Natriumcarbonat (Na2CO3) Struktur, anvendelser og egenskaber

den natriumcarbonat (Na₂CO₃₎ Det er et uorganisk salt af natrium, alkalimetal og kulsyre. Det er også kendt verden over som soda. Søerne og de vulkanske aktiviteter berigede jordbunden med natrium, hvorfra planterne blev næret; Derefter spredte disse planter efter karet karbonatasken.

Hvordan opstår dette salt af metallisk natrium? Ren natrium har en valenskonfiguration [Ne] 3s¹. Elektronen i 3'ers kredsløb¹ det er let frigivet af andre naturelementer (såsom svovl, ilt, chlor, fluor, etc.), der danner mineralforbindelser, hvori den stabile ion Na deltager⁺.

Na⁺ det ledsages af andre ioniske arter i disse faste stoffer; Af disse er natriumcarbonat kun en til stede i naturen. Siden da har den haft brug i alle civilisationer gennem tiderne. Disse civilisationer fandt i det gråagtige hvide støv gavnlige egenskaber til deres hjem og deres folk.

Disse egenskaber markerede deres anvendelser, som i dag opretholder traditionelle aspekter af fortiden, og andre er tilpasset de nuværende behov.

Natriumcarbonat er meget rigeligt i naturen, og måske også i andre områder uden for Jorden, som nogle af månernes solsystemer.

indeks

• 1 formel
• 2 struktur
• 3 anvendelser
• 4 Hvordan er det gjort??
• 5 Egenskaber
• 6 referencer

formel

Den kemiske formel af natriumcarbonat er Na₂CO₃. Hvordan fortolkes det? Det betyder, at i det krystallinske faste stof for hver CO-ion₃^2- der er to naioner⁺.

struktur

I det øverste billede er strukturen af ​​Na repræsenteret₂CO₃ anhydrid (også kaldet calcined soda). De lilla kugler svarer til Na ioner⁺, mens sort og rød til CO ioner₃^2-.

Carbonationer har en flad trigonal struktur, med iltatomer i deres hjørner.

Billedet giver et panorama set fra et højere plan. Na ioner⁺ de er omgivet af seks oxygenatomer, der kommer fra CO-ionerne₃^2-. Det er i Na₂CO₃ Anhydrid Natrium opfylder en oktaedrisk koordinationsgeometri (den er indkapslet i midten af ​​en oktaedron).

Denne struktur er imidlertid også i stand til at rumme vandmolekyler, der interagerer med hydrogenbindinger med trekanterne af trekanterne.

Faktisk hydrerer Na₂CO₃  (Na₂CO₃· 10H₂O, Na₂CO₃· 7H₂O, Na₂CO₃· H₂Eller, og andre) er mere rigelige end vandfri salt.

Termonatriten (Na₂CO₃· H₂O), natronen (Na₂CO₃· 10H₂O) og højstolen (Na₃(HCO₃) (CO₃) · 2H₂Eller de er de vigtigste naturlige kilder til natriumcarbonat, især den mineralske trona, der er repræsenteret i det første billede.

applikationer

Natriumcarbonat opfylder mange funktioner i mennesker, hjem og industri, blandt disse funktioner er følgende:

- Natriumcarbonat anvendes i mange rengøringsmidler. Dette skyldes dets desinfektionsevne, dets evne til at opløse fedtstoffer og dets egenskab af blødgørende vand. Det er en del af vaskemidler, der anvendes i vaskerier, automatiske opvaskemaskiner, glasrensere, pletfjernere, blegemidler osv..

- Karbonat desinfektionsmiddel kan anvendes på hårde, ikke-ru overflader, såsom gulve, vægge, porcelæn og badekar, med undtagelse af glasfiber og aluminium, der kan blive ridset af det.

- Det bruges i nogle fødevarer for at forhindre caking, der kan forekomme i disse.

- Det er til stede i forskellige personlig pleje produkter, såsom boble bade, tandpasta og sæber.

- Det anvendes i glasindustrien på grund af dets evne til at nedbryde silikaterne.

