NATRIUMCHLORID (NACL): STRUKTUR, EGENSKABER, ANVENDELSER - KEMI - 2025

Den natriumchlorid, også kendt som almindeligt salt eller bordsalt, er en binær uorganisk salt af alkalimetallet natrium og chlor halogen. Det er den største bestanddel af spiseligt salt, og dets mineralform er kendt som halit. Dens molekylformel er NaCl, og den beskriver den støkiometriske andel af dens ioner (Na ⁺ Cl ^-) og ikke den for et diskret molekyle (Na-Cl)

Natriumchlorid er et hvidt krystallinsk fast stof, der dannes ved kombinationen af ​​natrium, et sølvhvidt metal, der reagerer voldsomt med vand, og elementet klor, en giftig, ætsende og bleggrøn gas.

Kilde: Pixabay

Det øverste billede viser en del af NaCl-krystaller. Hvordan er det muligt, at et spiseligt salt kan dannes af to elementer som farlig Na og Cl ₂ ? For det første er den kemiske ligning for dens dannelse:

2Na (s) + Cl ₂ (g) => 2NaCl (s)

Svaret ligger i arten af ​​bindingen i NaCl. Bliver ioniske, egenskaberne af Na ⁺ og Cl ^- er diagonalt forskellige fra deres neutrale atomer.

Natrium er et vigtigt element, men i sin ioniske form. Na ⁺ er den vigtigste ekstracellulære kation med en koncentration på ca. 140 mEq / l, og sammen med dets ledsagende anioner, Cl ^- og HCO ₃ ^- (bicarbonat), er hovedansvaret for værdien af ​​osmolaritet og ekstracellulært volumen..

Derudover er Na ⁺ ansvarlig for generering og ledning af nerveimpulsen i de neuronale aksoner, samt for at indlede muskelsammentrækning.

NaCl har været anvendt siden oldtiden til at smage mad og til at konservere kød på grund af dets evne til at dræbe bakterier og forhindre ødelæggelse.

Det er også nødvendigt for produktionen af natriumhydroxid (NaOH) og molekylært chlor (Cl ₂), omsætning af NaCl med vand under hydrolyse:

2H ₂ O (l) + 2 NaCl (s) => 2NaOH (aq) + Cl ₂ (g) + H ₂ (g)

H ₂ (g) og NaOH akkumulere ved katoden (-). I mellemtiden akkumuleres Cl ₂ (g) ved anoden (+). Natriumhydroxid anvendes til fremstilling af sæber og klor til fremstilling af PVC-plast.

Struktur af natriumchlorid

Kilde: Af Solid State fra Wikimedia Commons

I det øverste billede er den kompakte kubiske struktur af natriumchlorid repræsenteret. De voluminøse grønne kugler svarer til Cl ^- anioner, mens de hvide med Na ⁺ kationer. Bemærk, hvordan NaCl-krystallen består af et netværk af ioner arrangeret efter deres elektrostatiske interaktioner i et 1: 1-forhold.

Selvom søjler er vist på billedet, er bindingerne ikke kovalente, men ioniske. Brug af søjler er nyttigt, når man viser koordinationsgeometri omkring en ion. For eksempel er hver Na ⁺ i tilfælde af NaCl omgivet af seks Cl ^- (oktaeder med hvid farve) og hver Cl ^- på seks Na ⁺ (oktaedron med grøn farve).

Derfor har den en koordination (6,6), hvis antal viser, hvor mange naboer der omgiver hver ion. Tallet til højre indikerer naboerne til Na ⁺, mens det til venstre, dem til Cl ^-.

Andre repræsentationer udelader brugen af ​​søjler for at fremhæve de oktaedriske hulrum i strukturen, som er resultatet af det mellemliggende rum mellem seks pakkede Cl ^- anioner (eller Na ⁺ kationer). Dette arrangement observeres i andre mono (MX) eller polyatomiske uorganiske salte og kaldes perlesaltet.

Enhedscelle

Enhedscellen med klippesalt er kubisk, men hvilke terninger repræsenterer den nøjagtigt på billedet ovenfor? Oktaederne giver svaret. Begge dækker en samlet celle bestående af fire små terninger.

Disse terninger har dele af ioner ved deres vertikater, kanter og ansigter. Ser nøje, en Na ⁺ ion ligger i centrum og tolv af dem på kanterne. En ion på en kant kan deles med fire terninger. Så der er 4 Na ⁺ -ioner (12 × 1/4 + 1 = 4).

For Cl ^- ioner er otte placeret ved toppunktene og seks i kanterne. Idet ionerne, der er placeret i toppunktet, deler plads med otte andre terninger, og i kanterne med seks, har vi 4 Cl ^- ioner (8 × 1/8 + 6 × 1/2 = 4).

