NATRIUMKLORIDI (NATRIUM): RAKENNE, OMINAISUUDET, KÄYTTÖ - KEMIA - 2025

Natriumkloridia, joka tunnetaan myös tavallisen suolan tai taulukko suola, on binaarinen epäorgaaninen suola alkalimetallin natrium ja kloori halogeeni. Se on suurin syötävän suolan komponentti, ja sen mineraalimuoto tunnetaan halitina. Sen molekyylikaava on NaCl, ja se kuvaa sen ionien stoikiometristä osuutta (Na ⁺ Cl ^-) eikä erillisen molekyylin (Na-Cl) osaa.

Natriumkloridi on valkoinen kiteinen kiinteä aine, joka muodostuu yhdistämällä natrium, hopeanvalkoinen metalli, joka reagoi kiivaasti veden kanssa, ja kloorielementti, myrkyllinen, syövyttävä ja vaaleanvihreä kaasu.

Lähde: Pixabay

Yläkuva näyttää osan NaCl-kiteistä. Kuinka on mahdollista, että kahdesta yhtä vaarallisesta aineesta kuin Na ja Cl ₂ voi muodostua syötävä suola? Ensinnäkin sen muodostumisen kemiallinen yhtälö on:

2Na (s) + Cl ₂ (g) => 2NaCl (s)

Vastaus on sidoksen luonteessa NaCl: ssä. On ioninen, ominaisuudet Na ⁺ ja Cl ^- diagonaalisesti poikkeavat niiden neutraalien atomien.

Natrium on tärkeä alkuaine, mutta ionisessa muodossaan. Na ⁺ on tärkein solunulkoinen kationi, jonka pitoisuus on noin 140 mEq / l, ja yhdessä niiden mukana anionien, Cl ^- ja HCO ₃ ^- (bikarbonaatti), ovat tärkeimmät vastaavat arvon osmolaarisuus ja solunulkoisen tilavuuden.

Lisäksi Na ⁺ on vastuussa hermoimpulssin generoimisesta ja johtamisesta hermosolujen akseleissa, sekä lihasten supistumisen aloittamisesta.

NaCl: tä on käytetty muinaisista ajoista lähtien ruokien maistamiseen ja lihan säilyttämiseen, koska se kykenee tappamaan bakteerit ja estämään pilaantumisen.

On myös tarpeen tuotannon natriumhydroksidia (NaOH) ja molekulaarisen kloorin (Cl ₂), saatetaan reagoimaan NaCI veden kanssa hydrolyysin:

2H ₂ O (l) + 2 NaCl: lla (s) => 2NaOH (aq) + CI ₂ (g) + H ₂ (g)

H ₂ (g) ja NaOH kerääntyä katodilla (-). Samaan aikaan, Cl ₂ (g) kerääntyy anodin (+). Natriumhydroksidia käytetään saippuiden ja kloorin valmistukseen PVC-muovin valmistuksessa.

Natriumkloridin rakenne

Lähde: Solid State, kirjoittanut Wikimedia Commons

Yläkuvassa on esitetty natriumkloridin kompakti kuutiorakenne. Tilavat vihreät pallot vastaavat Cl ^- anioneja, kun taas valkoiset - Na ^{+ -} kationit. Huomaa, kuinka NaCl-kide koostuu ionien verkosta, joka on järjestetty niiden sähköstaattisten vuorovaikutusten suhteessa 1: 1.

Vaikka pylväät on esitetty kuvassa, sidokset eivät ole kovalenttisia, mutta ionisia. Palkkien käyttö on hyödyllistä osoitettaessa koordinaation geometriaa ionin ympärillä. Esimerkiksi NaCl: n tapauksessa jokaista Na ^+: ta ympäröi kuusi Cl ^- (valkoisen värisen oktaedri) ja kutakin Cl ^- kuutta Na ^{+: ta} (vihreä oktaedri).

Siksi sillä on koordinaatio (6,6), jonka luvut ilmaisevat kuinka monta naapuria ympäröi kutakin ionia. Oikealla oleva numero osoittaa Na ^+: n naapureita, kun taas vasemmalla puolella Cl ^- naapureita.

