Struktura, właściwości, zastosowanie chlorku sodu (NaCl)

3934
Charles McCarthy

Plik chlorek sodu, Nazywana również zwykłą solą lub solą kuchenną, jest to dwuskładnikowa nieorganiczna sól sodu metalu alkalicznego i chlorowco-chloru. Jest największym składnikiem soli jadalnej, a jej mineralna forma znana jest jako halit. Jego wzór cząsteczkowy to NaCl i opisuje stosunek stechiometryczny jego jonów (Na+ Cl-), a nie dyskretnej cząsteczki (Na-Cl)

Chlorek sodu jest białą krystaliczną substancją stałą, która powstaje w wyniku połączenia srebrzystobiałego metalu, który reaguje gwałtownie z wodą, oraz pierwiastka chlorowego, trującego, korozyjnego i bladozielonego gazu..

Źródło: Pixabay

Na górnym obrazku pokazano część kryształów NaCl. Jak to możliwe, że dwa pierwiastki tak niebezpieczne jak Na i Cldwa, może powstać jadalna sól? Po pierwsze, równanie chemiczne do jego powstania to:

2Na (s) + Cldwa(g) => 2NaCl (s)

Odpowiedź leży w naturze wiązania w NaCl. Będąc jonowym, właściwości Na+ i Cl- różnią się ukośnie od ich neutralnych atomów.

Sód jest istotnym pierwiastkiem, ale w formie jonowej. Następnie+ jest głównym kationem zewnątrzkomórkowym o stężeniu około 140 mEq / l, a wraz z towarzyszącymi mu anionami Cl- i HCO3- (wodorowęglany), odpowiadają głównie za wartość osmolarności i objętości zewnątrzkomórkowej.

Ponadto Na+ odpowiada za wytwarzanie i przewodzenie impulsu nerwowego w aksonach neuronów, a także za inicjowanie skurczu mięśni.

NaCl był używany od czasów starożytnych do aromatyzowania żywności i konserwowania mięsa ze względu na jego zdolność zabijania bakterii i zapobiegania zepsuciu.

Jest również niezbędny do produkcji wodorotlenku sodu (NaOH) i chloru cząsteczkowego (Cldwa), reagując NaCl z wodą w trakcie hydrolizy:

2HdwaO (l) + 2 NaCl (s) => 2 NaOH (aq) + Cldwa(g) + Hdwa(sol)

W katodzie (-) nagromadzić H.dwa (g) i NaOH. Tymczasem w anodzie (+) gromadzi się Cldwa (sol). Wodorotlenek sodu jest używany do produkcji mydeł, a chlor do produkcji plastiku PVC.

Indeks artykułów

  • 1 Struktura chlorku sodu
    • 1.1 Komórka elementarna
  • 2 Właściwości
    • 2.1 Wzór cząsteczkowy
    • 2.2 Masa cząsteczkowa
    • 2.3 Opis fizyczny
    • 2.4 Kolor
    • 2.5 Smak
    • 2.6 Temperatura wrzenia
    • 2.7 Temperatura topnienia
    • 2.8 Rozpuszczalność w wodzie
    • 2.9 Rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych
    • 2.10 Gęstość 
    • 2.11 Prężność par 
    • 2.12 Stabilność
    • 2.13 Rozkład
    • 2.14 Lepkość
    • 2.15 Korozja
    • 2,16 pH
  • 3 Zastosowania
    • 3.1 W żywności
    • 3.2 Zastosowania przemysłowe
    • 3.3 W domu
    • 3.4 Inne zastosowania
    • 3.5 Zastosowania terapeutyczne
  • 4 Toksyczność
    • 4.1 Połknięcie
    • 4.2 Podrażnienie i kontakt fizyczny
  • 5 Referencje

Struktura chlorku sodu

Źródło: By Solid State [domena publiczna], z Wikimedia Commons

Górny obraz przedstawia zwartą sześcienną strukturę chlorku sodu. Obszerne zielone kule odpowiadają anionom Cl-, podczas gdy białe - do kationów Na+. Zwróć uwagę, że kryształ NaCl składa się z sieci jonów ułożonych w wyniku ich oddziaływań elektrostatycznych w stosunku 1: 1..