Ovenstående resultat fortolkes som følger: i NaCl-enhedscellen er der fire Na ⁺ -kationer og fire Cl ^- anioner; andel, der stemmer overens med den kemiske formel (en Na ⁺ for hver Cl ^-).

Ejendomme

Molekylformel

NaCl.

Molekylær vægt

58,44 g / mol.

Fysisk beskrivelse

Et krystallinsk fast stof.

Farve

Gennemsigtig farveløse krystaller eller hvidt krystallinsk pulver.

Smag

Saltet.

Kogepunkt

2.575 ° F ved 760 mmHg.

1.465 ° C

Smeltepunkt

800,7 ° C (1,474 ° F).

Både kogepunktet og smeltepunktet reflekterer den varme, der er nødvendig for at overvinde den krystallinske gitterenergi. Derfor bekræfter disse målinger den ioniske karakter af NaCl.

Vandopløselighed

Større end eller lig med 100 mg / ml ved 68 ° F.

36,0 g / 100 ml ved 25 ° C

Det er faktisk et hygroskopisk salt, der bevarer fugt fra miljøet.

Opløselighed i organiske opløsningsmidler

0,065 g / 100 ml ethanol ved 25 ° C; 10 g / 100 g glycerol ved 25 ° C; 2,15 g / 100 ml flydende ammoniak ved 40 ° C; 1,4 g / 100 ml methanol ved 25 ° C; 7,15 g / 100 ethylenglycol ved 25 ° C og 5,21 g / 100 g myresyre ved 25 ° C.

Massefylde

2,165 g / cm ³ ved 77 ° C

Damptryk

1 mmHg ved 1.589ºF.

Stabilitet

Det er stabilt under anbefalede opbevaringsbetingelser.

nedbrydning

Når den opvarmes til høje temperaturer, nedbrydes den og udsender saltsyre og dinatriumoxiddamper.

Viskositet

Viskositet af mættede opløsninger 1,93 mPa-s.

Korrosion

Det er ætsende for mange metaller.

pH

6,7 til 7,3 i vandig opløsning.

Applikationer

I mad

-Sodiumchlorid er blevet anvendt siden oldtiden til at forbedre smagen af ​​mad og til at bevare det. Saltning af kød er en måde at bevare det fra bakteriel handling, da det forsinker nedbrydning af protein.

-Og på den anden side øger salt osmolariteten omkring kødet, hvilket medfører optagelse af osmose af bakterienes vand og forårsager deres eliminering.

Industriel anvendelse

Fødevareindustri

-I fødevareindustrien bruges salt som en smagsforstærker, tilsætningsstof til gæringskontrol, teksturkontrolmiddel og farveudvikler. F.eks. Tilsættes salt for at få farven frem i bacon, skinke og andre kødprodukter.

-Saltet fungerer som et bindemiddel til fremstilling af pølser. Det bidrager til dannelsen af ​​en bindemiddelgel bestående af kød, fedt og fugt.

-Forarbejdning af mel til brødfremstilling tilsættes salt under bagning for at kontrollere hastigheden af ​​surdeig af brøddej. Det bruges også til at styrke gluten og som en smagsforstærker såvel som en fyldning af bagværk.

-Brugt til fremstilling af morgenmadsprodukter, blandede eller tilberedte mel, kartoffelchips, hunde- og kattefoder osv.

Kemisk syntese

-Natriumchlorid bruges som råmateriale til produktion af natriumhydroxid og klor, som igen er nyttige i mange kemiske industrier.

-Saltet bruges til forarbejdning af forskellige metaller, f.eks. Aluminium, kobber, stål og vanadium. Det bruges også til at fremstille natriumchlorat, som senere bruges til syntese af chlordioxid, en iltbaseret blegemiddel. Klordioxid er mindre skadeligt for miljøet end andre blegemidler.

I læderindustrien

-Saltet bruges til at hæmme bakterievirkningen inde i skindene samt til at hjælpe med deres rehydrering.

I tekstilindustrien

-Saltet bruges som en mordant til farvning af stoffer. Det bruges som saltvandskylning til fjernelse af organiske forurenende stoffer og til at skabe en positiv ladning på overfladen af ​​stoffer, der tillader negativt ladede farvestoffer at binde.

I olieindustrien

-I olie- og gasudforskning er salt en vigtig komponent i brøndborevæsker. Det bruges til at flokkulere og øge densiteten af ​​borevæsker, som gør det muligt at overvinde det høje gastryk i brøndene, der skal nås. Derudover opretholder saltet mætning af borevæsken.

-Saltet hjælper med at komprimere jorden, hvorpå vejene er bygget. Reducerer forskydningen i undergrunden som følge af luftfugtighedsændringer og biltrafik.