Muissa esityksissä ei käytetä palkkeja oktaedristen tyhjien rakenteiden korostamiseksi, mikä johtuu kuuden pakatun Cl ^- ionin (tai Na ^{+ -} kationien) välisestä välitilasta. Tätä järjestelyä tarkkaillaan muissa mono- (MX) tai polyatomisissa epäorgaanisissa suoloissa, ja sitä kutsutaan helmasuolaksi.

Yksikkösolu

Kivisuolan yksikkösolu on kuutio, mutta mitkä kuutiot edustavat sitä tarkalleen yllä olevassa kuvassa? Oktaedrit antavat vastauksen. Molemmat peittävät kokonaisen solun, joka koostuu neljästä pienestä kuutiosta.

Nämä kuutiot sisältävät osan ioneista huipussaan, reunoissaan ja pintoissaan. Tarkkaan tarkasteltuna yksi Na ⁺ -ioni sijaitsee keskellä ja kaksitoista niistä reunoilla. Ioni reunalla voidaan jakaa neljällä kuutiolla. Joten on 4 Na ⁺ -ionia (12 × 1/4 + 1 = 4).

Cl ^- ioneille kahdeksan sijaitsee kärkipisteissä ja kuusi reunoissa. Koska kärkipisteisiin sijoitetut ionit jakavat tilaa kahdeksan muun kuution kanssa ja reunoissa kuuden kanssa, meillä on 4 Cl ^- ionia (8 × 1/8 + 6 × 1/2 = 4).

Edellä tulos tulkitaan seuraavasti: NaCI-yksikkö solu on neljä Na ⁺ kationit ja neljä Cl ^- anionit; osuus, joka sopii kemialliseen kaavaan (yksi Na ⁺ jokaiselle Cl ^-).

ominaisuudet

Molekyylikaava

NaCl: a.

Molekyylipaino

58,44 g / mol.

Fyysinen kuvaus

Kiteinen kiinteä aine.

Väri

Läpinäkyvät värittömät kiteet tai valkoinen kiteinen jauhe.

Maku

Suolainen.

Kiehumispiste

2 575 ° F 760 mmHg: ssä.

1 465 ° C.

Sulamispiste

1,474 ° F (800,7 ° C).

Sekä kiehumispiste että sulamispiste heijastavat lämpöä, joka tarvitaan kiteisen hilaenergian voittamiseen. Siksi nämä mittaukset vahvistavat NaCl: n ionisen luonteen.

Vesiliukoisuus

Enintään 100 mg / ml 68 ° F: n lämpötilassa.

36,0 g / 100 ml 25 ° C: ssa.

Itse asiassa se on hygroskooppinen suola, joka pitää kosteuden ympäristöstä.

Liukoisuus orgaanisiin liuottimiin

0,065 g / 100 ml etanolia 25 ° C: ssa; 10 g / 100 g glyserolia 25 ° C: ssa; 2,15 g / 100 ml nestemäistä ammoniakkia 40 ° C: ssa; 1,4 g / 100 ml metanolia 25 ° C: ssa; 7,15 g / 100 eteeniglykolia 25 ° C: ssa ja 5,21 g / 100 g muurahaishappoa 25 ° C: ssa.

Tiheys

2,165 g / cm ³ 77 ° C

Höyrynpaine

1 mmHg lämpötilassa 1 589 ° F.

pysyvyys

Se on vakaa suositelluissa varastointiolosuhteissa.

hajoaminen

Kuumennettuna korkeisiin lämpötiloihin, se hajoaa, emittoiden suolahappoa ja dinatriumoksidihöyryjä.

Viskositeetti

Kyllästettyjen liuosten viskositeetti 1,93 mPa-s.

Korroosio

Se on syövyttävä monille metalleille.

pH

6,7 - 7,3 vesiliuoksessa.

Sovellukset

Ruoassa

-Natriumkloridia on käytetty muinaisista ajoista lähtien parantamaan ruuan makua ja säilyttämään se. Lihan suolaaminen on tapa estää sitä bakteeritoiminnalta, koska se viivästää proteiinien hajoamista.

Toisaalta suola lisää lihan osmolaarisuutta, mikä aiheuttaa bakteerien veden imeytymisen osmoosilla aiheuttaen niiden eliminoitumisen.

