Struktura, upotreba i svojstva natrijevog karbonata (Na2CO3)



natrijev karbonat (Na2CO3) To je anorganska sol natrija, alkalnog metala i ugljične kiseline. Također je poznat u svijetu kao soda ash. Jezera i vulkanske aktivnosti obogatile su tlo natrijem, od kojeg su se hranile biljke; zatim, nakon požara, te su biljke raspršile karbonatni pepeo.

Kako nastaje ova sol metalnog natrija? Čisti natrij ima konfiguraciju valencije [Ne] 3s1. Elektron orbite 3s1 lako se oslobađa drugim elementima prirode (kao što su sumpor, kisik, klor, fluor, itd.), tvoreći mineralne spojeve u kojima sudjeluje stabilni ion+.

Na+ u tim krutim tvarima su praćene drugim ionskim vrstama; Od toga je natrijev karbonat samo još jedan prisutan u prirodi. Od tada je imao koristi u svim civilizacijama tijekom stoljeća. Te su civilizacije u tom sivom bijelom prahu nalazile korisne osobine za njihove domove i ljude.

Ta svojstva obilježavaju njihovu uporabu, koja danas održava tradicionalne aspekte prošlosti, a druge su prilagođene trenutnim potrebama.

Natrijev karbonat je u izobilju u prirodi, a možda i na drugim područjima izvan planete Zemlje, kao što su neki od mjeseci Sunčevog sustava..

indeks

  • 1 Formula
  • 2 Struktura
  • 3 Upotreba
  • 4 Kako se to radi??
  • 5 Svojstva
  • 6 Reference

formula

Kemijska formula natrijevog karbonata je Na2CO3. Kako se to tumači? To znači da u kristalnoj krutini za svaki CO ion32- postoje dva Na iona+.

struktura

U gornjoj slici prikazana je struktura Na2CO3 anhidrid (također nazvan kalcinirana soda). Ljubičaste kuglice odgovaraju Na jonima+, dok su crni i crveni do CO iona32-.

Karbonatni ioni imaju ravnu trigonalnu strukturu, s atomima kisika u njihovim vrhovima.

Slika daje panoramu viđenu s više razine. Na ioni+ okruženi su sa šest atoma kisika koji dolaze iz CO iona32-. To jest, u Na2CO3 Anhidrid Sodium zadovoljava oktaedarnu koordinacijsku geometriju (u sredini je oktaedra).

Međutim, ova struktura je također sposobna zadržati molekule vode, interagirajući vodikovim vezama s vrhovima trokuta.

Zapravo, Na hidrati2CO3  (Na2CO3· 10H2O, Na2CO3· 7H2O, Na2CO3· H2Ili, i drugi) su bogatiji od bezvodne soli.

Termonatrit (Na2CO3· H2O), natron (Na2CO3· 10H2O) i visoka stolica (Na3(HCO3) (CO3) · 2H2Ili su glavni prirodni izvori natrijevog karbonata, osobito mineralnog trona, prikazanog na prvoj slici.

aplikacije

Natrijev karbonat ispunjava brojne funkcije u ljudima, kućama i industriji, među tim funkcijama su sljedeće:

- Natrij karbonat se koristi u mnogim proizvodima za čišćenje. Razlog za to je sposobnost dezinfekcije, sposobnost otapanja masti i svojstvo omekšavanja vode. Dio je deterdženata koji se koriste u praonicama, automatskim perilicama posuđa, sredstvima za čišćenje stakla, sredstvima za uklanjanje mrlja, izbjeljivačima itd..

- Karbonatno dezinfekcijsko sredstvo može se koristiti na tvrdim, nehrapavim površinama, kao što su podovi, zidovi, porculan i kade, s izuzetkom stakloplastike i aluminij koji se može ogrebati.

- Upotrebljava se u nekim namirnicama kako bi se spriječilo stvrdnjavanje koje se može pojaviti u njima.

- Prisutan je u raznim proizvodima za osobnu njegu, kao što su mjehurići, zubne paste i sapuni.

- Koristi se u industriji stakla zbog svoje sposobnosti razgradnje silikata.

- Koristi se u održavanju bazena, gdje ispunjava funkciju dezinfekcije i regulacije pH.