I hjemmet

Salt er blevet brugt ved at gnide i rengøringsflader, gryder og pander. Også til forebyggelse af skimmel og som pletterfjerner. Det bruges også i mange mærker af shampoo og tandpasta.

Andre anvendelser

På vejene

-I forventning om snefald er veje dækket med saltvand, hvilket forhindrer, at is binder til vejoverfladen. Til optøning anvendes en blanding af saltvand og salt, og nogle gange tilsættes andre kemiske komponenter, såsom magnesium eller calciumchlorid. Brug af salt og saltvand er ikke effektiv ved temperaturer under -10 ºC.

Tilsætning af salt producerer et fald i det kryoskopiske punkt, en colligativ egenskab ved opløsningerne, hvilket således hindrer dannelsen af ​​is på en bestemt måde.

- På grund af dets hygroskopiske tilstand anvendes salt som et billigt tørremiddel.

I harpikser, der bruges til at blødgøre vand

Hårdt vand indeholder calcium- og magnesiumioner, der hindrer sæbens virkning og forårsager aflejringer af alkaliske materialer på forskellige udstyr og rør. Ved blødgøring af vand anvendes ionbytterharpikser. Saltet anvendes til fremstilling og regenerering af harpikser.

I ildslukkere

Natriumchlorid bruges i ildslukkere til bekæmpelse af brande, hvori der findes brændbare metaller, såsom magnesium, kalium, natrium og NK-legeringer.

Salt fungerer som et kølelegeme og danner også en skorpe, der begrænser iltadgang til ilden.

I brillerne

Natriumchloridkrystaller bruges i optiske komponenter såsom vinduer og prismer, især til infrarødt lys. Da saltet er meget hygroskopisk, produceres der imidlertid en slags frost, der dækker linserne. Af denne grund er natriumchloridlinser erstattet af zinkselenidlinser.

Terapeutisk anvendelse

Lever manglen på salte i kroppen

-Når der er en kropsafbrydelse af Na ⁺, skal den udskiftes for at opretholde ekstracellulær osmolaritet, nerveledning og muskelsammentrækning.

-NaCl bruges til behandling og forebyggelse af natrium- og kloremangel som følge af overdreven sved ved udsættelse for høje temperaturer. Det bruges også i en overdreven diurese eller en overdreven begrænsning af saltindtagelse.

-Parenteral forsyning af en 045% NaCl-opløsning anvendes til håndtering af hyperosmolær diabetes. Det udfører en rehydratiseringsfunktion og tjener til at vurdere status for nyrefunktion.

-Injektioner af hypertoniske opløsninger med en NaCl-koncentration større end 0,9% w / v

-De bruges, når der er en alvorlig udtømning af Na ⁺, hvilket er en restaurering af den essentielle ion. Denne hyponatræmi kan være konsekvensen af ​​en behandling med frie elektrolytter eller med en koncentration af Na ⁺.

Hyponatræmi kan også være forårsaget af overdreven vandindtag, ikke kontrolleret af utilstrækkelig nyrefunktion.

I ukonventionelle behandlinger og anvendelser

-NaCl-inhalationsopløsninger bruges til at fortynde de medikamenter, der anvendes under forstøvningsprocessen. Det bruges også til tracheal skylning og kunstvanding. 0,9% saltopløsning anvendes i næsespray.

-20% NaCl-opløsninger bruges til intra-fostervand, transabdominal installation, hvilket inducerer en sen abort i andet trimester af graviditeten.

-Natriumchlorid kan bruges som et lokalt antiseptisk middel. Takket være sin osmotiske kapacitet er den i stand til at udtørre et bredt spektrum af vira og bakterier i en ikke-spored tilstand; derfor bruges det som et smertefuldt antiseptisk middel til at desinficere sår.

Toksicitet

Indtagelse

Det har kun en skadelig effekt på helbredet, hvis indtagelsen er høj og i lang tid. Under disse omstændigheder ville hypernatræmi forekomme med den deraf følgende stigning i ekstracellulært volumen, hvilket ville føre til arteriel hypertension.

Irritation og fysisk kontakt

Det har kun en toksisk virkning, hvis indånding er meget høj. Overdreven kontakt med huden kan forårsage at den er tør. Endelig forårsager det en øjeblikkelig irritation ved kontakt med øjnene.

Referencer

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave., S. 84, 90, 93, 263). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemi. (8. udgave). CENGAGE Learning, s 482-483.
3. Natriumchlorid. (2018). Natriumchlorid: Fordele, anvendelser, egenskaber, risici. Taget fra: natriumchlorid.org
4. Pubchem. (2018). Natriumchlorid. Gendannes fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Wikipedia. (2018). Natriumchlorid. Taget fra: en.wikipedia.org
6. Amerikanske elementer. (2018). Natriumchlorid. Taget fra: americanelements.com