Struktura, uporaba in lastnosti natrijevega karbonata (Na2CO3)

The natrijev karbonat (Na₂CO₃₎ Je anorganska sol natrija, alkalijske kovine in ogljikove kisline. Znana je tudi po vsem svetu kot soda. Jezera in vulkanske aktivnosti so obogatila tla z natrijem, iz katerega so bile rastline nahranjene; nato so po požaru te rastline razpršile karbonatni pepel.

Kako se pojavi ta sol kovinskega natrija? Čisti natrij ima konfiguracijo valenc [Ne] 3s¹. Elektron orbite 3s¹ z lahkoto se sprosti z drugimi elementi narave (kot so žveplo, kisik, klor, fluor itd.), ki tvorijo mineralne spojine, v katerih sodeluje stabilni ion⁺.

Na⁺ v teh trdnih snoveh jih spremljajo druge ionske vrste; Med njimi je natrijev karbonat le še en prisoten v naravi. Od takrat se je uporabljal v vseh civilizacijah skozi vsa leta. Te civilizacije so v tem sivkasto belem prahu iskale koristne lastnosti za svoje domove in svoje ljudi.

Te lastnosti so zaznamovale njihove uporabe, ki danes ohranjajo tradicionalne vidike preteklosti, druge pa so prilagojene trenutnim potrebam.

Natrijev karbonat je v naravi zelo bogat in morda tudi na drugih območjih zunaj planeta Zemlje, kot so nekateri lunami sončnega sistema..

Indeks

• 1 Formula
• 2 Struktura
• 3 Uporabe
• 4 Kako se izvaja??
• 5 Lastnosti
• 6 Reference

Formula

Kemijska formula natrijevega karbonata je Na₂CO₃. Kako se razlaga? To pomeni, da je v kristalni trdni snovi za vsak CO ion₃^2- obstajata dva Na-iona⁺.

Struktura

V zgornji sliki je predstavljena struktura Na₂CO₃ anhidrid (imenovan tudi kalcinirana soda). Vijolične krogle ustrezajo ionom Na⁺, medtem ko je črna in rdeča do ionov CO₃^2-.

Karbonatni ioni imajo ravno trigonsko strukturo, pri čemer so atomi kisika v njihovih tockih.

Slika daje panoramo, ki jo vidimo z višje ravnine. Na ioni⁺ obdani so s šestimi atomi kisika, ki prihajajo iz ionov CO₃^2-. To je v Na₂CO₃ Anhidridni natrij ustreza oktaedrični koordinacijski geometriji (obdan je v sredini oktaedra).

Vendar pa je ta struktura tudi zmožna zadrževati vodne molekule, ki delujejo z vodikovimi vezmi z vozlišči trikotnikov.

Pravzaprav Na hidrati₂CO₃  (Na₂CO₃· 10H₂O, Na₂CO₃· 7H₂O, Na₂CO₃· H₂Ali, in drugi) so bolj bogate kot brezvodna sol.

Termonatrit (Na₂CO₃· H₂O), natron (Na₂CO₃· 10H₂O) in otroški stol (Na₃(HCO₃) (CO₃) · 2H₂Ali pa so glavni naravni viri natrijevega karbonata, zlasti mineralne trone, ki je predstavljena na prvi sliki.

Uporabe

Natrijev karbonat izpolnjuje številne funkcije v ljudeh, domovih in industriji, med njimi so:

- Natrijev karbonat se uporablja v številnih čistilnih sredstvih. Razlog za to je sposobnost razkuževanja, sposobnost raztapljanja maščob in lastnosti mehčanja vode. Je del detergentov, ki se uporabljajo v pralnicah, avtomatskih pomivalnih strojih, čistilih za steklo, odstranjevalcev madežev, belil itd..

- Karbonatno dezinfekcijsko sredstvo se lahko uporablja na trdih, neobdelanih površinah, kot so tla, stene, porcelan in kopalne kadi, razen steklenih vlaken in aluminija, ki ga lahko opraska.

- Uporablja se v nekaterih živilih, da se prepreči zamašitev, ki se lahko pojavi pri njih.

- Prisotna je v različnih izdelkih za osebno nego, kot so balončki, zobne paste in mila.

- Uporablja se v steklarski industriji zaradi svoje sposobnosti razgradnje silikatov.

