Структура карбонату натрію (Na2CO3), використання та властивості



The карбонат натрію (Na2CO3) Це неорганічна сіль натрію, лужного металу і вуглекислоти. Він також відомий у всьому світі як кальцинований сода. Озера і вулканічна діяльність збагачували ґрунти натрієм, з яких рослини харчувалися; потім, після пожежі, ці рослини розкидали карбонатний попіл.

Як виникає ця сіль металевого натрію? Чистий натрій має валентну конфігурацію [Ne] 3s1. Електрон 3s орбіталі1 легко виділяється іншими елементами природи (такими як сірка, кисень, хлор, фтор тощо), утворюючи мінеральні сполуки, в яких бере участь стабільний іон+.

Na+ вона супроводжується іншими іонними видами в цих твердих тілах; З них карбонат натрію є лише ще одним присутнім в природі. З тих пір вона використовувалася у всіх цивілізаціях протягом століть. Ці цивілізації знаходили в цьому сірувато-білу пил корисні властивості для своїх будинків і їхніх людей.

Ці властивості позначили їх використання, які сьогодні підтримують традиційні аспекти минулого, а інші пристосовані до поточних потреб.

Карбонат натрію дуже багато в природі, і, можливо, також на інших територіях за межами планети Земля, таких як деякі з супутників Сонячної системи..

Індекс

  • 1 Формула
  • 2 Структура
  • 3 Використання
  • 4 Як це робиться??
  • 5 Властивості
  • 6 Посилання

Формула

Хімічна формула карбонату натрію - Na2CO3. Як це трактується? Це означає, що в кристалічному твердому тілі для кожного іона CO32- є два іони Na+.

Структура

У верхньому зображенні представлена ​​структура Na2CO3 ангідрид (також званий кальцинованою содою). Пурпурні сфери відповідають іонам Na+, в той час як чорний і червоний до іонів CO32-.

Карбонатні іони мають плоску тригональну структуру, причому атоми кисню в їхніх вершинах.

Зображення дає панораму, що видно з більш високого рівня. Іони Na+ вони оточені шістьма атомами кисню, що надходять з іонів CO32-. Тобто, в Na2CO3 Натрій ангідриду відповідає восьмигранної координаційної геометрії (він укладений в центрі октаедра).

Однак ця структура також здатна розміщувати молекули води, взаємодіючи водневими зв'язками з вершинами трикутників.

Фактично, Na гідрати2CO3  (Na2CO3· 10H2O, Na2CO3· 7H2O, Na2CO3· H2Або, а інші) більш рясні, ніж безводні солі.

Термоатрит (Na2CO3· H2O), натрон (Na2CO3· 10H2O) і стільчик (Na3(HCO3) (CO3) · 2H2Або вони є основними природними джерелами карбонату натрію, особливо мінеральної трони, представленої на першому зображенні.

Використання

Карбонат натрію виконує численні функції в людях, будинках і промисловості, серед таких функцій є:

- Карбонат натрію використовується у багатьох чистячих засобах. Це пов'язано з його дезінфікуючою здатністю, здатністю розчиняти жири і його властивістю розм'якшення води. Входить до складу мийних засобів, що використовуються в пральнях, автоматичних посудомийних машинах, засобах для очищення скла, плямах, відбілювачах і т.д..

- Карбонатний дезінфікуючий засіб може бути використаний на твердих, необроблених поверхнях, таких як підлоги, стіни, фарфор і ванни, за винятком скловолокно і алюміній, який можна подряпати.

- Він використовується в деяких харчових продуктах для запобігання злежуванню, що може виникнути в них.

- Вона присутня в різних засобах особистої гігієни, таких як ванни з міхура, зубні пасти та мило.

- Застосовується в скляній промисловості завдяки своїй здатності розкладати силікати.

- Застосовується при обслуговуванні плавальних басейнів, де виконується функція дезінфекції та регулювання рН.

