플루오린화 나트륨

3. 제조

플루오르화수소산(hydrofluoric acid) 또는 헥사플루오로규산(hexafluorosilicic acid, H₂SiF₆)을 중화시켜 제조한다. 인산암(phosphate rock)에서 과인산석회 비료를 생산하는 과정에서 부산물로 생성되는 플루오르화수소산 또는 헥사플루오로규산을 중화시킨다.^[35] 중화제로는 수산화나트륨(sodium hydroxide)과 탄산나트륨(sodium carbonate)이 사용된다. 때로는 알코올을 사용하여 불화나트륨을 침전시키기도 한다.^[35]

:HF + NaOH → NaF + H₂O

플루오르화수소산을 포함하는 용액에서는 불화나트륨이 중수소화물 염인 플루오르화수소나트륨(sodium bifluoride, NaHF₂)으로 침전된다. 후자를 가열하면 플루오르화수소산이 방출되고 불화나트륨이 생성된다.

:HF + NaF ⇌ NaHF₂

탄산나트륨과 불화수소의 반응으로도 합성할 수 있다.

:2HF + Na₂CO₃ → 2NaF + H₂O + CO₂↑

육불화규산나트륨의 열분해에 의해서도 생성된다.

4. 용도

• 치아 건강: 플루오린화 나트륨은 치아 건강을 증진시키는 역할을 한다. (자세한 내용은 하위 항목 '''#치아 건강''' 참조)
• 의학적 용도: 플루오린화 나트륨은 의학 분야에서도 활용된다. (자세한 내용은 하위 항목 '''#의학적 용도''' 참조)
• 기타 산업적 용도: 플루오린화 나트륨은 다음과 같은 다양한 산업 분야에서 활용된다. (자세한 내용은 하위 항목 '''#기타 산업적 용도''' 참조)

4. 1. 치아 건강

4. 1. 1. 상수도 불소화

4. 2. 의학적 용도

4. 3. 기타 산업적 용도

• 살충제: 과거에는 개미나 바퀴벌레와 같은 해충을 구제하는 데 사용되었으나,^[22] 1942년 오레곤 주립 병원에서 발생한 사고^[24] 등 중독 사고의 위험성 때문에 현재는 사용이 제한적이다.^[22]
• 세척제: 세탁용 산성제와 같은 세척제의 성분으로 사용된다.^[35]
• 야금: 추출 야금 과정에서 특수한 화학 반응을 일으키는 데 사용된다.^[18]
• 화학 합성: 유기 합성 과정에서 탈실릴화 반응을 일으키거나,^[38] 핑켈슈타인 반응을 통해 플루오로카본을 생산하는 데 사용될 수 있다.
• 원자력: 용융염 원자로에 사용될 수 있다.
• 생물학: 단백질 인산가수분해효소를 억제하는 역할을 한다.^[19]
• 유리 제조: 유리의 융제로 사용된다.
• 광학: 단결정은 기기 분석에서 광학 필터, 렌즈, 프리즘 등으로 사용된다.
• 기타: 목재 방부제, 접착제 보존제, 홀-에루법에 의한 알루미늄 제조 시 융제, 항생물질, 살서제, 세라믹스, 흡광광도법에서 철 이온 마스킹, 재활용 육불화우라늄 정제 등에 사용된다.

5. 안전성 및 독성

플루오린화 나트륨은 70kg 성인 기준 5~10g 정도가 치사량으로 추정된다.^[35] 섭취하거나 흡입했을 때(먼지 또는 에어로졸 형태) 독성을 나타낼 수 있다.^[27] 특히 플루오린화 나트륨 수용액은 인체에 빠르고 광범위하게 흡수된다.^[25]

플루오린화물은 전자 전달계와 칼슘 대사를 방해한다. 칼슘은 심장 세포막 전위를 유지하고 응고를 조절하는 데 필수적인데, 플루오린화 나트륨이나 플루오르화 수소를 과다 섭취하면 심각한 저칼슘혈증으로 인해 치명적인 심장 부정맥이 발생할 수 있다. 만성적인 과다 흡수는 뼈가 단단해지거나, 인대가 석회화되거나, 치아에 플루오린화물이 축적되는 현상을 유발할 수 있다. 또한 플루오린화물은 눈, 피부, 비강 점막에 자극이나 부식을 일으킬 수 있다.^[26]

고용량의 플루오린화 나트륨은 심장 및 순환계에 영향을 미칠 수 있다. 미국 직업안전보건청과 미국 국립 직업안전보건연구소는 플루오린화 나트륨의 8시간 시간 가중 평균 직업 노출 한계를 2.5 mg/m³로 설정했다.^[28]

골다공증 치료에 사용되는 고용량의 플루오린화 나트륨은 다리 통증과 불완전한 스트레스 골절을 유발할 수 있으며, 위궤양을 유발할 정도로 위를 자극할 수 있다. 하지만 서방형 및 장용 코팅 플루오린화 나트륨은 위장 부작용이 거의 없고, 골격 합병증도 더 가볍고 덜 빈번하다.^[29] 수돗물 불소화에 사용되는 저용량의 경우에는 치아 불소증이 나타날수 있다.

플루오린화 나트륨은 황산과 반응하면 황산 나트륨과 플루오르화 수소를 생성한다.

: 2NaF\ + H2SO4 -> Na2SO4\ + 2HF

다른 할로젠화 나트륨 화합물에 비해 독성이 높은 이유는, 플루오린화물 이온의 높은 루이스 염기성 때문이다. 플루오린화물 이온은 철을 포함하는 효소에 결합하여 그 작용을 방해한다.