- Uporablja se pri vzdrževanju bazenov, kjer izpolnjuje dezinfekcijsko in pH regulacijsko funkcijo.

- Pri ljudeh se uporablja terapevtsko pri zdravljenju kislosti in dermatitisa.

- V veterinarski medicini se uporablja za zdravljenje lišajev in čiščenja kože.

Kako je to storjeno??

Natrijev karbonat se lahko proizvaja z uporabo slanice iz morja in apnenca (CaCO₃) v procesu Solvay. Na zgornji sliki je prikazan diagram postopka, ki prikazuje proizvodne poti, pa tudi reagente, posrednike in izdelke. Reagenti so napisani z zelenimi črkami, izdelki z rdečimi črkami.

Spremljanje teh reakcij je lahko malo zapleteno, vendar je globalna enačba, ki kaže le reaktante in izdelke:

2NaCl (aq) + CaCO₃(s) <=> Na₂CO₃(s) + CaCl₂(ac)

CaCO₃ Ima zelo stabilno kristalno strukturo, zato nenehno zahteva veliko energije za razgradnjo v CO₂. Poleg tega ta postopek ustvarja velike količine CaCl₂ (kalcijev klorid) in druge nečistoče, katerih izpusti vplivajo na kakovost vode in okolje.

Obstajajo tudi druge metode proizvodnje natrijevega karbonata v industrijskih okoljih, kot sta Hou in Leblanc.

Danes je trajnostno pridobivanje iz naravnih mineralov, saj je trona najbolj razširjena.

Po drugi strani pa je bila najbolj tradicionalna metoda gojenje in sežiganje rastlin in alg, bogatih z natrijem. Nato pepel speremo z vodo in segrejemo, dokler ne dobimo produkta. Od tu so nastali slavni pepeli sode.

Lastnosti

Na₂CO₃ je higroskopična bela trdna snov, brez vonja, z molekulsko maso 106 g / mol in gostoto 2,54 g / ml pri 25 ° C.

Njegove lastnosti se spreminjajo, saj v svojo kristalno strukturo vključi molekulo vode. Ker lahko voda tvori vodikove mostove in med njimi "odprti prostor", se poveča volumen kristala in zmanjša gostota hidrata. Na primer, za Na₂CO₃· 10H₂Ali pa je njegova gostota 1,46 g / ml.

Na₂CO₃ se tali pri 851 ° C in se razgradi po naslednji enačbi:

Na₂CO₃(s) => Na₂O (s) + CO₂(g)

Spet kljub dejstvu, da CO ioni₃^2- in Na⁺ Razlikujejo se po velikosti, njihove elektrostatične interakcije so zelo učinkovite in vzdržujejo stabilno kristalno mrežo.

Molekule vode "ovirajo" te interakcije in posledično so hidrati bolj dovzetni za razgradnjo kot anhidrid.

Je bazična sol; to pomeni, da se raztopi v vodi ustvari raztopina s pH večjim od 7. To je posledica hidrolize CO₃^2-, katerih reakcija sprosti OH^- na sredini:

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

Je zelo topen v vodi in polarnih topilih, kot so glicerol, glicerin, aceton, acetati in tekoči amoniak..

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija V Elementi skupine 1. (Četrta izdaja, str. 265). Mc Graw Hill.
2. scifun.org (2018). Natrijev vodikov karbonat in natrijev karbonat. Vzpostavljeno 8. aprila 2018, s: scifun.org
3. Wikipedija. (2018). Natrijev karbonat. Pridobljeno 8. aprila 2018 od: en.wikipedia.org
4. PubChem. (2018). Natrijev karbonat. Pridobljeno 8. aprila 2018, iz: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Ciner Resources Corporation. (2018). Soda Ash Pridobljeno 8. aprila 2018, iz: ciner.us.com
6. Qniemiec (7. maj 2010). Solvay proces. [Slika] Vzpostavljeno iz: Wikimedia.org
7. Peltier K. (3. julij 2018). Vse, kar morate vedeti o natrijevem karbonitu. Vzpostavljeno 8. aprila 2018, iz: thespruce.com
8. Net Industries. (2018). Natrijev karbonat - uporaba natrijevega karbonata. Pridobljeno 8. aprila 2018, iz: science.jrank.org