- У людини його застосовують терапевтично в лікуванні кислотності і дерматиту.

- У ветеринарії застосовується при лікуванні стригучих лишай і очищення шкіри.

Як це робиться??

Карбонат натрію може бути виготовлений з використанням розсолу з морів і вапняку (CaCO3) у процесі Solvay. На верхньому зображенні показана схема процесу, що вказує шляхи виробництва, а також реагенти, посередники та продукти. Реагенти написані зеленими літерами, а вироби - червоними.

Наступні реакції можуть бути трохи складними, але глобальне рівняння, яке вказує лише реагенти та продукти, це:

2NaCl (водн.) + CaCO3s <=> Na2CO3(s) + CaCl2(ac)

CaCO3 Вона має дуже стабільну кристалічну структуру, тому постійно вимагає багато енергії, щоб розкласти її в СО2. Крім того, цей процес генерує великі кількості CaCl2 (хлорид кальцію) та інші домішки, викиди яких впливають на якість води та навколишнього середовища.

Існують також інші способи одержання карбонату натрію в промислових умовах, таких як процеси Hou і Leblanc.

На сьогоднішній день вона є стійкою для отримання її з природних мінералів.

З іншого боку, найбільш традиційним методом було вирощування і спалювання рослин і багатих натрієм водоростей. Потім золу купали водою і піддавали нагріванню до отримання продукту. Звідси виникли знамениті попели соди.

Властивості

Na2CO3 являє собою гігроскопічне біле тверде речовина, без запаху, з молекулярною масою 106 г / моль і щільністю 2,54 г / мл при 25 ° С.

Його властивості змінюються в міру включення молекули води в її кристалічну структуру. Оскільки вода може утворювати водневі мости і іони "відкритих просторів" між ними, об'єм кристала зростає і щільність гідрату зменшується. Наприклад, для Na2CO3· 10H2Або його щільність становить 1,46 г / мл.

Na2CO3 плавиться при 851 ° С, розкладаючись за наступним рівнянням:

Na2CO3(s) => Na2O (s) + CO2(g)

Знову ж таки, незважаючи на те, що CO іони32- і Na+ Вони відрізняються за розмірами, їх електростатичні взаємодії дуже ефективні і підтримують стабільну кристалічну мережу.

Молекули води "перешкоджають" цим взаємодіям і, як наслідок, гідрати більш чутливі до розкладання, ніж ангідрид.

Це основна сіль; тобто розчинений у воді генерує розчин з рН більше 7. Це обумовлено гідролізом СО32-, реакція якого вивільняє OH- посередині:

CO32-(ac) + H2O (l) <=> HCO3-(ac) + OH-(ac)

Він дуже розчинний у воді і в полярних розчинниках, таких як гліцерин, гліцерин, ацетон, ацетати і рідкий аміак..

Список літератури

  1. Shiver & Atkins. (2008). Неорганічна хімія В Елементах групи 1. (Четверте видання, стор 265). Mc Graw Hill.
  2. scifun.org (2018). Карбонат натрію і карбонат натрію. Отримано 8 квітня 2018 р. З: scifun.org
  3. Вікіпедія. (2018). Карбонат натрію. Отримано 8 квітня 2018 року з: en.wikipedia.org
  4. PubChem. (2018). Карбонат натрію. Отримано 8 квітня 2018 року з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  5. Корпорація Ciner Resources. (2018). Сода Аш Отримано 8 квітня 2018 р. З: ciner.us.com
  6. Qniemiec (7 травня 2010 року). Процес Solvay. [Малюнок] Отримано з: Wikimedia.org
  7. Пельтьє К. (3 липня 2018). Все, що потрібно знати про карбоніт натрію. Отримано 8 квітня 2018 р. З: thespruce.com
  8. Чисті галузі. (2018). Карбонат натрію - використання карбонату натрію. Отримано 8 квітня 2018 р. З: science.jrank.org