Фтор

Фтор — это что такое? Свойства фтора

Фтор – химический элемент (символ F, атомный номер 9), неметалл, который относится к группе галогенов. Это самое активное и электроотрицательное вещество. При нормальной температуре и давлении молекула фтора является ядовитым газом бледно-желтого цвета с формулой F2. Как и другие галоиды, молекулярный фтор очень опасен и при контакте с кожей вызывает тяжелые химические ожоги.

Использование

Фтор и его соединения широко применяются, в т. ч. и для получения фармацевтических препаратов, агрохимикатов, горюче-смазочных материалов и текстиля. Плавиковая кислота используется для травления стекла, а плазма из фтора – для производства полупроводниковых и других материалов.

Низкие концентрации ионов F в зубной пасте и питьевой воде могут помочь предотвратить кариес зубов, в то время как более высокие концентрации входят в состав некоторых инсектицидов. Многие общие анестетики представляют собой производные фторуглеводородов.

Изотоп 18F является источником позитронов для получения медицинских изображений методом позитронно-эмиссионной томографии, а гексафторид урана используется для разделения изотопов урана и получения обогащенного урана для атомных электростанций.

История открытия

Минералы, содержащие соединения фтора, были известны за много лет до выделения этого химического элемента. Например, минерал плавиковый шпат (или флюорит), состоящий из фторида кальция, был описан в 1530 г. Георгием Агриколой.

Он заметил, что его можно использовать в качестве флюса — вещества, которое помогает снизить температуру плавления металла или руды и помогает очистить нужный металл.

Поэтому фтор название свое латинское название получил от слова fluere («течь»).

В 1670 году стеклодув Генрих Шванхард обнаружил, что стекло травится под действием фтористого кальция (плавикового шпата), обработанного кислотой.

В конце концов, стало понятно, что HF содержит ранее неизвестный элемент. Это вещество, однако, из-за его чрезмерной реактивности в течение многих лет выделить не удавалось.

Его не только трудно отделить от соединений, но оно тут же вступает в реакцию с другими их компонентами.

Выделение элементарного фтора из плавиковой кислоты чрезвычайно опасно, и ранние попытки ослепили и убили нескольких ученых. Эти люди стали известны как «мученики фтора».

Открытие и производство

Наконец, в 1886 году французскому химику Анри Муассану удалось выделить фтор путем электролиза смеси расплавленных фторидов калия и плавиковой кислоты. За это он был удостоен Нобелевской премии 1906 года в области химии. Его электролитический подход продолжает использоваться сегодня для промышленного получения данного химического элемента.

Первое масштабное производство фтора началось во время Второй мировой войны. Он требовался для одного из этапов создания атомной бомбы в рамках Манхэттенского проекта.

Фтор использовался для получения гексафторида урана (UF6), который, в свою очередь, применялся для отделения друг от друга двух изотопов 235U и 238U.

Сегодня газообразный UF6 необходим для получения обогащенного урана для ядерной энергетики.

Важнейшие свойства фтора

В периодической таблице элемент находится в верхней части 17 группы (бывшая группа 7А), которую называют галогенной. К другим галогенам относятся хлор, бром, йод и астат. Кроме того, F находится во втором периоде между кислородом и неоном.

Чистый фтор – это коррозионный газ (химическая формула F2) с характерным резким запахом, который обнаруживается в концентрации 20 нл на литр объема. Как наиболее реактивный и электроотрицательный из всех элементов, он легко образует соединения с большинством из них.

Фтор слишком реактивный, чтобы существовать в элементарной форме и имеет такое сродство с большинством материалов, включая кремний, что его нельзя готовить или хранить в стеклянных емкостях.

Фтор, взаимодействуя с водородом, взрывается даже при низкой температуре и в темноте. Он бурно реагирует с водой, образуя плавиковую кислоту и газообразный кислород.

Различные материалы, в том числе мелкодисперсные металлы и стекла, в струе газообразного фтора горят ярким пламенем. Кроме того, данный химический элемент образует соединения с благородными газами криптоном, ксеноном и радоном.

Однако непосредственно с азотом и кислородом он не реагирует.

Несмотря на крайнюю активность фтора, сегодня стали доступны методы его безопасной обработки и транспортировки. Элемент может храниться в емкостях из стали или монеля (богатого никелем сплава), так как на поверхности этих материалов образуются фториды, которые препятствуют дальнейшей реакции.

Фториды – это вещества, в которых фтор присутствует в виде отрицательно заряженного иона (F-) в сочетании с некоторыми положительно заряженными элементами. Соединения фтора с металлами являются одними из наиболее стабильных солей. При растворении в воде они делятся на ионы. Другими формами фтора являются комплексы, например, [FeF4]-, и H2F+.

Изотопы

Существует множество изотопов данного галогена, начиная от 14F и заканчивая 31F. Но изотопный состав фтора включает только один из них, 19F, который содержит 10 нейтронов, так как только он является стабильным. Радиоактивный изотоп 18F – ценный источник позитронов.

