플루오르파타이트

Fluorapatite
플루오르파타이트
Fluorapatite-Muscovite-tuc8-098a.jpg
일반
카테고리인산염광물
아파타이트군
공식
(기존 단위)		Ca5(PO4)3F
스트룬츠 분류8.BN.05
크리스털 시스템육각형
크리스털 클래스디피라미달(6/m)
H-M 기호: (6/m)
스페이스 그룹P63/m
식별
색해녹색, 보라색, 보라색, 파란색, 분홍색, 노란색, 갈색, 흰색, 무색 등은 구역별로 구분할 수 있다.
수정습관매시브 투 프리즘 결정체
트윈닝접촉쌍둥이 희귀
클라바주불분명함
골절부스러기 투 콘코이드
모스 눈금 경도5
루스터유리성, 수지성, 칙칙함
스트릭흰색
발데인성투명에서 불투명까지
비중3.1~3.2
광학 특성일색(-)
굴절률nΩ = 1.631 - 1.125 n³ = 1.633 - 1.646
바이레프링스δ = 0.002
자외선 형광.형광과 인광.
참조[1][2][3]

플루오르아파타이트는 종종 플루오로아파타이트의 대체 철자를 사용하는 인산염 광물로, Ca5(PO4)3F(calcium fluorophosphate)라는 공식을 가지고 있다. 불화석(Fluorapatite)은 단단한 결정체 고체다. 샘플은 다양한 색상(녹색, 갈색, 파란색, 노란색, 보라색 또는 무색)을 가질 수 있지만 전환 금속이 부족한 물질에 대해서는 예상대로 순수 미네랄은 무색이다. 히드록시라파타이트와 함께 치아 에나멜의 성분이 될 수 있지만, 산업용에서는 두 미네랄을 모두 인산염 암석의 형태로 채굴한다. 인산염 암석의 일반적인 미네랄 구성은 주로 불소산염이지만 다른 미네랄 성분이 상당량 함유된 경우가 많다.[4]

불소는 육각 결정체에서 결정된다. 하이드록시라파타이트(Ca5(PO4))3와 고체 용액으로 결합되는 경우가 많다.생물학적 행렬의 OH 또는 Ca10(PO4)(6OH)2 클로로파타이트(Ca5(PO4)3Cl)는 또 다른 관련 구조물이다.[4] 산업적으로, 광물은 인산과 불산 둘 다의 중요한 공급원이다.

광물로서의 플루오르파타이트는 가장 흔한 인산염 광물이다. 그것은 화성암과 칼슘이 풍부한 변성암에서 부속 광물로 광범위하게 발생한다. 그것은 퇴적암에서 일반적으로 퇴적암 또는 비과학적 광물로 발생하며 인광석 광석 퇴적물의 필수적인 성분이다. 그것은 후기 토양에서 잔류 광물로 발생한다.[1]

불화산염은 상어와 다른 물고기의 이빨에서 다양한 농도로 발견된다. 불소 이온에 노출된 사람의 치아에도 존재하는데, 예를 들어, 불소 이온화 물이나 불소가 함유된 치약을 사용한다. 불소산염의 존재는 충치나 충치 예방에 도움이 된다.[5] 플루오로아파타이트는 임계 pH가 4.5이므로 치아 구조가 추가 캐리 공격에 더 강한 내성을 갖도록 한다. 그것은 또한 가벼운 박테리아 성질을 가지고 있는데, 이것은 치과 카리에 관련된 주요 박테리아인 스트렙토코쿠스 돌연변이의 확산을 줄이는데 도움을 준다.[6]

합성

탄산염 지상 질량의 플루오르파타이트 알갱이. Siilinjérvi apatite 광석에서 나온 얇은 부분의 광전자그래프.
플루오르파타이트 상게랄도 두 바이시오, 도스 계곡, 미나스 제라이스, 브라질.

플루오르파타이트는 3단계 공정에서 합성할 수 있다. 첫째, 인산칼슘은 중성 pH에서 칼슘과 인산염의 결합으로 생성된다. 그런 다음 이 물질은 플루오르화 소스(흔히 모노플루오로인산나트륨 또는 플루오르화칼슘(CaF2))과 더욱 반응하여 미네랄을 제공한다. 이 반응은 전지구 인 순환에 필수적이다.[7]

3 Ca2+
 + 2 PO3−
4 → Ca
3(PO
4)
2
3Ca
3(PO
4)
2 + CaF
2 → 2Ca
5(PO
4)
3F

적용들

아파타이트에서 자연적으로 발생하는 불순물로 불소화물은 아파타이트가 황산에 의해 소화되기 때문에 인산 생산 과정에서 부산물로 불소화수소를 생성한다. 불소화수소 부산물은 현재 불소의 산업 공급원 중 하나가 되었으며, 불소는 다시 일련의 중요한 산업 및 의약품 불소 화합물의 합성을 위한 시약으로 사용된다.

