Den natriumcarbonat (Na 2 CO 3) er et uorganisk salt af natrium, alkalimetal- og kulsyre. Det er også kendt overalt som soda. Søerne og de vulkanske aktiviteter berikede jorden med natrium, hvorfra planterne blev næret; derefter efter en brand spreder disse planter carbonatasken.
Hvordan stammer dette salt fra metallisk natrium? Rent natrium har en 3s 1 valenskonfiguration. Elektronet fra 3s 1- kredsløbet løsnes let af andre naturelementer (såsom svovl, ilt, klor, fluor osv.) Og danner mineralforbindelser, hvori den stabile ion Na + deltager.
Na + ledsages af andre ioniske arter i disse faste stoffer; Af disse er natriumcarbonat blot en mere til stede i naturen. Siden da er det blevet brugt i alle civilisationer gennem tidene. Disse civilisationer fandt i dette gråhvide pulver fordelagtige egenskaber for deres hjem og deres folk.
Disse egenskaber markerede dens anvendelser, som i dag opretholder traditionelle aspekter af fortiden, og andre tilpasser sig de aktuelle behov.
Natriumcarbonat er meget rigeligt i naturen og måske også på andre territorier uden for Jorden, såsom nogle af solsystemets måner.
Formel
Den kemiske formel for natriumcarbonat er Na 2 CO 3. Hvordan fortolkes det? Det betyder, at der i det krystallinske faste stof for hver CO 3 2- ion er to Na + -ioner.
Struktur
De øvre billede viser strukturen af Na 2 CO 3 anhydrid (også kaldet kalcineret soda). De lilla kugler svarer til Na + -ioner, mens de sorte og røde kugler svarer til CO 3 2- ioner.
Carbonationer har en flad trigonal struktur med oxygenatomer i deres hjørner.
Billedet giver et panorama set fra et højere plan. Na + -ionerne er omgivet af seks oxygenatomer, der kommer fra CO 3 2- ioner. Det er, i Na 2 CO 3 anhydrid natrium møder en oktaedrisk koordinationsgeometri (det er indesluttet i centrum af et oktaeder).
Imidlertid er denne struktur også i stand til at rumme vandmolekyler, der interagerer ved hjælp af brintbindinger med vertikulerne i trekanterne.
Faktisk hydraterne af 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 og andre) er af større overflod end det vandfri salt.
Thermonatrite (Na 2 CO 3 · H 2 O), natron (Na 2 CO 3 · 10H 2 O) og trone (Na 3 (HCO 3) (CO 3) · 2H 2 O er de vigtigste naturlige kilder til carbonat natrium, især mineraltrona, repræsenteret i det første billede.
Applikationer
Natriumcarbonat udfører mange funktioner i mennesker, hjem og industri, blandt disse funktioner skiller følgende sig ud:
- Natriumcarbonat bruges i mange rengøringsprodukter. Dette skyldes dets desinfektionsevne, dets magt til at opløse fedt og dets egenskaber til at blødgøre vand. Det er en del af rengøringsmidler, der bruges i vaskerier, automatiske opvaskemaskiner, glasrensere, pletfjerner, blegemidler osv.
- Carbonat desinfektionsmiddel kan bruges på ikke-ru hårde overflader, såsom gulve, vægge, porcelæn og badekar med undtagelse af glasfiber og aluminium, der kan ridses af det.
- Det bruges i nogle fødevarer for at undgå kagning, der kan forekomme i disse.
- Det findes i forskellige produkter til personlig pleje, såsom boblebade, tandpastaer og sæber.
- Det bruges i glasindustrien på grund af dets evne til at nedbryde silikater.
- Det bruges til vedligeholdelse af svømmebassiner, hvor det udfører en desinfektionsmiddel og pH-regulerende funktion.
- Hos mennesker bruges det terapeutisk til behandling af halsbrand og dermatitis.
- I veterinærmedicin bruges det til behandling af ringorm og rengøring af huden.
Hvordan gøres det?
