NATRIJEV KLORID (NACL): ZGRADBA, LASTNOSTI, UPORABE - KEMIJA - 2026

Natrijev klorid , znan tudi kot kuhinjske soli ali kuhinjske soli, je binarna anorganska sol alkalijske kovine natrijev in klora halogena. Je največja sestavina jedilne soli, njena mineralna oblika pa je znana kot halit. Njegova molekularna formula je NaCl in opisuje stehiometrični delež njegovih ionov (Na ⁺ Cl ^- ), ne pa deleža diskretne molekule (Na-Cl)

Natrijev klorid je bela kristalna trdna snov, ki nastane s kombinacijo natrija, srebrno bele kovine, ki silovito reagira z vodo, in elementa klora, strupenega, jedkega in bledo zelenega plina.

Vir: Pixabay

Zgornja slika prikazuje porcijo NaCl kristalov. Kako je mogoče, da iz dveh tako nevarnih elementov, kot sta Na in Cl ₂ , nastane jedilna sol? Prvič, kemijska enačba za njen nastanek je:

2Na (s) + Cl ₂ (g) => 2NaCl (s)

Odgovor je v naravi vezi v NaCl. Kot ionski, lastnosti Na ⁺ in Cl ^- so diagonalno razlikujejo od tistih njihovih nevtralnih atomov.

Natrij je bistven element, vendar v svoji ionski obliki. Na ⁺ je glavni zunajcelični kation s koncentracijo približno 140 mEq / l in skupaj s pripadajočima aniona Cl ^- in HCO ₃ ^- (bikarbonat) glavni odgovorni za vrednost osmolarnosti in zunajcelične prostornine .

Poleg tega je Na ⁺ odgovoren za nastajanje in izvajanje živčnega impulza v nevronskih aksonih, pa tudi za začetek krčenja mišic.

NaCl se že od antičnih časov uporablja za aromatiziranje hrane in konzerviranje mesa zaradi svoje sposobnosti ubijanja bakterij in preprečevanja kvarjenja.

Potreben je tudi za proizvodnjo natrijevega hidroksida (NaOH) in molekularnega klora (Cl ₂ ), ki NaCl reagira z vodo pod hidrolizo:

2H ₂ O (l) + 2 NaCI (i) => 2NaOH (aq) + Cl ₂ (g) + H ₂ (g)

H ₂ (g) in NaOH se kopičita na katodi (-) . Medtem se na anodi (+ ) nabira Cl ₂ (g). Natrijev hidroksid se uporablja pri izdelavi mil in klor pri izdelavi PVC plastike.

Struktura natrijevega klorida

Vir: Avtor: Solid State, Wikimedia Commons

Na zgornji sliki je predstavljena kompaktna kubična struktura natrijevega klorida. Prostorne zelene krogle ustrezajo Cl ^- anionom , bele pa Na ⁺ kationom . Upoštevajte, kako je kristal NaCl sestavljen iz mreže ionov, razporejenih po njihovih elektrostatičnih interakcijah v razmerju 1: 1.

Čeprav so na sliki prikazane palice, vezi niso kovalentne, ampak ionske. Uporaba palic je uporabna, ko prikazuje koordinacijsko geometrijo okoli iona. Na primer, v primeru NaCl vsaka Na ⁺ je obdan s šestimi Cl ^- (oktaedra bele barve), in vsak Cl ^- šestih Na ⁺ (oktaeder zelene barve).

Zato ima koordinacijo (6,6), katere številke kažejo, koliko sosedov obkroža vsak ion. Številka na desni označuje sosede Na ⁺ , na levi strani pa tiste Cl ^- .

Druge predstavitve izpuščajo uporabo palic za poudarjanje oktaedrskih praznin v strukturi, ki so posledica intersticijskega prostora med šestimi pakiranimi Cl ^- anioni (ali Na ⁺ kationi ). Ta razporeditev je opaziti pri drugih mono (MX) ali večatomskih anorganskih solih in se imenuje dragulja sol.

Enota celica

Enota celice kamene soli je kubična, a katere kocke jo natančno predstavljajo na zgornji sliki? Odgovor so oktaedri. Obe pokrivata skupno celico, sestavljeno iz štirih majhnih kock.

Te kocke imajo dele ionov na njihovih vrhovih, robovih in straneh. Če pogledamo natančno, je en Na ⁺ ion nameščen v središču, dvanajst pa jih je na robovih. Iona na robu lahko delijo štiri kocke. Torej obstajajo 4 Na ⁺ ioni (12 × 1/4 + 1 = 4).

Za ione Cl ^- osem je nameščenih v konicah in šest na robovih. Ker ioni, postavljeni v točki, delijo prostor z osmimi drugimi kockami, na robovih s šestimi pa imamo 4 Cl ^- ione (8 × 1/8 + 6 × 1/2 = 4).

Zgornji rezultat se razlaga tako: v enoti celice NaCl so štirje Na ⁺ kationi in štirje Cl ^- anioni ; delež, ki se ujema s kemijsko formulo (en Na ⁺ za vsak Cl ^- ).

Lastnosti

Molekularna formula

NaCl.

Molekularna teža

58,44 g / mol.

Fizični opis

Kristalna trdna snov.

Barva

Prozorni brezbarvni kristali ali beli kristalni prah.

Okus

Slan.

Vrelišče

2,575 ° F pri 760 mmHg.

1.465 ° C.

Tališče

1.484 ° F (800.7 ° C).