Chociaż na obrazie pokazano słupki, wiązania nie są kowalencyjne, ale jonowe. Użycie słupków jest przydatne podczas pokazywania geometrii koordynacyjnej wokół jonu. Na przykład w przypadku NaCl każdy Na+ jest otoczony przez sześć Cl- (biały ośmiościan), a każdy Cl- sześciu Na+ (zielony ośmiościan).

Dlatego ma koordynację (6,6), której liczby wskazują, ilu sąsiadów otacza każdy jon. Liczba po prawej stronie wskazuje sąsiadów Na+, podczas gdy ten po lewej stronie, te z Cl-.

Inne reprezentacje pomijają użycie słupków do podkreślenia ośmiościennych otworów w strukturze, które wynikają z przestrzeni międzywęzłowej między sześcioma anionami Cl.- (lub kationy sodowe+) w opakowaniu. Ten układ jest obserwowany w innych mono (MX) lub wieloatomowych solach nieorganicznych i nazywany jest solą klejnotową.

Komórka elementarna

Komórka elementarna soli kamiennej jest sześcienna, ale które kostki dokładnie ją reprezentują na powyższym obrazku? Odpowiedź daje ośmiościan. Obie pokrywają całą komórkę złożoną z czterech małych kostek.

Te sześciany mają części jonów na swoich wierzchołkach, krawędziach i ścianach. Patrząc uważnie, jon Na+ znajduje się pośrodku, a dwanaście na krawędziach. Jon na krawędzi może być podzielony przez cztery kostki. Mamy więc 4 jony Na+ (12 × 1/4 + 1 = 4).

Dla jonów Cl-, osiem znajduje się na wierzchołkach, a sześć na krawędziach. Ponieważ jony umieszczone w wierzchołkach dzielą przestrzeń z ośmioma innymi sześcianami, a na krawędziach z sześcioma, mamy 4 jony Cl- (8 × 1/8 + 6 × 1/2 = 4).

Powyższy wynik interpretuje się następująco: w komórce elementarnej NaCl znajdują się cztery kationy Na+ i cztery aniony Cl-; proporcja zgodna ze wzorem chemicznym (a Na+ dla każdego Cl-).

Nieruchomości

Formuła molekularna

NaCl.

Waga molekularna

58,44 g / mol.

Opis fizyczny

Krystaliczne ciało stałe.

Kolor

Przezroczyste bezbarwne kryształy lub biały krystaliczny proszek.

Smak

Słony.

Temperatura wrzenia

Od 2,575ºF do 760 mmHg.

1465 ° C.

Temperatura topnienia

1474 ° F (800,7 ° C).

Zarówno temperatura wrzenia, jak i temperatura topnienia odzwierciedlają ciepło niezbędne do pokonania energii sieci krystalicznej. Dlatego pomiary te potwierdzają jonowy charakter NaCl..

Rozpuszczalność w wodzie

Większa lub równa 100 mg / ml w temperaturze 68 ° F.

36,0 g / 100 ml w 25 ° C.

W rzeczywistości jest to sól higroskopijna, która zatrzymuje wilgoć z otoczenia.

Rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych

0,065 g / 100 ml etanolu w 25 ° C; 10 g / 100 g glicerolu w 25 ° C; 2,15 g / 100 ml ciekłego amoniaku w 40 ° C; 1,4 g / 100 ml metanolu w 25 ° C; 7,15 g / 100 g glikolu etylenowego w 25 ° C i 5,21 g / 100 g kwasu mrówkowego w 25 ° C.

Gęstość 

2,165 g / cm3 w 77 ºC.

Ciśnienie pary 

1 mmHg przy 1589ºF.

Stabilność

Stabilny w zalecanych warunkach przechowywania.

Rozkład

Po podgrzaniu do wysokich temperatur rozkłada się, wydzielając opary kwasu solnego i tlenku disodu..

Lepkość

Lepkość roztworów nasyconych 1,93 mPa-s.

Korozja

Działa korodująco na wiele metali.

pH

6,7 do 7,3 w roztworze wodnym.

