5. ^ ا ب Peter Meiers Monofluorophosphate History
  6. ^ Healthy Teeth
  7. ^ Davis, R. E., Ph.D., Metcalfe, H. C., Williams, J. E., Castka, J. F. (1999). Modern Chemistry. Austin, TX: Harcourt Brace & Company.
  8. ^ Sodium monofluorophosphate, Environmental Working Group Skin Deep Cosmetics Database (retrieved 17 November 2012)