- Kod ljudi se terapeutski koristi u liječenju kiselosti i dermatitisa.

- U veterinarskoj medicini koristi se u liječenju lišajeva i čišćenja kože.

Kako se to radi??

Natrijev karbonat može se proizvesti upotrebom rasola iz mora i vapnenca (CaCO3) u Solvay procesu. Na gornjoj slici prikazan je dijagram procesa koji ukazuje na puteve proizvodnje, kao i na reagense, posrednike i proizvode. Reagensi su pisani zelenim slovima, a proizvodi s crvenim slovima.

Praćenje ovih reakcija može biti malo zamršeno, ali globalna jednadžba koja pokazuje samo reaktante i proizvode je:

2NaCl (aq) + CaCO3(S) <=> na2CO3(s) + CaCl2(Aq)

CaCO3 Ima vrlo stabilnu kristalnu strukturu, tako da stalno zahtijeva mnogo energije da se razgradi u CO2. Osim toga, ovaj proces generira velike količine CaCl2 (kalcijev klorid) i druge nečistoće, čija ispuštanja utječu na kvalitetu vode i okoliš.

Postoje i drugi postupci proizvodnje natrijevog karbonata u industrijskim uvjetima, kao što su Hou i Leblanc.

Danas je održivo dobiti iz svojih prirodnih minerala, budući da je trona najrasprostranjenija.

S druge strane, najtradicionalnija metoda bila je uzgoj i spaljivanje biljaka i algi bogatih natrijem. Zatim je pepeo ispran vodom i podvrgnut zagrijavanju dok nije dobiven produkt. Odavde je nastao slavni pepeo sode.

nekretnine

Na2CO3 je higroskopna bijela krutina, bez mirisa, molekulske mase 106 g / mol i gustoće 2,54 g / ml na 25 ° C.

Njegova se svojstva mijenjaju jer uključuju molekulu vode u kristalnu strukturu. Kako voda može formirati vodikove mostove, a ioni "otvoreni prostor" između njih, volumen kristala se povećava i gustoća hidrata se smanjuje. Na primjer, za Na2CO3· 10H2Ili, njegova gustoća je 1,46 g / ml.

Na2CO3 tali se na 851 ° C, raspadajući prema sljedećoj jednadžbi:

na2CO3(s) => Na2O (s) + CO2(G)

Opet, unatoč činjenici da CO ioni32- i Na+ Razlikuju se u veličinama, njihove elektrostatske interakcije su vrlo učinkovite i održavaju stabilnu kristalnu mrežu.

Molekule vode "ometaju" ove interakcije i, kao rezultat, hidrati su osjetljiviji na razgradnju od anhidrida.

To je bazična sol; to jest, otopljen u vodi stvara otopinu s pH većom od 7. To je zbog hidrolize CO32-, čija reakcija otpušta OH- u sredini:

CO32-(ac) + H2O (l) <=> HCO3-(ac) + OH-(Aq)

Vrlo je topljiv u vodi i polarnim otapalima kao što su glicerol, glicerin, aceton, acetati i tekući amonijak..

reference

  1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija U Elementi skupine 1. (Četvrto izdanje, str. 265). Mc Graw Hill.
  2. scifun.org. (2018.). Natrijev vodik karbonat i natrijev karbonat. Preuzeto 8. travnja 2018. s: scifun.org
  3. Wikipedia. (2018.). Natrijev karbonat. Preuzeto 8. travnja 2018. s adrese: en.wikipedia.org
  4. Pubchem. (2018.). Natrijev karbonat. Preuzeto 8. travnja 2018., iz: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  5. Ciner Resources Corporation. (2018.). Soda Ash Preuzeto 8. travnja 2018., s adrese: ciner.us.com
  6. Qniemiec. (7. svibnja 2010.) Solvay proces. [Slika]. Preuzeto s: Wikimedia.org
  7. Peltier K. (3. srpnja 2018.). Sve što trebate znati o natrij karbonit. Preuzeto 8. travnja 2018. s adrese: thespruce.com
  8. Neto industrije. (2018.). Natrijev karbonat - upotreba natrijevog karbonata. Preuzeto 8. travnja 2018., s adrese: science.jrank.org