망간-II와 안티몬-V를 도핑한 합성 플루오르파타이트가 할로인스포머로 불리는 2세대 형광관 인광체의 기초를 형성했다. 253.7nm 수은 공명 방사선으로 조사했을 때 허용 가능한 백색 범위 내에서 나타나는 광범위한 방출로 형광 처리되었다. 안티몬-V는 1차 활성제로 작용하여 넓은 청색 방출량을 발생시켰다. 망간-II를 추가하면 안티몬 피크 희생으로 방출 스펙트럼의 적색 끝에 두 번째 넓은 피크가 나타나며, 비복사 프로세스에 의해 안티몬에서 망간으로 방출 에너지가 전달되고 방출된 빛이 덜 파랗고 더 분홍색으로 보이게 된다. 일부 불소 이온을 격자 내 염화 이온으로 교체하면 방출 대역이 스펙트럼의 더 긴 파장 적색 끝으로 대체하게 된다. 이러한 변경으로 따뜻한 백색, 백색 및 일광 튜브용 인광(각각 2900, 4100 및 6500K의 보정된 색 온도)을 만들 수 있었다. 망간과 안티몬 활성제의 양은 0.05 - 0.5 몰 퍼센트 사이에서 다양하다. 할로인스포터를 만드는 데 사용된 반응은 다음과 같다. 안티몬과 망간은 제품이 형광색인 경우 정확한 미량만큼 통합되어야 한다.

6 CaHPO
4 + (3+x) CaCO
3 + (1-x) CaF
2 + (2x) NHCl
4 → 2 Ca
5(PO
4)(
3FCl
1-x
x) + (3+x)CO
2 + (3+x)HO
2+ (2x)NH
3

때때로 칼슘의 일부는 스트론튬으로 대체되어 배출량이 가장 적었다. 특수 용도 또는 컬러 튜브의 경우 할로인스포터는 소량의 다른 인광체와 혼합되었으며, 특히 식품 시장 또는 아트 스튜디오 조명에 사용할 수 있도록 컬러 렌더링 지수가 높은 De-Luxe 튜브에서 더욱 그러했다.

1942년 할로인산체가 개발되기 전에는 형광등에서 1세대 윌레미트 래티스, 망간-II 활성 아연 정형화합물, 아연 베릴륨 정형화합물 인광체가 사용되었다. 베릴륨 화합물의 호흡기 독성 때문에 이러한 초기 인광체의 진부화는 건강에 유리했다.

1990년경 3세대 삼인산 이후 희토류 이온으로 활성화되고 수용 가능한 흰자를 생산하기 위해 비율로 혼합된 세 개의 분리된 적색, 청색, 녹색 인산염은 주로 할로인산을 대체했다.[8]

플루오르파타이트는 인의 생산을 위한 전조로 사용될 수 있다. 석영:

4 Ca
5(PO
4)
3F + 21 SiO
2 + 30 C → 20 CaSiO
3 + 30 CO + SiF
4 + 6
2 P

냉각 시 백색 인(P4)이 생성된다.

2
2
4 P → P

불화석도 원석으로 쓰인다.[9]

참조

  1. ^ a b "Fluorapatite" 웨이백 머신에 2012-02-08 보관. 광물학 안내서.
  2. ^ Apatite-(CaF) 광물 데이터는 웨이백머신에 2016-10-30 보관. webmineral.com
  3. ^ "Fluorapatite". mindat.org. Archived from the original on 2018-03-08. Retrieved 2013-11-17.
  4. ^ a b Klein, Cornelis; Hurlbut, Cornelius Searle; Dana, James Dwight (1999), Manual of Mineralogy (21 ed.), Wiley, ISBN 0-471-31266-5
  5. ^ "How does fluoride protect my teeth and make them strong?". UCSB Science Line. Regents of the University of California. Archived from the original on 27 October 2017. Retrieved 3 June 2016.
  6. ^ 트루쉬코프스키, 리처드 "캐리 진단 과학" 웨이백 머신에 2016-07-01 보관 치과 IQ.
  7. ^ Holleman, A.F.; Wiberg, E. "In 유기화학" 학술언론: 샌디에이고, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
  8. ^ Henderson and Marsden, Lamps and Lighting, Edward Arnold Press, 1972, ISBN 0-7131-3267-1
  9. ^ 월터 슈만, 페이지 18, 23, 29, 34, 56, 83