Биологическое воздействие

Фтор в организме в основном содержится в костях и зубах в виде ионов.

Фторирование питьевой воды в концентрации менее одной части на миллион значительно снижает частоту кариеса — так считают в Национальном исследовательском совете Национальной академии наук США.

С другой стороны, избыточное накопление фтора может привести к флюорозу, который проявляется в крапчатости зубов. Этот эффект обычно наблюдается в местностях, где содержание данного химического элемента в питьевой воде превышает концентрацию 10 промилле.

Элементарный фтор и фтористые соли токсичны и с ними следует обходиться с большой осторожностью. Контакта с кожей или глазами следует тщательно избегать. Реакция с кожным покровом производит фтористоводородную кислоту, которая быстро проникает через ткани и реагирует с кальцием в костях, повреждая их навсегда.

Фтор в окружающей среде

Ежегодная мировая добыча минерала флюорита составляет около 4 млн т, а общая мощность разведанных месторождений находится в пределах 120 млн т. Основными районами добычи этого минерала являются Мексика, Китай и Западная Европа.

В природе фтор встречается в земной коре, где его можно найти в горных породах, угле и глине. Фториды попадают в воздух при ветровой эрозии почв. Фтор является 13-м по распространенности химическим элементом в земной коре – его содержание равно 950 промилле.

В почвах его средняя концентрация – примерно 330 промилле. Фтороводород может выделяться в воздух в результате процессов горения в промышленности. Фториды, которые находятся в воздухе, в конечном итоге выпадают на землю или в воду.

Когда фтор образует связь с очень мелкими частицами, то может оставаться в воздухе в течение длительного периода времени.

В атмосфере 0,6 миллиардных долей данного химического элемента присутствуют в виде солевого тумана и органических соединений хлора. В городских условиях концентрация достигает 50 частей на миллиард.

Соединения

Фтор – это химический элемент, который образует широкий спектр органических и неорганических соединений. Химики могут заменить им атомы водорода, тем самым создавая множество новых веществ.

Высокореактивный галоген образует соединения с благородными газами. В 1962 году Нил Бартлетт синтезировал гексафторплатинат ксенона (XePtF6). Фториды криптона и радона также были получены.

Еще одним соединением является фторгидрид аргона, устойчивый лишь при экстремально низких температурах.

Промышленное применение

В атомарном и молекулярном состоянии фтор используется для плазменного травления в производстве полупроводников, плоских дисплеев и микроэлектромеханических систем. Плавиковая кислота применяется для травления стекла в лампах и других изделиях.

Наряду с некоторыми из его соединений, фтор – это важная составляющая производства фармацевтических препаратов, агрохимикатов, горюче-смазочных материалов и текстиля.

Позже такое применение хлорфторуглеродов было запрещено, поскольку они способствуют разрушению озонового слоя в верхних слоях атмосферы.

Гексафторид серы – чрезвычайно инертный, нетоксичный газ, относящийся к веществам, вызывающим парниковый эффект. Без фтора невозможно производство пластмасс с низким коэффициентом трения, таких как тефлон. Многие анестетики (например, севофлуран, десфлуран и изофлуран) являются производными фторуглеводородов. Гексафторалюминат натрия (криолит) применяется в электролизе алюминия.

Соединения фтора, в том числе NaF, используются в зубных пастах для предотвращения кариеса. Эти вещества добавляются в системы муниципального водоснабжения для фторирования воды, однако из-за воздействия на здоровье человека эта практика считается спорной. При более высоких концентрациях NaF используются в качестве инсектицида, особенно для борьбы с тараканами.

В прошлом фториды применялись для снижения температуры плавления металлов и руд и повышения их текучести. Фтор – это важный компонент производства гексафторида урана, который применяется для разделения его изотопов. 18F, радиоактивный изотоп с периодом полураспада 110 минут, излучает позитроны и часто используется в медицинской позитронно-эмиссионной томографии.

Физические свойства фтора

Базовые характеристики химического элемента следующие:

• Атомная масса 18,9984032 г/моль.
• Электронная конфигурация 1s22s22p5.
• Степень окисления -1.
• Плотность 1,7 г/л.
• Температура плавления 53,53 К.
• Температура кипения 85,03 К.
• Теплоемкость 31,34 Дж/(К·моль).

Фтор в организме человека

Фтор (F — от лат. Fluorum) — девятый по счету химический элемент в Периодической системе, относящийся к группе галогенов (вместе с хлором, бромом, йодом).

В переводе с древнегреческого название этого элемента означает «разрушение». «вред», «порча», «истреблять», «губить», «уничтожать». Вряд ли древние греки были знакомы с чистым фтором, да и название ему дали не они, а Андре Ампер в 1810 году. Но суть они уловили очень точно: фтор — самый сильный окислитель из всех существующих химических элементов.