Natriumcarbonat kan fremstilles ved hjælp af saltvand fra have og kalksten (CaCO 3) i Solvay-processen. På billedet ovenfor er et diagram over processen illustreret, der viser produktionsveje såvel som reagenser, mellemprodukter og produkter. Reagenserne er skrevet med grønne bogstaver, og produkterne med røde bogstaver.
Det kan blive lidt vanskeligt at spore disse reaktioner, men den samlede ligning, der kun angiver reaktanter og produkter, er:
2NaCl (aq) + CaCO 3 (s) <=> Na 2 CO 3 (s) + CaCl 2 (aq)
CaCO 3 har en meget stabil krystallinsk struktur, så den kræver konstant en masse energi for at nedbryde den til CO 2. Desuden er denne proces frembringer store mængder CaCl 2 (calciumchlorid) og andre urenheder, hvis udledninger påvirke kvaliteten af vandet og miljøet.
Der er også andre produktionsmetoder til natriumcarbonat i industrielle omgivelser, såsom Hou- og Leblanc-processerne.
I dag er det bæredygtigt at hente det fra dets naturlige mineraler, idet tronaen er den mest rigelige af disse.
På den anden side bestod den mere traditionelle metode af dyrkning og afbrænding af natriumrige planter og alger. Derefter bades asken med vand og underkastedes opvarmning, indtil produktet blev opnået. Herfra kom den berømte soda.
Ejendomme
Na 2 CO 3 er en lugtfri, hygroskopisk hvidt fast stof med en molekylvægt på 106 g / mol og en densitet på 2,54 g / ml ved 25 ºC.
Dets egenskaber ændres, når det inkorporerer et vandmolekyle i dets krystallinske struktur. Da vand kan danne brintbindinger og ioner "skaber rum" mellem dem, stiger volumenet af krystallen, og densiteten af hydratet falder. For eksempel for Na 2 CO 3 · 10H 2 O, dens massefylde er 1,46 g / ml.
Na 2 CO 3 smelter ved 851 ºC, dekomponeres i henhold til følgende ligning:
Na 2 CO 3 (s) => na 2 O (s) + CO 2 (g)
Selvom CO 3 2- og Na + -ionerne er forskellige i størrelse, er deres elektrostatiske interaktion meget effektiv og opretholder et stabilt krystalgitter.
Vandmolekyler "kommer i vejen" for disse interaktioner, og som et resultat er hydrater mere modtagelige for nedbrydning end anhydrid.
Det er et grundlæggende salt; det vil sige, når det opløses i vand, genererer det en opløsning med en pH-værdi på mere end 7. Dette skyldes hydrolyse af CO 3 2–, hvis reaktion frigiver OH - i mediet:
CO 3 2- (aq) + H 2 O (l) <=> HCO 3 - (aq) + OH - (aq)
Det er meget opløseligt i vand og i polære opløsningsmidler, såsom glycerol, glycerol, acetone, acetater og flydende ammoniak.
Referencer
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. I Elementerne i gruppe 1. (Fjerde udgave., S. 265). Mc Graw Hill.
- scifun.org. (2018). Natriumhydrogencarbonat og natriumcarbonat. Hentet den 8. april 2018 fra: scifun.org
- Wikipedia. (2018). Natriumcarbonat. Hentet den 8. april 2018 fra: en.wikipedia.org
- Pubchem. (2018). Natriumcarbonat. Hentet den 8. april 2018 fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ciner Resources Corporation. (2018). Soda Ash. Hentet den 8. april 2018 fra: ciner.us.com
- Qniemiec. (7. maj 2010). Solvay-proces.. Gendannet fra: Wikimedia.org
- Peltier K. (3. juli 2018). Alt hvad du behøver at vide om natriumcarbonit. Hentet den 8. april 2018 fra: thespruce.com
- Netindustrier. (2018). Natriumcarbonat - anvendelser af natriumcarbonat. Hentet den 8. april 2018 fra: science.jrank.org