Teollinen käyttö

Ruokateollisuus

- Elintarviketeollisuudessa suolaa käytetään arominvahventeena, käymisen säätelylisäaineena, rakenteen säätelyaineena ja värinkehittäjänä. Esimerkiksi suolaa lisätään pekonin, kinkun ja muiden lihatuotteiden värin tuo- miseksi esiin.

-Suola toimii sideaineena makkaranvalmistuksessa. Se edistää sideainegeelin muodostumista, joka koostuu lihasta, rasvasta ja kosteudesta.

-Jätettä valmistettaessa jauhoja leivän valmistukseen, suolaa lisätään leivonnan aikana leivän taikinan hapettumisnopeuden hallitsemiseksi. Sitä käytetään myös gluteenin vahvistamiseen ja arominvahventajana sekä leivonnaisten täyttöä.

- Käytetään aamiaismurojen, sekoitettujen tai valmistettujen jauhojen, perunalastujen, koiran- ja kissanruoan jne. Valmistuksessa

Kemiallinen synteesi

-Natriumkloridia käytetään raaka-aineena natriumhydroksidin ja kloorin tuotannossa, jotka puolestaan ​​ovat hyödyllisiä monilla kemianteollisuuksilla.

-Suolaa käytetään erilaisten metallien, esimerkiksi alumiinin, kuparin, teräksen ja vanadiinin, prosessointiin. Sitä käytetään myös natriumkloraatin valmistukseen, jota käytetään myöhemmin klooridioksidin, happipohjaisen valkaisuaineen synteesiin. Klooridioksidi on ympäristölle vähemmän haitallista kuin muut valkaisuaineet.

Nahkateollisuudessa

-Suolaa käytetään estämään bakteerien vaikutusta nahojen sisällä, samoin kuin auttamaan niiden uudelleenhydraatiota.

Tekstiiliteollisuudessa

-Suolaa käytetään peittävänä aineena kankaiden värjäyksessä. Sitä käytetään suolavedenhuuhteluena orgaanisten epäpuhtauksien poistamiseksi ja positiivisen varauksen luomiseksi kankaiden pinnalle, joka mahdollistaa negatiivisesti varautuneiden väriaineiden sitoutumisen.

Öljyteollisuudessa

- Öljyn ja kaasun etsinnässä suola on tärkeä osa kaivojen porausnesteitä. Sitä käytetään flokkulaatioon ja porausnesteiden tiheyden lisäämiseen, mikä mahdollistaa ylitettävissä olevien kaivojen korkeat kaasupaineet. Lisäksi suola ylläpitää porausnesteen kylläisyyttä.

-Suola auttaa tiivistämään maaperän, jolle tiet on rakennettu. Vähentää kosteuden muutosten ja autoliikenteen aiheuttamaa siirtymää pohjakerroksessa.

Kotona

Suolaa on käytetty hankaamalla puhdistuspintoihin, kattiloihin ja astioihin. Myös homeen estämisessä ja tahranpoistoaineena. Sitä käytetään myös monissa tuotemerkeissä shampooissa ja hammastahnoissa.

Muut käyttötavat

Teillä

-Odotettaessa lumisateita teet peitetään suolavedellä, joka estää jään sitoutumisen tienpintaan. Sulatukseen käytetään suolaveden ja suolan seosta, ja joskus lisätään muita kemiallisia komponentteja, kuten magnesium tai kalsiumkloridi. Suolan ja suolaveden käyttö ei ole tehokasta alle -10 ºC lämpötiloissa.

Suolan lisääminen vähentää kryoskooppista kohtaa, liuosten kolligatiivista ominaisuutta, estäen siten jään muodostumista tietyllä tavalla.

-Suolan hygroskooppisen tilan takia käytetään halvana kuivausaineena.

Hartseissa, joita käytetään veden pehmentämiseen

Kova vesi sisältää kalsium- ja magnesiumioneja, jotka estävät saippuan toimintaa ja aiheuttavat alkalisten materiaalien kerääntymistä erilaisiin laitteisiin ja putkiin. Vedenpehmennyksessä käytetään ioninvaihtohartseja. Suolaa käytetään hartsien valmistukseen ja regenerointiin.