Соединения фтора были известны людям давно. Например, минерал флюорит (плавиковый шпат — СаF2) был описан алхимиками еще в XV веке, а в 1771 году Карл Шееле впервые в лабораторных условиях получил плавиковую кислоту (фтороводород — HF). Свободный фтор был выделен только в 1886 году Анри Муассаном.

При нормальных условиях фтор представляет собой двухатомный газ (F2) желто-зеленого или светло-зеленого цвета, по запаху очень похожий на хлор и озон.

Чистый фтор настолько агрессивен, что соприкосновение с ним кожи человека всего в течение 2 секунд приводит к появлению ожога II степени, вода в атмосфере фтора горит синим пламенем, а платина сгорает как порох(!). При контакте фтора с водородом даже при температуре -252оС (близкой к абсолютному нулю), происходит мощный взрыв.

Многие химики, которые пытались получить фтор в лабораториях и не знали о его химических свойствах, погибли или остались инвалидами. Именно по этой причине он так назван.

К слову сказать, даже такое соединение фтора, как плавиковая кислота, растворяет стекло, поэтому ее хранят в посуде, на внутреннюю поверхность которой нанесен парафин.

Фтор довольно распространен с земной коре (650 г/т), но в силу чрезвычайной химической активности в чистом виде не встречается. Фтор может образовывать химические соединения со всеми элементами Периодической системы, за исключением инертных газов.

Основным источником промышленного фтора является уже упомянутый минерал флюорит, почти наполовину состоящий из фтора. Присутствует он также во фторапатите, криолите и т.д.

В небольших количествах фтор встречается в морской воде и в грунтовых водах, но этого количества оказывается вполне достаточно, чтобы удовлетворить потребности нашего организма, если, конечно, концентрация фтора в потребляемой воде не понижена.

В промышленности фтор применяется для изготовления материалов, устойчивых к высоким температурам и воздействию химически агрессивных сред. Так, всем известное покрытие для сковород и посуды — тефлон, в своем составе содержит фтор. Этот химический элемент используется также в производстве хладагентов для рефрижераторов, некоторых пластмасс (фторопластов).

У многих из нас дома имеется матовая стеклянная посуда. Так вот, эту матовость посуда приобретает после обработки фтороводородом (плавиковой кислотой).

Роль фтора в организме человека

Однако фтор опасен только в чистом виде или в виде некоторых простых соединений, и совершенно необходим для нормального функционирования человеческого организма и животных. Впрочем, такова «судьба» многих других химических элементов.

Фтор является важнейшей составляющей минерального обмена. В нашем организме он выполняет множество других функций.

Фтор совершенно необходим для крепости и твердости костной ткани, для формирования соединительных тканей, в особенности костей, для роста и поддержания в здоровом состоянии зубов, волос и ногтей, профилактики остеопороза. При переломах костей фтор является гарантом выздоровления.

Фтор участвует в процессе кроветворения, в том числе в образовании лейкоцитов, то есть необходим для поддержания иммунитета.

Известно, что без участия фтора человеческий организм не способен усваивать железо, а ведь дефицит железа приводит к развитию огромного количества заболеваний крови и сердечно-сосудистой системы. Нередко кариес и железодефицитная анемия развиваются вместе.

Фтор участвует в процессах выведения из организма радионуклидов и солей тяжелых металлов, подавляет жизнедеятельность кислотообразующих бактерий.

Источники фтора

Суточная потребность человека во фторе составляет 0,5-4 мг. Как уже отмечалось, в основном организм человека потребность во фторе удовлетворяет из питьевой воды, из которой 70% его усваивается организмом.

Всего с водой в организм человека поступает 60-80% фтора. Если фтора в питьевой воде недостаточно (менее 0,5 мг/л), то в водопроводную воду добавляют фторид натрия.

В то же время переизбыток фтора вреден (если его в питьевой воде более 1 мг/л), но об этом чуть позже.

Относительно много фтора содержится в чае (как в черном, так и в зеленом), а также в луке, чечевице, морской рыбе (морской сом, скумбрия, треска, сардины, лосось) и морепродуктах, грецких орехах.

В меньших количествах фтор также содержится в:

• овсе;
• рисе;
• гречихе;
• отрубях и муке грубого помола;
• мясе;
• молоке;
• яйцах;
• печени;
• картофеле;
• винограде;
• зеленых листовых овощах;
• грейпфрутах;
• яблоках.

В этих продуктах фтор присутствует преимущественно в форме труднорастворимых соединений, поэтому из пищи организму его усваивать нелегко.

Например, чтобы взрослому человеку удовлетворить суточную потребность организма во фторе, необходимо съесть 300 г грецких орехов, либо 700 г лосося, либо 3,5 кг хлеба из муки грубого помола.

Суточная доза фтора содержится только в 20 литрах коровьего молока.

