Uhličitanu sodného (Na 2 CO 3) je anorganická soľ sodíka, alkalických kovov a kyseliny uhličitej. To je tiež známe po celom svete ako soda popol. Jazerá a sopečné činnosti obohatili pôdu sodíkom, z ktorého boli rastliny vyživované; potom po požiari tieto rastliny šíria uhličitanový popol.
Ako táto soľ vzniká z kovového sodíka? Čistý sodík má valenčnú konfiguráciu 3 s 1 . Elektrón orbitálu 3s 1 je ľahko oddeliteľný od iných prírodných prvkov (ako je síra, kyslík, chlór, fluór atď.), Pričom tvoria minerálne zlúčeniny, na ktorých sa zúčastňuje stabilný ión Na + .
Na + je v týchto tuhých látkach sprevádzaný inými iónovými druhmi; Z nich je uhličitan sodný v prírode iba jeden. Odvtedy sa používa vo všetkých civilizáciách po celé veky. Tieto civilizácie našli v tomto šedivom bielom prášku prospešné vlastnosti pre svoje domovy a svojich ľudí.
Tieto vlastnosti označili jeho použitie, ktoré si dnes zachováva tradičné aspekty minulosti a iné sa prispôsobujú súčasným potrebám.
Uhličitan sodný je v prírode veľmi bohatý a možno aj na iných územiach mimo planéty Zem, napríklad v niektorých mesiacoch slnečnej sústavy.
vzorec
Chemický vzorec pre uhličitanu sodného Na 2 CO 3 . Ako sa interpretuje? To znamená, že v kryštalická pevná látka, pre každú CO 3 2- iónov existujú dva Na + ióny .
štruktúra
Horný obrázok ukazuje štruktúru Na 2 CO 3 anhydridu kyseliny (tiež nazývaný kalcinovaná sóda). Purpurové gule zodpovedá Na + iónov , zatiaľ čo čierna a červená guľa zodpovedajú CO 3 2- iónov .
Uhličitanové ióny majú plochú trigonálnu štruktúru a ich vrcholy majú atómy kyslíka.
Obrázok poskytuje panorámu pri pohľade z vyššej roviny. Systému Na + ióny sú obklopené šiestimi atómami kyslíka, pochádzajúce z CO 3 2- ióny . To znamená, že v Na 2 CO 3 spĺňa anhydrid sodného osemstenu koordinačné geometrie (je zatvorený v centre oktaéder).
Táto štruktúra je však tiež schopná pojať molekuly vody a interagovať vodíkovými väzbami so vrcholmi trojuholníkov.
V skutočnosti, hydráty 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, a ďalšie), sú väčšie množstvo, než je bezvodá soľ.
Thermonatrite (Na 2 CO 3 · H 2 O), kysličník sodný (Na 2 CO 3 · 10H 2 O) a TRON (Na 3 (HCO 3 ) (CO 3 ) · 2H 2 O sú hlavné prírodné zdroje uhličitanu sodík, najmä minerálna trona, zastúpená na prvom obrázku.
aplikácia
Uhličitan sodný plní početné funkcie v ľuďoch, domácnostiach a priemysle, pričom medzi tieto funkcie patrí:
- Uhličitan sodný sa používa v mnohých čistiacich prostriedkoch. Je to kvôli jeho dezinfekčnej kapacite, jej schopnosti rozpúšťať tuky a jej vlastnostiam zmäkčiť vodu. Je súčasťou pracích prostriedkov používaných v práčovniach, automatických umývačkách riadu, čistiacich prostriedkov na sklo, odstraňovačoch škvŕn, bielidiel atď.
- Dezinfekčný prostriedok na uhličitan uhličitý sa môže používať na tvrdých povrchoch, ktoré nie sú drsné, ako sú podlahy, steny, porcelán a vane, s výnimkou sklenených vlákien a hliníka, ktoré ním môžu byť poškriabané.
- Používa sa v niektorých potravinách, aby sa zabránilo spekaniu, ktoré sa v nich môže vyskytnúť.
- Nachádza sa v rôznych výrobkoch osobnej starostlivosti, ako sú perličkové kúpele, zubné pasty a mydlá.
- Používa sa v sklárskom priemysle kvôli svojej schopnosti rozkladať silikáty.
- Používa sa pri údržbe bazénov, kde vykonáva dezinfekčnú funkciu a reguláciu pH.