Palosammuttimissa

Natriumkloridia käytetään sammuttimissa sellaisten palojen torjumiseksi, joissa on palavia metalleja, kuten magnesium, kalium, natrium ja NK-seokset.

Suola toimii jäähdytyselementtinä ja muodostaa myös kuoren, joka rajoittaa hapen pääsyä tulipaloon.

Lasissa

Natriumkloridikiteitä käytetään optisissa komponenteissa, kuten ikkunoissa ja prismoissa, erityisesti infrapunavaloon. Koska suola on kuitenkin hyvin hygroskooppinen, syntyy sellainen huurre, joka peittää linssit. Tästä syystä natriumkloridilinssit on korvattu sinkkiselenidi (ZnSe) -linsseillä.

Terapeuttinen käyttö

Tarjota suolojen puute kehossa

-Kun Na ^{+: sta} tulee kehon ehtymä, se on korvattava solunulkoisen osmolaarisuuden, hermon johtavuuden ja lihasten supistumisen ylläpitämiseksi.

-NaCl: tä käytetään natrium- ja kloorivajeen hoidossa ja ehkäisyssä, joka johtuu liiallisesta hikoilusta korkeille lämpötiloille altistumisen aikana. Sitä käytetään myös liiallisessa diureesissa tai suolaliuoksen saannin liiallisessa rajoittamisessa.

-045-prosenttisen NaCl-liuoksen parenteraalista antamista käytetään hyperosmolaarisen diabeteksen hoidossa. Se täyttää nestehukkaavan toiminnan ja arvioi munuaisten toiminnan tilaa.

- Hypertonisten liuosten injektiot, joiden NaCl-konsentraatio on yli 0,9 painoprosenttia, - Niitä käytetään, kun Na ⁺ -vahvuus on vakava, mikä tarkoittaa välttämättömän ionin palauttamista. Tämä hyponatremia voi olla seurausta hoidosta vapailla elektrolyyteillä tai Na ⁺ -pitoisuudella.

Hyponatremiaa voi aiheuttaa myös liiallinen veden saanti, jota munuaisten toiminta ei riitä.

Epätavanomaisissa hoidoissa ja käyttötarkoituksissa

-NaCl-inhalaatioliuoksia käytetään sumuttamaan sumutusprosessissa käytettyjä lääkkeitä. Sitä käytetään myös henkitorven huuhteluun ja kasteluun. 0,9% suolaliuosliuosta käytetään nenäsumuteissa.

-20% NaCl-liuoksia käytetään amnionisissa transabdominaaliasennuksissa, mikä indusoi myöhäisen abortin raskauden toisen kolmanneksen aikana.

-Natriumkloridia voidaan käyttää paikallisena antiseptisenä aineena. Osmoottisen kapasiteettinsa ansiosta se pystyy kuivattamaan laajan spektrin viruksia ja bakteereja sprataattomassa tilassa; siksi sitä käytetään kivulias antiseptinen aine haavojen desinfiointiin.

Myrkyllisyys

nieleminen

Sillä on haitallinen vaikutus terveyteen vain, jos saanti on suurta ja pitkään. Näissä olosuhteissa esiintyisi hypernatremiaa, josta seuraa solunulkoisen tilavuuden lisääntyminen, mikä johtaisi valtimohypertensioon.

Ärsytys ja fyysinen kosketus

Sillä on myrkyllinen vaikutus vain, jos hengitys on erittäin suurta. Liiallinen kosketus ihon kanssa voi aiheuttaa sen kuivumisen. Lopuksi se aiheuttaa hetkellisen ärsytyksen joutuessaan silmiin.

Viitteet

1. Shiver ja Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos., S. 84, 90, 93, 263). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck ja Stanley. Kemia. (8. painos). CENGAGE Learning, s. 482-483.
3. Natriumkloridia. (2018). Natriumkloridi: hyödyt, käyttötavat, ominaisuudet, riskit. Otettu: natriumkloridi.org
4. Pubchem. (2018). Natriumkloridia. Palautettu: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Wikipedia. (2018). Natriumkloridia. Kuvannut: en.wikipedia.org
6. Amerikkalaiset elementit. (2018). Natriumkloridia. Otettu: americanelements.com