Недостаток фтора

Симптомами недостатка фтора являются:

• кариес (в особенности у детей);
• остеопороз (слабость и хрупкость костей);
• выпадение волос;
• ломкость ногтей;
• железодефицитная анемия (без фтора организм плохо усваивает железо).

Избыток фтора

С точки зрения диетологии фтор — очень коварный элемент. Грань между его нехваткой и избытком очень тонка. Стоит немного превысить норму, как в организме наблюдается избыток фтора, что также серьезно отражается на здоровье человека.

Симптомами избытка фтора являются:

• замедление роста (у детей) и обмена веществ;
• деформация костей скелета, остеопороз;
• поражение зубной эмали (флюороз);
• слабость и дрожание в конечностях;
• рвота, диарея, боли в животе;
• слезотечение;
• потеря голоса;
• кожная сыпь, красные пятна на теле и лице;
• кровоточивость десен;
• кальциноз;
• брадикардия;
• нарушение жирового обмена;
• пневмония и отек легких.

Если организм человека получает слишком много фтора, может участиться дыхание, произойти снижение кровяного давления, появиться судороги, развиться почечная недостаточность.

При отравлении свободным фтором развивается конъюнктивит, раздражаются кожа и слизистые оболочки рта, пищевода, бронхов, развиваются бронхит и пневмония, поражается центральная нервная система вплоть до комы и летального исхода.

Предельно допустимой концентрацией фтора по российским стандартам считается 1,5 мг/л. В некоторых городах, например, в Москве, содержание фтора в питьевой воде повышенное.

Наиболее часто избыток фтора возникает у людей, проживающих в местности с высоким содержанием этого элемента в питьевой воде и продуктах питания.

Ситуацию усугубляет то обстоятельство, что многие люди не знают, сколько фтора они потребляют вместе с водой, поэтому под воздействием рекламы используют фторсодержащие зубные пасты.

Флюороз на этом фоне развивается медленно, несколько лет и даже десятилетий (до 10-20 лет при концентрации фтора в источнике водоснабжения свыше 4 мг/л), но последствия его не обратимы.

В результате разрушаются зубы, зубная эмаль становится «крапчатой», зубы крошатся даже не вызывая боли, нарушается обмен веществ, Помимо этого поражается печень, паращитовидная и щитовидная железы, нарушается тканевое дыхание. Особенно опасен переизбыток фтора для детей и подростков, у которых костная ткань еще только формируется.

Поэтому в некоторых странах зубную пасту, минеральные комплексы, напитки и жевательные резинки с повышенным содержанием фтора запретили к свободной продаже. Приобрести их можно лишь по рецепту врача, когда однозначно диагностирована нехватка фтора.

Если соединения фтора принимать вместе с витаминами А и D, то это может привести к развитию на костях наростов — кальцификатов.

Фтор считается сильнейшим нейротоксином, поскольку приводит к накоплению алюминия в головном мозгу. Это может привести к болезни Альцгеймера, некоторым другим нервным и психическим расстройствам.

Фтор — лекарство или яд?

Недавно бельгийские власти объявили запрет на продажу таблеток и жевательной резинки с фтором. Причиной запрета стали результаты независимого исследования, проведенного по заказу министерства здравоохранения Бельгии.

Оно показало, что растет число заболеваний остеопорозом и нервными расстройствами среди людей, принимающих повышенные дозировки фтора. Однако и после введения запрета фторсодержащие средства можно будет приобрести, но уже только по рецепту врача.

Таким образом Бельгия стала первой европейской страной, поставившей под сомнение чудодейственные свойства фтористых соединений.

Европейские врачи, особенно стоматологи, неоднозначно отреагировали на введение запрета: многие из них до сих пор убеждены в том, что фтор в умеренных количествах эффективно помогает в борьбе против кариеса. Так ли это?

Связь между патологией твердых тканей зуба и костной системы с препаратами фтора была известна давно. В 1931 г. была выявлена закономерность: чем меньше фтора содержится в источнике питьевой воды, тем в большей степени страдают зубы и кости людей, пользующихся этим источником, и наоборот, чем больше фтора поступает в организм с питьевой водой, тем меньше зубы поражены кариесом.

В 1940 году фториды были впервые добавлены в систему водоснабжения в одном из американских городов. Это мероприятие должно было предотвратить эпидемию кариеса, разыгравшуюся тогда в Северной Америке.

Ученые-медики отметили, что за пятнадцать лет потребления «целебной» воды частота заболеваний кариесом снизилась более чем в три раза.

Однако наряду с этим у части жителей были выявлены странные изменения зубной эмали: коричневые пятна на зубах, шероховатость, поражение костей скелета. Это явление получило название эндемического флюороза.

Всемирная организация здравоохранения предлагает оптимальную суточную дозу фтора для взрослого человека 1,5 — 4,0 мг/сут.

