Nātrija karbonāts (Na 2 CO 3) ir neorganiska sāls nātrija, sārmu metāla un ogļskābe. Visā pasaulē to sauc arī par sodas pelniem. Ezeri un vulkāniskās aktivitātes bagātināja augsnes ar nātriju, no kuras augi tika baroti; tad pēc ugunsgrēka šie augi izplatīja karbonāta pelnus.
Kā šis sāls rodas no metāliskā nātrija? Tīram nātrijam ir 3s 1 valences konfigurācija . 3s 1 orbītas elektronu viegli atdala citi dabas elementi (piemēram, sērs, skābeklis, hlors, fluors utt.), Veidojot minerālu savienojumus, kuros piedalās stabils jons Na + .
Na + šajās cietās vielās pavada citas jonu sugas; No tiem nātrija karbonāts dabā ir tikai vēl viens. Kopš tā laika tas ir ticis izmantots visās civilizācijās visu laikmetu laikā. Šīs civilizācijas šajā pelēcīgi baltajā pulverī atrada derīgas īpašības viņu mājām un cilvēkiem.
Šīs īpašības iezīmēja tās lietojumu, kas mūsdienās uztur tradicionālos pagātnes aspektus, bet citi pielāgojas pašreizējām vajadzībām.
Nātrija karbonāts dabā ir ļoti bagātīgs un, iespējams, arī citās teritorijās ārpus Zemes, piemēram, dažos Saules sistēmas pavadoņos.
Formula
Nātrija karbonāta ķīmiskā formula ir Na 2 CO 3 . Kā tas tiek interpretēts? Tas nozīmē, ka kristāliskajā cietajā vielā uz katru CO 3 2– jonu ir divi Na + joni .
Uzbūve
Augšējā attēlā parādīta Na 2 CO 3 anhidrīda (saukta arī par kalcinētu sodu) struktūra. Violetā sfēra atbilst Na + joniem , bet melnā un sarkanā sfēra atbilst CO 3 2– joniem .
Karbonātu joniem ir plakana trigonāla struktūra ar skābekļa atomiem to virsotnēs.
Attēls nodrošina panorāmu, kas redzama no augstākas plaknes. Na + jonus ieskauj seši skābekļa atomi, kas nāk no CO 3 2– joniem . Tas ir, Na 2 CO 3 nātrija anhidrīds atbilst oktaedriskās koordinācijas ģeometrijai (tas ir ievietots oktaedra centrā).
Tomēr šī struktūra ir piemērota arī ūdens molekulām, mijiedarbojoties ar ūdeņraža saitēm ar trijstūru virsotnēm.
Faktiski Na 2 CO 3 hidrāti (Na 2 CO 3 · 10H 2 O, Na 2 CO 3 · 7H 2 O, Na 2 CO 3 · H 2 O un citi) ir daudz bagātīgāki nekā bezūdens sāls.
Termonatrīts (Na 2 CO 3 · H 2 O), natrons (Na 2 CO 3 · 10H 2 O) un trons (Na 3 (HCO 3 ) (CO 3 ) · 2H 2 O ir galvenie dabiskie karbonāta avoti) nātrijs, īpaši minerālu trona, kas attēlota pirmajā attēlā.
Lietojumprogrammas
Nātrija karbonāts pilda daudzas funkcijas cilvēkiem, mājām un rūpniecībai, starp šīm funkcijām izceļas:
- Nātrija karbonāts tiek izmantots daudzos tīrīšanas līdzekļos. Tas ir saistīts ar tā dezinfekcijas spēju, spēju izšķīdināt taukus un tā īpašību ūdens mīkstināšanai. Tā ir daļa no mazgāšanas līdzekļiem, kurus izmanto veļas mazgātavās, automātiskajās trauku mazgājamajās mašīnās, stikla tīrīšanas līdzekļos, traipu tīrīšanas līdzekļos, balinātājos utt.
- Karbonāta dezinfekcijas līdzekli var izmantot uz nelīdzenām cietām virsmām, piemēram, grīdām, sienām, porcelāna un vannām, izņemot stikla šķiedru un alumīniju, ko tas var saskrāpēt.
- To lieto dažos pārtikas produktos, lai izvairītos no sabiezēšanas, kas var rasties tajos.
- Tas atrodas dažādos personīgās higiēnas līdzekļos, piemēram, burbuļvannās, zobu pastās un ziepēs.
- To izmanto stikla rūpniecībā, pateicoties spējai sadalīt silikātus.
- To izmanto peldbaseinu uzturēšanā, kur tas veic dezinfekcijas un pH regulēšanas funkciju.