Aplikacje

W jedzeniu

-Chlorek sodu był stosowany od czasów starożytnych w celu poprawy smaku żywności i jej konserwacji. Solenie mięsa jest sposobem na jego ochronę przed działaniem bakterii, ponieważ opóźnia rozkład białka.

-Z drugiej strony sól zwiększa osmolarność wokół mięsa, co powoduje wchłanianie przez osmozę wody bakterii, powodując jej eliminację.

Zastosowania przemysłowe

Przemysł spożywczy

-W przemyśle spożywczym sól jest stosowana jako wzmacniacz smaku, dodatek kontrolujący fermentację, środek kontrolujący teksturę i wywoływacz koloru. Na przykład sól dodaje się, aby uwydatnić kolor boczku, szynki i innych produktów mięsnych..

-Sól służy jako spoiwo w produkcji kiełbas. Przyczynia się do tworzenia żelu wiążącego składającego się z mięsa, tłuszczu i wilgoci.

-W przetwórstwie mąki do wypieku chleba sól jest dodawana podczas pieczenia, aby kontrolować szybkość zakwaszania ciasta chlebowego. Służy również do wzmacniania glutenu oraz jako wzmacniacz smaku, a także jako nadzienie do wypieków.

-Stosowany jest do produkcji płatków śniadaniowych, mąki mieszanej lub gotowej, frytek, karmy dla psów i kotów itp..

Synteza chemikaliów

-Chlorek sodu jest stosowany jako surowiec do produkcji wodorotlenku sodu i chloru, które z kolei znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu chemicznego.

-Sól jest wykorzystywana do obróbki różnych metali, na przykład aluminium, miedzi, stali i wanadu. Jest również używany do produkcji chloranu sodu, który jest później używany w syntezie dwutlenku chloru, wybielacza na bazie tlenu. Dwutlenek chloru jest mniej szkodliwy dla środowiska niż inne wybielacze.

W przemyśle skórzanym

-Sól służy do hamowania bakteryjnego działania wewnątrz skóry, a także pomaga w jej nawodnieniu.

W przemyśle tekstylnym

-Sól używana jest jako zaprawa przy barwieniu tkanin. Służy do płukania solanką w celu usunięcia zanieczyszczeń organicznych i wytworzenia dodatniego ładunku na powierzchni tkanin, który umożliwia wiązanie ujemnie naładowanych barwników.

W przemyśle naftowym

-W poszukiwaniach ropy i gazu sól jest ważnym składnikiem płynów wiertniczych. Służy do flokulacji i zwiększania gęstości cieczy wiertniczych, co pozwala na pokonanie wysokich ciśnień gazu w studniach do osiągnięcia. Ponadto sól utrzymuje nasycenie cieczy wiertniczej.

-Sól pomaga zagęszczać glebę, na której budowane są drogi. Zmniejsza przemieszczanie się pod ziemię spowodowane zmianami wilgotności i ruchem samochodowym.

W domu

Sól była używana do wycierania powierzchni, garnków i patelni. Również w profilaktyce pleśni i jako odplamiacz. Jest również stosowany w wielu markach szamponów i past do zębów..

Inne zastosowania

Na drogach

-W oczekiwaniu na opady śniegu drogi są zasypywane solanką, która zapobiega przywieraniu lodu do nawierzchni. Do rozmrażania używa się mieszaniny solanki i soli, a czasami dodaje się inne składniki chemiczne, takie jak chlorek magnezu lub wapnia. Stosowanie soli i solanki nie jest efektywne w temperaturach poniżej -10 ºC.

Dodanie soli powoduje obniżenie punktu krioskopowego, koligatywnej właściwości roztworów, utrudniając w ten sposób w pewien sposób tworzenie się lodu..

-Ze względu na swój stan higroskopijny sól jest wykorzystywana jako tani środek osuszający.

W żywicach używanych do zmiękczania wody

Twarda woda zawiera jony wapnia i magnezu, które utrudniają działanie mydła i powodują osadzanie się substancji alkalicznych na różnych urządzeniach i rurach. W zmiękczaniu wody stosuje się żywice jonowymienne. Sól służy do przygotowania i regeneracji żywic.

