Natriumkarbonaatti (Na 2 CO 3) on epäorgaaninen suola natrium-, alkalimetalli- ja hiilihappo. Se tunnetaan myös maailmanlaajuisesti soodana. Järvet ja tulivuorenharrastukset rikastuttivat maaperää natriumilla, josta kasvit ravistettiin; Sitten tulipalon jälkeen nämä kasvit levittivät karbonaattituhkaa.
Kuinka tämä suola syntyy metallisesta natriumista? Puhtaalla natriumilla on 3s 1 valenssikonfiguraatio. Elektroni on 3s 1 kiertoradan on helppo irrottaa muita osia luonteeltaan (kuten rikki, happi, kloori, fluori, jne.), Mineraalikuituja muodostavan yhdisteitä, joissa vakaa ioni Na + osallistuu.
Na +: n mukana seuraa muita ionilajeja näissä kiintoaineissa; Näistä natriumkarbonaatti on vain yksi läsnäolo luonnossa. Siitä lähtien sitä on käytetty kaikissa sivilisaatioissa kautta aikojen. Nämä sivilisaatiot olivat löytäneet tästä harmahtavanvalkoisesta jauheesta hyödyllisiä ominaisuuksia kodeilleen ja ihmisilleen.
Nämä ominaisuudet merkitsivat sen käyttötarkoituksia, jotka nykyään ylläpitävät perinteisiä näkökohtia menneisyydestä, ja muut mukautuvat nykyisiin tarpeisiin.
Natriumkarbonaattia on hyvin runsaasti luonnossa ja kenties myös muilla maapallon ulkopuolella olevilla alueilla, kuten joissain aurinkokunnan kuista.
Kaava
Kemiallinen kaava natriumkarbonaatti on Na 2 CO 3. Kuinka sitä tulkitaan? Se tarkoittaa, että kiteisessä kiintoaineessa on jokaisessa CO 3 2– -ionissa kaksi Na + -ionia.
Rakenne
Ylempi kuva esittää rakennetta Na 2 CO 3 anhydridiä (kutsutaan myös kalsinoitu sooda). Violetti pallo vastaa Na + ioneja, kun taas musta ja punainen pallo vastaavat CO 3 2– ioneja.
Karbonaatti-ioneilla on litteä trigonaalinen rakenne, jossa happiatomit ovat niiden kärjissä.
Kuva tarjoaa panoraamanäkymän korkeammalta tasolta. Na + -ioneja ympäröi kuusi happiatomia, jotka tulevat CO 3 2– -ioneista. Joka on, Na 2 CO 3 anhydridin natrium- törmätessä oktahedrikoordinaatio geometria (se on suljettu keskellä olevan oktaedrin).
Tämä rakenne kykenee kuitenkin myös sovittamaan vesimolekyylejä, jotka ovat vuorovaikutuksessa vety sidoksilla kolmioiden kärkien kanssa.
Itse asiassa, hydraatit Na 2 CO 3 (Na 2 CO 3 · 10H 2 O, Na 2 CO 3 · 7H 2 O, Na 2 CO 3 · H 2 O, ja muut) ovat runsaammin kuin vedetön suola.
Termonatriitti (Na 2 CO 3 · H 2 O), natron (Na 2 CO 3 · 10 H 2 O) ja troni (Na 3 (HCO 3) (CO 3) · 2H 2 O ovat tärkeimmät luonnolliset karbonaattilähteet natrium, erityisesti mineraalitrona, esitetty ensimmäisessä kuvassa.
Sovellukset
Natriumkarbonaatti suorittaa lukuisia toimintoja ihmisissä, kodissa ja teollisuudessa, näistä toiminnoista seuraavia erottuu seuraavista:
- Natriumkarbonaattia käytetään monissa puhdistusaineissa. Tämä johtuu sen desinfiointikyvystä, kyvystä liuottaa rasvoja ja sen ominaisuudesta pehmentää vettä. Se on osa pesuaineissa, automaattisissa astianpesukoneissa, lasinpuhdistusaineissa, tahranpoistoaineissa, valkaisuaineissa jne.
- Karbonaatti-desinfiointiainetta voidaan käyttää kovilla, karkeilla pinnoilla, kuten lattiat, seinät, posliini ja kylpyamme, lukuun ottamatta lasikuitua ja alumiinia, jotka se voi naarmuttaa.
- Sitä käytetään joissain elintarvikkeissa välttämään näissä tapahtuvaa paakkuutumista.
- Sitä esiintyy erilaisissa henkilökohtaisissa hygieniatuotteissa, kuten kuplakylvyissä, hammastahnoissa ja saippuissa.
- Sitä käytetään lasiteollisuudessa sen kyvyn vuoksi hajottaa silikaatteja.
- Sitä käytetään uima-altaiden kunnossapidossa, jossa se suorittaa desinfiointiainetta ja pH: ta säätelevän toiminnan.