Для удовлетворения потребности во фторе взрослому человеку надо выпить 42 г черного чая, или съесть 300 г грецких орехов, 700 г лосося, 3,5 кг зернового хлеба, или выпить 20 л молока.

Наибольшее количество фтора содержат черный и особенно зеленый чай, грецкие орехи, морепродукты (скумбрия, треска, лосось, сардины, креветки), пресноводная рыба, зерновые культуры (рис, гречка, овес, кукуруза), лук, картофель, вино, говядина, курятина, цельное молоко, яйца, яблоки, грейпфруты.

По некоторым данным, из питьевой воды в организме человека усваивается от 60 до 70% фтора. В организме среднего человека массой тела 70 кг содержится 2,6 г фтора.

Фтор обеспечивает нормальный рост волос и ногтей, принимает активное участие в обмене кальция и фосфора, способствует выводу из организма солей тяжелых металлов и радионуклидов. Он присутствует в костной ткани человека и особенно в дентине и эмали зубов.

Но, несмотря на это, принимать фторсодержащие препараты нужно осторожно. Дозы свыше 10 мг фтора на 1 кг пищи приводят к стойкой деформации костей; свыше 5 мг на 1 кг пищи — изменяют цвет зубной эмали. А большие дозы фтора — до 2 г — вызывают серьезное отравление.

Дозы в 5–10 г смертельны. Флюороз поражает зубы, нарушает функции щитовидной и паращитовидной желез, нервной и костной систем, изменяет обмен веществ в организме.

Доказано, что высокое содержание фтора в воде является одной из причин возникновения онкологических заболеваний.

Дети особенно чувствительны ко всем веществам, а к фтору — особенно. В период формирования и минерализации костной системы и зубов (т. е. до 15–17 лет) фтор им особенно необходим.

Он ассимилируется в детском и подростковом организме и задерживается больше, чем у взрослых. Выделение фторидов с мочой на 10% меньше и составляет 50% от поступивших солей фтора.

Суточная потребность зависит от возраста, массы тела, от пола и энергозатрат.

Медики предлагают фторировать воду, молоко, соль и даже муку.

В рекламе настойчиво идет пропаганда противокариозных зубных паст, содержащих фториды. С 1982 г.

Да, эффект налицо, если применять ее в условиях большого дефицита фтора в питьевой воде.

 Но возникают вопросы: а нет ли побочных эффектов у этой, казалось бы, удачной системы? Не будет ли передозировки фтора от применения зубной пасты, уже содержащей фториды, и использования питьевой воды, отличающейся повышенным содержанием фторидов? И кто нас информирует о содержании фторидов в питьевой воде? Как без ущерба для здоровья применять фториды для профилактики кариеса?

Расчеты показывают, что дополнительным внесением фторидов в организм нельзя добиться искоренения кариеса. Максимально — до 40–50% — можно снизить лишь уровень заболеваемости. Во-первых, причина кариозного процесса кроется не только в нарушении минерального обмена.

Во-вторых, даже при существующей норме концентрации фторидов в питьевой воде у 20–40% населения определяется флюороз (некариозное поражение эмали). По результатам последних обследований, угрожающая ситуация по флюорозу складывается во многих городах Московской области (Видное, Подольск, Егорьевск, Одинцово, Красногорск).

Здесь при норме содержания фтора в питьевой воде у 25% населения выявлен флюороз. Неблагополучная ситуация по флюорозу наблюдается в Нижегородской, Пензенской, Тверской, Смоленской областях и других регионах Российской Федерации.

А если вспомнить, что в последнее время мы стали увлекаться минеральными и природными водами из региональных источников? Ведь содержание фтора в некоторых из них превышает норму допустимого в несколько раз. Достаточно сказать, что медики советуют пить такую воду только в количестве не более 0,25 л в сутки.

Представим, какой эффект можно ожидать жителям этих областей от применения фторсодержащих паст. Желание иметь ослепительную улыбку приведет к неприятностям: флюороз практически гарантирован.

И это еще не самые серьезные последствия избытка фтора. Ученые-стоматологи высказали предположение, что избыточный прием фторидов в течение многих лет может привести не только к флюорозу, но и к поражению костей.

При избытке фторидов мы наблюдаем токсическое, ядовитое их действие на эмаль зубов. Флюорос — необратимый деструктивный процесс. И проявляется он в возрасте 12–15 лет, т. е. в период минерализации зубов.

А это значит, что в это же время избыток фтора начинает активно действовать и на другие ткани: соединительную, фиброзную, эндокринные железы, связки, сосуды, волосы. Это может привести в итоге к серьезной патологии.

Так что, чем чистить, что жевать и пить, решать вам, а мы предупредили.

В организме взрослого человека содержится около 2,5-3 г фтора. Основные запасы содержатся в костной ткани и эмали зубов. Из организма фтор выводится в основном с мочой.