- U ľudí sa používa terapeuticky na liečbu pálenia záhy a dermatitídy.
- Vo veterinárnom lekárstve sa používa na liečbu kožných ochorení a čistenie pokožky.
Ako sa to robí?
Uhličitan sodný sa môže vyrábať pomocou soľanky z morí a vápenca (CaCO 3 ) v procese Solvay. Na obrázku vyššie je znázornená schéma postupu, ktorá ukazuje výrobné cesty, ako aj činidlá, medziprodukty a produkty. Reagencie sú napísané zelenými písmenami a produkty červenými písmenami.
Sledovanie týchto reakcií môže byť trochu zložitejšie, ale celková rovnica, ktorá označuje iba reaktanty a produkty, je:
2NaCl (aq) + CaCO 3 (y) <=> Na 2 CO 3 (y) + CaCl 2 (aq)
CaCO 3 má veľmi stabilnú kryštalickú štruktúru, takže sa stále vyžaduje veľa energie, aby sa rozkladať na CO 2 . Okrem toho, tento proces vytvára veľké množstvo Cacia 2 (chlorid vápenatý) a iných nečistôt, ktorých vypúšťanie ovplyvňujú kvalitu vôd a životného prostredia.
Existujú aj iné spôsoby výroby uhličitanu sodného v priemyselnom prostredí, ako sú procesy Hou a Leblanc.
V súčasnosti je udržateľné získať ho z prírodných minerálov, z ktorých je trojica najhojnejšia.
Na druhej strane tradičnejšia metóda spočívala v pestovaní a spaľovaní rastlín a rias bohatých na sodík. Potom sa popol kúpel vodou a podrobil zahrievaniu, až kým sa nezískal produkt. Odtiaľ prišiel slávny sodový popol.
vlastnosti
Na 2 CO 3 je bez zápachu, hygroskopická biela pevná látka s molekulovou hmotnosťou 106 g / mol a o hustote 2,54 g / ml pri 25 ° C.
Jeho vlastnosti sa menia, keď do svojej kryštalickej štruktúry začleňuje molekulu vody. Pretože voda môže tvoriť vodíkové väzby a ióny medzi nimi „vytvárajú priestor“, objem kryštálu sa zvyšuje a hustota hydrátu klesá. Napríklad pre Na 2 CO 3 · 10H 2 O, jeho hustota je 1,46 g / ml.
Na 2 CO 3 topí pri 851 ° C, rozkladajúce sa podľa nasledujúcej rovnice:
Na 2 CO 3 (S) => na 2 O (y) + CO 2 (g)
Opäť platí, že aj keď CO 3 2 a Na + ióny sa líšia vo veľkosti, ich elektrostatické interakcie sú veľmi účinné a udržiavať stabilnú kryštálovú mriežku.
Molekuly vody „zasahujú“ do týchto interakcií, a preto sú hydráty náchylnejšie na rozklad než anhydrid.
Je to zásaditá soľ; to znamená, že keď sa rozpustí vo vode, vytvorí roztok s pH vyšším ako 7. Je to spôsobené hydrolýzou CO 3 2– , ktorej reakcia uvoľňuje OH - v médiu:
CO 3 2- (aq) + H 2 O (l) <=> HCO 3 - (aq) + OH - (aq)
Je veľmi rozpustný vo vode a v polárnych rozpúšťadlách, ako je glycerol, glycerín, acetón, acetáty a tekutý amoniak.
Referencie
- Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chémia. V Prvkoch skupiny 1. (Štvrté vydanie., S. 265). Mc Graw Hill.
- scifun.org. (2018). Uhličitan sodný a uhličitan sodný. Zdroj: 8. apríla 2018, z: scifun.org
- Wikipedia. (2018). Uhličitan sodný. Zdroj: 8. apríla 2018, z: en.wikipedia.org
- PubChem. (2018). Uhličitan sodný. Zdroj: 8. apríla 2018, z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ciner Resources Corporation. (2018). Soda Ash. Načítané 8. apríla 2018, z: ciner.us.com
- Qniemiec. (7. mája 2010). Solvay proces. , Obnovené z: Wikimedia.org
- Peltier K. (3. júla 2018). Všetko, čo potrebujete vedieť o uhličitane sodnom. Našiel sa 8. apríla 2018 z: thespruce.com
- Čistý priemysel. (2018). Uhličitan sodný - použitie uhličitanu sodného. Zdroj: 8. apríla 2018, z: science.jrank.org