W gaśnicach

Chlorek sodu jest stosowany w gaśnicach do gaszenia pożarów, w których obecne są palne metale, takie jak magnez, potas, sód i stopy NK..

Sól działa jak radiator, a także tworzy skorupę, która ogranicza dostęp tlenu do ognia..

W okularach

Kryształy chlorku sodu są stosowane w elementach optycznych, takich jak okna i pryzmaty, zwłaszcza w przypadku światła podczerwonego. Ponieważ jednak sól jest bardzo higroskopijna, tworzy się rodzaj szronu, który pokrywa soczewki. Z tego powodu soczewki z chlorku sodu zostały zastąpione soczewkami z selenku cynku (ZnSe)..

Zastosowania terapeutyczne

Uzupełnij brak soli w organizmie

-Kiedy organizm wyczerpuje Na+, należy wymienić, aby utrzymać zewnątrzkomórkową osmolarność, przewodnictwo nerwowe i skurcz mięśni.

-NaCl jest stosowany w leczeniu i profilaktyce niedoboru sodu i chloru, będącego następstwem nadmiernego pocenia się podczas ekspozycji na wysokie temperatury. Stosuje się go również w przypadku nadmiernej diurezy lub nadmiernego ograniczenia spożycia soli fizjologicznej.

-W leczeniu cukrzycy hiperosmolarnej stosuje się podawanie pozajelitowe roztworu 045% NaCl. Pełni funkcję nawadniającą i służy do oceny stanu czynności nerek.

-Iniekcje hipertonicznych roztworów o stężeniu NaCl powyżej 0,9% w / v,

-Są używane, gdy występuje poważne zubożenie Na+, będąc przywróceniem niezbędnego jonu. Ta hiponatremia może być konsekwencją leczenia wolnymi elektrolitami lub stężeniem Na+.

Hiponatremia może być również spowodowana nadmiernym spożyciem wody, niekontrolowanym przez nieprawidłową czynność nerek..

W niekonwencjonalnych zabiegach i zastosowaniach

-Roztwory do inhalacji NaCl służą do rozcieńczania leków stosowanych podczas procesu nebulizacji. Służy również do płukania i irygacji tchawicy. 0,9% roztwór soli używany w aerozolu do nosa.

-20% roztwory NaCl są stosowane do wewnątrzowodniowej instalacji przezbrzusznej, powodując w ten sposób późną aborcję w drugim trymestrze ciąży..

-Chlorek sodu może być stosowany jako lokalny środek antyseptyczny. Dzięki swojej zdolności osmotycznej jest w stanie odwodnić szerokie spektrum wirusów i bakterii w stanie nienapędzanym; dlatego jest stosowany jako bolesny środek antyseptyczny do dezynfekcji ran.

Toksyczność

Przyjmowanie pokarmu

Ma szkodliwy wpływ na zdrowie tylko wtedy, gdy spożycie jest duże i przez długi czas. W takich okolicznościach hipernatremia wystąpiłaby z wynikającym z tego wzrostem objętości zewnątrzkomórkowej, co prowadziłoby do nadciśnienia tętniczego..

Podrażnienie i kontakt fizyczny

Działa toksycznie tylko wtedy, gdy inhalacja jest bardzo duża. Nadmierny kontakt ze skórą może powodować jej wysuszenie. Wreszcie powoduje chwilowe podrażnienie w kontakcie z oczami.

Bibliografia

  1. Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (Wydanie czwarte, str. 84, 90, 93, 263). Mc Graw Hill.
  2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemia. (8th ed.). CENGAGE Learning, s. 482–483.
  3. Chlorek sodu. (2018). Chlorek sodu: korzyści, zastosowania, właściwości, zagrożenia. Zaczerpnięte z: sodu chlorek.org
  4. PubChem. (2018). Chlorek sodu. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  5. Wikipedia. (2018). Chlorek sodu. Zaczerpnięte z: en.wikipedia.org
  6. Elementy amerykańskie. (2018). Chlorek sodu. Zaczerpnięte z: americanelements.com

Jeszcze bez komentarzy