- Cilvēkiem to lieto terapeitiski grēmas un dermatīta ārstēšanā.
- Veterinārijā to lieto cirpējēdes ārstēšanai un ādas tīrīšanai.
Kā tas tiek darīts?
Nātrija karbonātu var ražot, Solvay procesā izmantojot jūras sālījumu un kaļķakmeni (CaCO 3 ). Augšējā attēlā ir parādīta procesa diagramma, norādot ražošanas ceļus, kā arī reaģentus, starpniekus un produktus. Reaģenti ir uzrakstīti ar zaļiem burtiem, bet produkti ar sarkaniem burtiem.
Šo reakciju izsekošana var kļūt nedaudz sarežģīta, bet kopējais vienādojums, kas norāda tikai reaģenti un produktus, ir šāds:
2NaCl (aq) + CaCO 3 (s) <=> Na 2 CO 3 (s) + CaCl 2 (aq)
CaCO 3 ir ļoti stabila kristāliska struktūra, tāpēc, lai to sadalītu CO 2 , tas pastāvīgi prasa daudz enerģijas . Turklāt šis process rada lielus CaCl 2 (kalcija hlorīds) un citus piemaisījumus, kuru noplūde ietekmē ūdeņu un vides kvalitāti.
Rūpniecības apstākļos ir arī citas nātrija karbonāta ražošanas metodes, piemēram, Hou un Leblanc procesi.
Mūsdienās to ir iespējams iegūt no dabīgajiem minerāliem, visaugstākais no tiem ir trona.
No otras puses, tradicionālāko metodi veidoja ar nātriju bagātu augu un aļģu audzēšana un dedzināšana. Pēc tam pelni tika mazgāti ar ūdeni un uzkarsēti, līdz produkts tika iegūts. No šejienes nāca slavenie sodas pelni.
Īpašības
Na 2 CO 3 ir bez smaržas, higroskopiska, balta cieta viela ar molekulmasu 106 g / mol un blīvumu 2,54 g / ml 25 ºC temperatūrā.
Tā īpašības mainās, jo tā kristāliskajā struktūrā iekļauj ūdens molekulu. Tā kā ūdens var veidot ūdeņraža saites un joni "veido atstarpi" starp tiem, palielinās kristāla tilpums un samazinās hidrāta blīvums. Piemēram, Na 2 CO 3 · 10H 2 O, tā blīvums ir 1,46 g / mL.
Na 2 CO 3 kūst pie 851 ºC, sadaloties pēc šāda vienādojuma:
Na 2 CO 3 (s) => Na 2 O (s) + CO 2 (g)
Kaut arī CO 3 2– un Na + joni atšķiras pēc lieluma, to elektrostatiskā mijiedarbība ir ļoti efektīva un uztur stabilu kristāla režģi.
Ūdens molekulas “nonāk” šo mijiedarbību ceļā, un rezultātā hidrāti ir vairāk pakļauti sadalīšanai nekā anhidrīdi.
Tas ir pamata sāls; tas ir, ja izšķīdināts ūdenī, tas rada šķīdumu ar pH ir lielāks par 7. Tas ir saistīts ar hidrolīzes CO 3 2- , kuru reakcija presei OH - vidējā:
CO 3 2– (aq) + H 2 O (l) <=> HCO 3 - (aq) + OH - (aq)
Tas labi šķīst ūdenī un polāros šķīdinātājos, piemēram, glicerīnā, glicerīnā, acetonā, acetātos un šķidrā amonjakā.
Atsauces
- Šiveris un Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija. 1. grupas elementos (ceturtais izdevums., 265. lpp.). Mc Graw Hill.
- scifun.org. (2018). Nātrija hidrogēnkarbonāts un nātrija karbonāts. Saņemts 2018. gada 8. aprīlī no: scifun.org
- Wikipedia. (2018). Nātrija karbonāts. Saņemts 2018. gada 8. aprīlī no: en.wikipedia.org
- PubChem. (2018). Nātrija karbonāts. Saņemts 2018. gada 8. aprīlī no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ciner Resources Corporation. (2018). Sodas pelni. Saņemts 2018. gada 8. aprīlī no vietnes: ciner.us.com
- Kniemieciec. (2010. gada 7. maijs). Solvay process. . Atgūts no: Wikimedia.org
- Peltjē K. (2018. gada 3. jūlijs). Viss, kas jums jāzina par nātrija karbonītu. Saņemts 2018. gada 8. aprīlī no vietnes: thespruce.com
- Tīkla nozares. (2018). Nātrija karbonāts - nātrija karbonāta lietojums. Saņemts 2018. gada 8. aprīlī no: science.jrank.org