Усвоение фтора тормозит магний, также зависит от концентрации кальция. В свою очередь фтор улучшает усвоение железа и угнетает обмен йода.

В организме фтор выполняет следующие функции:

• вместе с кальцием и фосфором формирует и укрепляет костный скелет и зубную эмаль
• обеспечивает нормальный рост волос и ногтей
• участвует во многих важных биохимических реакциях
• стимулирует процессы кроветворения
• укрепляет иммунитет
• способствует выводу из организма солей тяжелых металлов и радионуклидов
• предупреждает развитие остеопороза
• подавляет активность кислотообразующих бактерий (это его свойство нашло применение в зубных пастах)
• является профилактикой кариеса и пародонтоза

Симптомы дефицита и передозировки фтора

К основным симптомам дефицита фтора относят:

• кариес
• выпадение волос
• остеопороз

В больших количествах (в среднем больше 20 мг) фтор проявляет свои токсические свойства, а при попадании в организм дозы более 2 г возможен летальный исход. К основным симптомам переизбытка фтора относят:

• слезотечение
• резкая слабость
• потеря голоса
• боли в животе
• рвота
• жидкий стул
• раздражение кожи
• хрупкость зубов
• флюороз эмали зубов
• кровоточивость десен
• кальциноз сухожилий и связок
• судороги
• остеопороз
• брадикардия
• нарушение жирового и углеводного обмена
• пневмония
• деформация скелета
• снижение артериального давления
• поражение почек
• отёк лёгких
• поражение центральной нервной системы

Физиологическая потребность во Фторе, мг в сутки:

Фтор нужен для организма человека? Свойства, вред и польза

Фтор нужен для организма человека? Свойства, вред и польза. Среди разнообразных веществ, входящих в человеческий организм, немаловажное место занимают микроэлементы, именуемые также минералами.

Хотя их содержание в теле невелико(0,04–0,07 %), роль их огромна, а недостаток любого из них пагубно сказывается на работе систем и органов. В данной статье будет рассказано о микроэлементе фторе, относящемся к группе незаменимых минералов, то есть таких которые мы обязательно должны получать из внешней среды.

Так почему же фтор нужен для организма человека? О его свойствах, вреде и пользе для здоровья, а также о различных областях применения фтора пойдёт речь.

Фтор в оптимальной природной форме и дозировке содержится в продуктах пчеловодства — таких как цветочная пыльца, маточное молочко и трутневый расплод, которые входят в состав многих натуральных витаминно-минеральных комплексов компании «Парафарм»: «Леветон П», «Элтон П», «Леветон Форте», «Элтон Форте», «Апитонус П», «Остеомед», «Остео-Вит», «Остеомед Форте», «Эромакс», «Мемо-Вит» и «Кардиотон». Именно поэтому мы уделяем столько внимания каждому природному веществу, рассказывая о его важности и пользе для здоровья организма.

Фтор: История открытия 

В силу своей высокой химической активности фтор отсутствует в природе в чистом виде, однако учёные задолго до его выделения пытались описать его.

Таким образом, история открытия фтора растянулась на несколько столетий. Уже на грани XV–XVI веков при выплавке металлов и стекла использовался минерал CaF2– флюорит(лат.

fluereозначает«течь»), или плавиковый шпат, в России его именовали также спалтом или спатом.

В XVII веке в стекольном производстве для получения узоров на посуде стала применяться плавиковая кислота в смеси со шпатом, природу которой пытались установить К. Шееле и Лавуазье.

Последний и предположил в её составе наличие неизвестного науке химического элемента, который он назвал флюором(fluorum). Таким термином фтор и по сей день обозначается в европейских языках. А название «фтор» (от греч.

«гибель, разрушение») принадлежит Амперу, который в 1810 г. сумел максимально точно предсказать свойства неведомого элементарного вещества. Над выделением чистого фтора в течение XIX века упорно бились многие химики.

Около десятка из них даже погибли или получили серьёзное отравление в ходе экспериментов (Г. Дэви, братья Ноксы, Тенар и Гей-Люссак и др.), что словно бы подтверждает меткость смертоносного названия «фтор».

Наконец в 1886 году элементарный хлор в газообразной форме удалось получить французскому учёному Анри Муассану с помощью электролиза фторводорода, с применением сверхдорогого прибора из платины и иридия, так как выделенный газ был крайне агрессивен. Позже он опробовал аппарат для электролиза из меди, с которой фтор хоть и реагировал, но с образованием плёнки, не позволяющей этой реакции продолжаться.

Физические и химические
свойства фтора

Познакомившись с физическими и химическими свойствами фтора, можно удивиться тому, что это очень ядовитое вещество, даже в названии которого притаилось «разрушение» (др.-греч. φθόρος ), является незаменимым в организме человека.

Элемент фтор (лат. fluorum, F) располагается под 9-м атомным номером в 17-й группе периодической таблицы химических элементов Менделеева, где также находятся другие галогены: бром, хлор, йод и астат.