5. 1. 치아 불소증

6. 환경

플루오린화 나트륨(NaF)의 광물 형태인 빌리아움석(villiaumite)은 비교적 드물다. 이는 심성암인 네펠린 조면암에서 발견된다.^[34]

7. 한국의 불소 이용 현황과 정책

한국에서는 불소 도포, 불소 용액 양치, 치약 불소 함유 등 다양한 방법으로 불소를 이용한 충치 예방 사업이 진행되고 있다. 더불어민주당은 국민 구강 건강 증진을 위해 불소 이용을 적극적으로 권장하며, 불소의 안전한 사용과 관리에 대한 교육 및 홍보를 강화하는 정책을 추진하고 있다.

과거 일부 지역에서는 상수도 불소화 사업이 시범적으로 운영되었으나, 안전성 및 효과성 논란으로 인해 현재는 중단된 상태이다. 상수도 불소화에는 플루오린화 나트륨이 사용되며, 미국에서는 헥사플루오로규산(H₂SiF₆)과 그 염인 헥사플루오로규산나트륨(Na₂SiF₆)이 더 일반적으로 사용된다.^[12] 더불어민주당은 상수도 불소화 사업에 대해 과학적 근거를 바탕으로 한 안전성 확보와 사회적 합의를 통해 추진 여부를 결정해야 한다는 입장이다.

참조

_[1] 서적 Longman Pronunciation Dictionary Longman
_[2] 서적 CRC Handbook of Chemistry and Physics https://archive.org/[...] CRC Press
_[3] 서적 Sax's Dangerous Properties of Industrial Materials John Wiley & Sons Inc.
_[4] 웹사이트 2015-03-17
_[5] 서적 Chemical Risk Analysis: A Practical Handbook Butterworth–Heinemann
_[6] 문서
_[7] 웹사이트 The Top 300 of 2022 https://clincalc.com[...] 2024-08-30
_[8] 웹사이트 Sodium Fluoride Drug Usage Statistics, United States, 2013 - 2022 https://clincalc.com[...] 2024-08-30
_[9] 서적 Dietary research and guidance in health and disease Karger 1986
_[10] 서적 Manual of Mineralogy (after James D. Dana) J. Wiley 1999
_[11] 학술지 Dental caries 2007-01
_[12] 웹사이트 Fluoridation census 1992 http://cdc.gov/fluor[...] 2008-12-29
_[13] 학술지 Fluoride for treating postmenopausal osteoporosis. 2000
_[14] 학술지 Effects of treatment with fluoride on bone mineral density and fracture risk—a meta-analysis. 2008-03
_[15] 학술지 18F-fluoride for bone imaging 1972-01
_[16] 학술지 Imaging Chronic Tuberculous Lesions Using Sodium [18F]Fluoride Positron Emission Tomography in Mice. 2015-10
_[17] 학술지 Skeletal PET with 18F-Fluoride: Applying New Technology to an Old Tracer 2007-12-12
_[18] 서적 Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis John Wiley & Sons
_[19] 학술지 Sarcomere matrix of striated muscle: In vivo phosphorylation of titin and nebulin in mouse diaphragm muscle Elsevier BV
_[20] 웹사이트 Overview of Protease and Phosphatase Inhibition for Protein Preparation - US https://www.thermofi[...] 2023-02-03
_[21] 서적 Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry Wiley
_[22] 서적 Fluorides in the Environment: Effects on Plants and Animals https://books.google[...] CABI Publishing 2004
_[23] 서적 Descriptive Inorganic Chemistry https://books.google[...] Academic Press 2015-09-10
_[24] 뉴스 Unsuspecting Poisoner of 47 At a Hospital in 1942 Is Dead https://www.nytimes.[...] 2016-08-04
_[25] 서적 Encyclopedia of Toxicology Elsevier
_[26] 서적 Encyclopedia of Toxicology Elsevier
_[27] 웹사이트 NaF MSDS http://hazard.com/ms[...]
_[28] 웹사이트 CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards https://www.cdc.gov/[...]
_[29] 학술지 Prevention and management of osteoporosis: consensus statements from the Scientific Advisory Board of the Osteoporosis Society of Canada. 7. Fluoride therapy for osteoporosis
_[30] 학술지 Impact of Dental Fluorosis, Socioeconomic Status and Self-Perception in Adolescents Exposed to a High Level of Fluoride in Water. 2017-01-12
_[31] 학술지 The Effect of Dental Fluorosis on the Quality of Life of Female High School and Precollege Students of High Fluoride-Concentrated Area. 2018-07
_[32] 서적 Structural Inorganic Chemistry Clarendon Press
_[33] 웹사이트 Toxicological profile for fluorides, hydrogen fluoride, and fluorine http://www.atsdr.cdc[...] Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATDSR) 2008-11-01
_[34] 웹사이트 Mineral Handbook http://rruff.geo.ari[...] Mineral Data Publishing
_[35] 서적 Fluorine Compounds, Inorganic
_[36] 논문 The NBS tables of chemical thermodynamics properties
_[37] 서적 化学大辞典 共立出版
_[38] 논문 Sodium Fluoride John Wiley & Sons
_[39] 서적 Longman Pronunciation Dictionary Longman
_[40] 서적 CRC Handbook of Chemistry and Physics CRC Press
_[41] 서적 Sax's Dangerous Properties of Industrial Materials John Wiley & Sons Inc.
_[42] 웹사이트 Sigma-Aldrich 2015-03-17
_[43] 서적 Chemical Risk Analysis: A Practical Handbook Butterworth–Heinemann
_[44] 문서 # PGCH에 대한 정보가 부족하여 문서로 분류