- Det bruges til vedligeholdelse af svømmebassiner, hvor det opfylder en desinfektion og pH regulerende funktion.

- Hos mennesker anvendes den terapeutisk til behandling af surhedsgrad og dermatitis.

- I veterinærmedicin bruges det til behandling af ringorm og rensning af huden.

Hvordan er det gjort??

Natriumcarbonat kan fremstilles ved anvendelse af saltvand fra hav og kalksten (CaCO₃) i Solvay-processen. I det øverste billede vises et diagram over processen, der peger på produktionsruterne samt reagenser, mellemmænd og produkter. Reagenserne er skrevet med grønne bogstaver og produkterne med røde bogstaver.

Opfølgningen af ​​disse reaktioner kan være lidt indviklet, men den globale ligning, der kun angiver reaktanter og produkter, er:

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

CaCO₃ Den har en meget stabil krystallinsk struktur, så det kræver konstant meget energi at nedbryde det til CO₂. Derudover genererer denne proces store mængder CaCl₂ (calciumchlorid) og andre urenheder, hvis udledninger påvirker kvaliteten af ​​vand og miljø.

Der er også andre produktionsmetoder for natriumcarbonat i industrielle indstillinger, såsom Hou og Leblanc processerne.

I dag er det bæredygtigt at opnå det fra dets naturlige mineraler, idet det er den mest rigelige af disse.

På den anden side var den mest traditionelle metode dyrkning og brænding af planter og alger rige på natrium. Derefter blev asten badet med vand og underkastet opvarmning, indtil produktet blev opnået. Herfra opstod den berømte aske af sodavand.

egenskaber

Na₂CO₃ er et hygroskopisk hvidt faststof, lugtfri, med en molekylvægt på 106 g / mol og en densitet på 2,54 g / ml ved 25 ° C.

Dens egenskaber ændres, da det inkorporerer et vandmolekyle i sin krystallinske struktur. Da vand kan danne hydrogenbroer og ionerne "åbent rum" mellem dem, forøges krystalvolumenet, og hydratets densitet falder. For eksempel for Na₂CO₃· 10H₂Eller dens densitet er 1,46 g / ml.

Na₂CO₃ smelter ved 851 ° C, dekomponerer ifølge den følgende ligning:

na₂CO₃(s) => Na₂O (s) + CO₂(G)

Igen, på trods af at CO ioner₃^2- og Na⁺ De varierer i størrelser, deres elektrostatiske interaktioner er meget effektive og opretholder et stabilt krystallinsk netværk.

Vandmolekyler "hindrer" disse interaktioner, og som følge heraf er hydrater mere modtagelige for nedbrydning end anhydrid.

Det er et basalt salt; det vil sige opløst i vand frembringer en opløsning med en pH større end 7. Dette skyldes hydrolysen af ​​CO₃^2-, hvis reaktion frigiver OH^- i midten:

CO₃^2-(ac) + H₂O (l) <=> HCO₃^-(ac) + OH^-(Aq)

Det er meget opløseligt i vand og i polære opløsningsmidler, såsom glycerol, glycerin, acetone, acetater og flydende ammoniak..

referencer

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi I Elementerne i gruppe 1. (fjerde udgave, side 265). Mc Graw Hill.
2. scifun.org. (2018). Natriumhydrogencarbonat & Natriumcarbonat. Hentet den 8. april 2018, fra: scifun.org
3. Wikipedia. (2018). Natriumcarbonat. Hentet den 8. april 2018, fra: en.wikipedia.org
4. Pubchem. (2018). Natriumcarbonat. Hentet den 8. april 2018, fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Ciner Resources Corporation. (2018). Soda as Hentet den 8. april 2018, fra: ciner.us.com
6. Qniemiec. (7. maj 2010). Solvay proces. [Figur]. Hentet fra: Wikimedia.org
7. Peltier K. (3. juli 2018). Alt du behøver at vide om natriumcarbonit. Hentet den 8. april 2018, fra: thespruce.com
8. Net Industries. (2018). Natriumcarbonat - Anvendelse af natriumcarbonat. Hentet den 8. april 2018, fra: science.jrank.org