Все они неметаллы и активные окислители, не представленные в природе самостоятельно, а только в составе соединений, и фтор из них наиболее лёгкий галоген, отличающийся самой высокой реакционноспособностью.

Закипает при очень низкой температуре – -188,12 °C, а плавится при -219,70 °C. Крайне высокая химическая активность заставляет фтор вступать в реакции практически со всеми веществами и элементами, часто с горением и взрывами.

В природе больше всего фтора содержится в почве преимущественно в составе уже вышеназванного флюорита, в водах океана и в меньшей степени в речной воде. Некоторые растения вбирают и связывают фтор, в частности лук и чечевица.

Физические и химические свойства фтора обуславливают разностороннее использование этого элемента в фармакологии, химической промышленности для получения различных соединений, в том числе агрохимикатов, в изготовлении ряда материалов (тефлона, фторпластов и фторкаучуков). Как охлаждающее вещество он применяется в производстве холодильных камер – входит в состав фреона. Применим он также в ядерной и металлургической промышленности. Создание атомной бомбы не обошлось без 9-го элемента периодической таблицы.

Почему фтор нужен
для организма человека?

А теперь ответим на центральный вопрос статьи: почему, для чего фтор нужен для организма человека? Больше всего этого микроэлемента содержится в наших зубах (0,02 %), костях (0,2–1,2 %), щитовидной железе и коже. В меньшей мере обнаруживается он практически во всех биологических субстанциях. В среднем – около 2,6 грамма во всём теле.

Пожалуй, все наслышаны о пользе фторсодержащих зубных паст. Оспаривать данный факт не приходится, ведь фтор (в малых количествах, конечно) необходим для формирования и поддержания, укрепления покрывающей зубную ткань эмали и самого дентина. Он, вступая в соединение с кальцием и фосфором,предотвращает развитие кариеса, появление микротрещин.

Однако в местностях, где питьевая вода в должной мере обогащена данным микроэлементом, не стоит постоянно пользоваться фторированными пастами, так как это может вызвать флюороз – перенасыщенность тканей фтором, что выражается обычно в пятнистости, потемнении эмали, а что ещё хуже –  в нарушениях структуры и деформациях костей.

Присутствие фторида в пище будущей мамы способствует рождению ребёнка, менее подверженного кариесу.

Кости также будут более прочными при достатке этого минерала. Фтор нужен для нормального роста скелета, он ускоряет восстановление в случае переломов. Для пожилых людей фтор ценен как средство предупреждения остеопороза.

Воздействие фтора на щитовидную железу заключается в угнетении её активности, что давно взято на вооружение врачами при лечении ряда эндокринных отклонений, таких как гипертиреоз (базедова болезнь).

Отмечено положительное влияние оптимального содержания фтора в организме на иммунную систему и функции кроветворения, на регенерацию при ранах и ожогах, а также на усвоение железа.

Выявлено радиопротекторное (защищающее от радиации) действие фтора: он препятствует отложению радионуклида стронция в костных тканях и защищает от облучения стронцием, способствует выведению солей тяжёлых металлов.

Как видим, участвуя в минеральном обмене, фтор оказывает разностороннее действие на организм человека.

Фтор в медицине

Применение фтора в медицине обусловлено его свойствами и ролью в физиологических процессах человека.

Широко распространено назначение фторсодержащих препаратов и биодобавок для улучшения состояния зубов и костей, для профилактики остеопороза («Витафтор», «Натрия фторид», «Флудент» и др.).

Для фторирования молочных и постоянных зубов (насыщения эмали и дентина соединениями фтора) активно используются всевозможные спреи, мази, гели и лаки («Витофтор», «Сенсигель», «Фторлак» и др.). Глубокое фторирование проводится только стоматологом с использованием специальной техники.

Фтор в сочетании с йодом тормозит излишнее продуцирование тиреоидных гормонов и нормализует секреторную деятельность щитовидки при базедовой болезни (гипертиреозе).

При лечении онкологических заболеваний используются фторсодержащие медикаменты. Например,противоопухолевый препарат «Фторурацил»применяется с середины ХХ века по сей день.

Многие лекарства, предназначенные для терапии нервно-психических болезней (шизофрении, эпилепсии и др.), включают атомы фтора: миорелаксанты, нейролептики, транквилизаторы и снотворные.

Входит фтор и в состав ряда глюкокортикоидов, назначаемых при дерматологических заболеваниях: в «Бетаметазон», «Дексаметазон», «Флупреднизолон» и др.

Современная фармакология находится в плотной связке с химией фтора, и сегодня атомы этого микроэлемента включаются в разрабатываемые лекарственные средства от самых разных недугов.

Как выражается
дефицит фтора в организме?

Причинами дефицита фтора в организме могут быть нарушения метаболизма, не позволяющие усваиваться ему в нужных количествах, и недостаточное поступление его извне. Во втором случае, как правило, речь идёт о бедной фтором питьевой воде (менее 0,7 мг/л).