- Ihmisillä sitä käytetään terapeuttisesti närästyksen ja ihottuman hoidossa.
- Eläinlääketieteessä sitä käytetään silsa hoitamiseen ja ihon puhdistamiseen.
Kuinka se tehdään?
Natriumkarbonaattia voidaan valmistaa käyttämällä meren suolavettä ja kalkkikiveä (CaCO 3) Solvay-prosessissa. Yllä olevassa kuvassa on esitetty prosessikaavio, joka osoittaa valmistusreitit sekä reagenssit, välittäjät ja tuotteet. Reagenssit on kirjoitettu vihreillä kirjaimilla ja tuotteet punaisilla kirjaimilla.
Näiden reaktioiden seuraaminen voi olla hieman hankala, mutta yleinen yhtälö, joka osoittaa vain reagenssit ja tuotteet, on:
2NaCl (aq) + CaCO 3 (s) <=> Na 2 CO 3 (s) + CaCl 2 (aq)
CaCO 3 on erittäin stabiili kiteinen rakenne, joten se vaatii jatkuvasti paljon energiaa hajoavat sen CO 2. Lisäksi tämä menetelmä tuottaa suuria määriä CaCI 2 (kalsiumkloridia) ja muita epäpuhtauksia, jonka päästöt vaikuttavat veden laadun ja ympäristölle.
On myös muita natriumkarbonaatin valmistusmenetelmiä teollisuusympäristöissä, kuten Hou- ja Leblanc-prosessit.
Nykyään on kestävää saada sitä luonnollisista mineraaleistaan, trona on niistä runsaimmin.
Toisaalta perinteisempi menetelmä koostui natriumrikasten kasvien ja levien kasvattamisesta ja polttamisesta. Sitten tuhkat kylvettiin vedellä ja lämmitettiin, kunnes tuote saatiin. Sieltä tuli kuuluisa sooda.
ominaisuudet
Na 2 CO 3 on hajuton, hygroskooppinen valkoinen kiinteä aine, jonka moolimassa on 106 g / mol ja tiheys 2,54 g / ml 25 ° C: ssa.
Sen ominaisuudet muuttuvat, kun se sisällyttää vesimolekyylin kiteiseen rakenteeseensa. Koska vesi voi muodostaa vedysidoksia ja ionit "tekevät tilaa" niiden välillä, kiteen tilavuus kasvaa ja hydraatin tiheys pienenee. Esimerkiksi, Na 2 CO 3 · 10H 2 O, sen tiheys on 1,46 g / ml.
Na 2 CO 3 sulaa 851 ° C: ssa, hajottamalla mukaisesti seuraavan yhtälön:
Na 2 CO 3 (s) => na 2 O (s) + CO 2 (g)
Jälleen, vaikka CO 3 2– ja Na + -ionit eroavat kooltaan, niiden sähköstaattiset vuorovaikutukset ovat erittäin tehokkaita ja ylläpitävät stabiilia kidehilaa.
Vesimolekyylit "pääsevät tielle" näistä vuorovaikutuksista, ja seurauksena hydraatit ovat hajoamisen alttiimpia kuin anhydridit.
Se on emäksinen suola; ts. kun se liuotetaan veteen, se tuottaa liuoksen, jonka pH on suurempi kuin 7. Tämä johtuu CO 3 2 - hydrolyysistä, jonka reaktio vapauttaa OH - väliaineessa:
CO 3 2– (aq) + H 2 O (l) <=> HCO 3 - (aq) + OH - (aq)
Se liukenee hyvin veteen ja polaarisiin liuottimiin, kuten glyseroli, glyseriini, asetoni, asetaatit ja nestemäinen ammoniakki.
Viitteet
- Shiver ja Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. Kohdassa Ryhmän 1 elementit (neljäs painos., S. 265). Mc Graw Hill.
- scifun.org. (2018). Natriumvetykarbonaatti ja natriumkarbonaatti. Haettu 8. huhtikuuta 2018, osoitteesta: scifun.org
- Wikipedia. (2018). Sooda. Haettu 8. huhtikuuta 2018, osoitteesta: en.wikipedia.org
- Pubchem. (2018). Sooda. Haettu 8. huhtikuuta 2018, osoitteesta: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ciner Resources Corporation. (2018). Sooda tuhka. Haettu 8. huhtikuuta 2018, osoitteesta: ciner.us.com
- Qniemiec. (7. toukokuuta 2010). Solvay-prosessi.. Palautettu osoitteesta: Wikimedia.org
- Peltier K. (3. heinäkuuta 2018). Kaikki mitä sinun on tiedettävä natriumkarboniitista. Haettu 8. huhtikuuta 2018, osoitteesta: thespruce.com
- Net Industries. (2018). Natriumkarbonaatti - natriumkarbonaatin käyttö. Haettu 8. huhtikuuta 2018, osoitteesta: science.jrank.org