Характерные симптомы нехватки фтора – это поражение зубов кариесом, их хрупкость, а также развитие остеопороза. Ногти и волосы также становятся ломкими, плохо растут. Вследствие уменьшения содержания в организме железа, которое плохо усваивается без фтора, может возникнуть анемия.

Чем опасен переизбыток
фтора в организме?
Отравление фтором

Переизбыток фтора в организме может оказаться для человеческого организма гораздо большим злом, нежели его недостаток. Только 20 мг этого минерала вызывают серьёзное отравление фтором, а 2 грамма смертельны.

Острое отравление газообразным фтором вызывает поражение глаз (ожоги, конъюнктивиты, экземы век) и органов дыхания (изъязвление слизистых оболочек, потерю голоса, кровотечения из носа, бронхит, пневмонию), а также резкое нарушение кровообращения.

При отравлении через желудочно-кишечный тракт (например ядом для мышей) начинаются судороги, резкое понижение давления, тошнота, кровавые рвота и понос, велика вероятность впадения в кому.

Хроническое отравление фтором (фторизм) также несёт серьёзную угрозу для здоровья, тем более что его диагностика затруднена.

Причиной может быть чрезмерно фторированная вода (больше 4 мг/л), не утилизованные по правилам промышленные отходы, отравляющие внешнюю среду, несоблюдение техники безопасности на производстве суперфосфатов, отравление почв и растений агрохимикатами и др.

Сначала зубы и дёсны становятся крайне чувствительными, затем наблюдается стирание зубов, поражение их кариесом, пародонтозы, кровотечения из носа.

Поражаются бронхи, лёгкие, сердце, ЖКТ, печень, система кровообращения и сосуды… В общем, патологические изменения нарастают, как снежный ком, и затрагивают весь организм, что может при продолжении интоксикации и отсутствии лечения привести к инвалидности и преждевременной смерти.

Суточная норма фтора

Чтобы избежать негативных последствий дефицита и переизбытка фтора, надо придерживаться рекомендаций специалистов относительно полезных для здоровья доз этого вещества. Потребность человеческого организма в 9-м элементе периодической таблицы покрывает суточная норма фтора, установленная медиками в соответствии с возрастом:

• младенцы должны получать 0,01–0,5 мг/сутки фтора в день (эта доза увеличивается от меньшего к большему числу от рождения до года); малыши получают фтор с водой, материнским молоком, детским питанием;
• от года до 3 лет – 0,7мг /сутки;
• к 13 годам норма увеличивается до 2 мг/сутки;
• молодые люди 14–18 лет и женщины после 14 лет – 3 мг/сутки;
• взрослые мужчины – 4 мг/сутки.

Фтор:   в продуктах питания

Основным источником фтора для нас служит питьевая вода, которая подлежит проверке на содержание в ней фтора, и в случае его недостатка (менее 5 мг на литр), её специально обогащают фторидом натрия.

Полезно будет знать о содержании фтора в продуктах питания, чтобы при необходимости восполнить его недостаток.

Богаты им морепродукты (рыба и водоросли), чай (как чёрный, так и зелёный), мясо (особенно телятина и баранина), печень, яйца и молоко, чечевичная, овсяная, рисовая, гречневая крупы, отруби, грецкий орех, лук, яблоки, грейпфрут.

Дела на работе, домашние заботы, соцсети – все это нещадно пожирает наше свободное время. Даже поход в фитнес-зал после 30 лет дается непросто. При этом банальная зарядка с гантелями уже вас не устраивает и хочется чего-то большего. Какие главные причины заниматься спортом? Где взять мотивацию записаться в секцию плавания, боевых искусств или просто поиграть в…

Читать далее

Спортсмены-вегетарианцы сегодня мало кого удивляют. Многие звезды спорта осознанно выбирают такой путь и остаются только в выигрыше.

Куда более удивителен тот факт, что подобная практика существовала задолго до того, как вегетарианство стало мейнстримом.

Читать далее

Всего одна-две таблетки – и на весах килограммов на три меньше! Мочегонные средства для похудения творят поистине чудеса, да и стоят недорого. И спортсмены их принимают, когда входят в весовую категорию. Только перенимая в обычную жизнь методы из спорта, мы не думаем, что там на алтарь победы кладется здоровье. Мы-то хотим быть красивыми и стройными,…

Читать далее

Неправильная работа нашего «мотора» может указывать на такую болезнь как мерцательная аритмия сердца.

Обычно патология характеризуется нарушением ритма, чувством замирания в области груди и частым сердцебиением.

Осложнения аритмии чреваты образованием тромбов, а это значит, что запущенная болезнь, если её не лечить, может перерасти в инфаркт или инсульт. Как предупредить сердечный недуг? Что делать, если заболевание…

Читать далее