Tako vrelišče kot tališče odsevata toploto, potrebno za premagovanje kristalne energije rešetke. Zato te meritve potrjujejo ionski značaj NaCl.

Topnost v vodi

Več kot 100 mg / ml pri 68 ° F.

36,0 g / 100 ml pri 25 ° C.

V resnici gre za higroskopsko sol, ki zadržuje vlago iz okolja.

Topnost v organskih topilih

0,065 g / 100 ml etanola pri 25 ° C; 10 g / 100 g glicerola pri 25 ° C; 2,15 g / 100 ml tekočega amoniaka pri 40 ° C; 1,4 g / 100 ml metanola pri 25 ° C; 7,15 g / 100 etilen glikola pri 25 ° C in 5,21 g / 100 g mravljinčne kisline pri 25 ° C.

Gostota

2,165 g / cm ³ pri 77 ° C.

Parni tlak

1 mmHg pri 1,589 ° F.

Stabilnost

Stabilen je v priporočenih pogojih skladiščenja.

Razgradnja

Pri segrevanju na visoke temperature se razgradi, pri čemer se sproščajo hlapi klorovodikove kisline in dinatrijevega oksida.

Viskoznost

Viskoznost nasičenih raztopin 1,93 mPa-s.

Korozija

Je jedko za številne kovine.

pH

6,7 do 7,3 v vodni raztopini.

Prijave

V hrani

-Na natrijev klorid se že od antičnih časov uporablja za izboljšanje okusa hrane in ohranjanje. Soljenje mesa je način, da ga ohranimo pred bakterijskim delovanjem, saj zavira razgradnjo beljakovin.

-Po drugi strani sol poveča osmolarnost okoli mesa, kar povzroči absorpcijo z osmozo vode bakterij, kar povzroči njihovo izločanje.

Industrijske uporabe

Prehrambena industrija

-V prehrambeni industriji se sol uporablja kot ojačevalec arome, dodatek za nadzor fermentacije, sredstvo za nadzor teksture in razvijalka barv. Na primer, doda se sol, da se izkaže barva v slanini, šunki in drugih mesnih izdelkih.

-Sol služi kot vezivo pri izdelavi klobas. Prispeva k nastanku vezivnega gela, sestavljenega iz mesa, maščob in vlage.

-Za predelavo moke za pripravo kruha dodamo sol med peko, da nadzorujemo hitrost razvaljanja krušnega testa. Uporablja se tudi za krepitev glutena in kot ojačevalec okusa, pa tudi kot nadev iz pekovskih izdelkov.

-Uporabljajo se v proizvodnji žit za zajtrk, mešanih ali pripravljenih mok, krompirjevega čipsa, hrane za pse in mačke itd.

Kemijska sinteza

-Natrijev klorid se uporablja kot surovina pri proizvodnji natrijevega hidroksida in klora, ki sta koristna v številnih kemičnih industrijah.

-Sal se uporablja pri predelavi različnih kovin, na primer aluminija, bakra, jekla in vanadija. Uporablja se tudi za izdelavo natrijevega klorata, ki se kasneje uporablja pri sintezi klorovega dioksida, belila na osnovi kisika. Klorov dioksid je okolju manj škodljiv kot druga belila.

V usnjarski industriji

-Sal se uporablja za zaviranje delovanja bakterij znotraj kože, kot tudi za pomoč pri njihovi rehidraciji.

V tekstilni industriji

-Sol se uporablja kot obloga pri barvanju tkanin. Uporablja se kot slanicno sredstvo za odstranjevanje organskih onesnaževalcev in ustvarjanje pozitivnega naboja na površini tkanin, ki omogoča negativno nabiti barvila.

V naftni industriji

- Pri raziskovanju nafte in plina je sol pomemben sestavni del tekočin za vrtanje. Uporablja se za flokulacijo in povečanje gostote vrtalnih tekočin, kar omogoča premagovanje visokih tlakov plina v vrtinah, ki jih je treba doseči. Poleg tega sol ohranja nasičenost tekočine za vrtanje.

-Sol pomaga pri zgoščanju tal, na katerih so zgrajene ceste. Zmanjša premik, ki ga v podzemlju povzročajo spremembe vlažnosti in avtomobilski promet.

V domu

Sol se uporablja z drgnjenjem v čistilne površine, lonce in ponve. Tudi pri preprečevanju plesni in kot odstranjevalec madežev. Uporablja se tudi v številnih znamkah šampona in zobne paste.

Druge uporabe

Na cestah

-V pričakovanju snežnih padavin so ceste pokrite s slanico, kar preprečuje vezavo ledu na cestno površino. Za odtajevanje uporabimo mešanico slanice in soli, včasih pa dodamo še druge kemične sestavine, kot sta magnezijev ali kalcijev klorid. Uporaba soli in slanice ni učinkovita pri temperaturah pod -10 ° C.

Dodajanje soli povzroči zmanjšanje krioskopske točke, kolizijske lastnosti raztopin, s čimer na določen način ovira nastanek ledu.

-Zaradi higroskopnega stanja se sol uporablja kot poceni sredstvo za sušenje.

V smolah, ki se uporabljajo za mehčanje vode

Trda voda vsebuje ione kalcija in magnezija, ki ovirajo delovanje mila in povzročajo nanose alkalnih materialov na različno opremo in cevi. Pri mehčanju vode se uporabljajo ionske izmenjevalne smole. Sol se uporablja pri pripravi in ​​regeneraciji smol.

V gasilnih aparatih

Natrijev klorid se uporablja v gasilnih aparatih za gašenje požarov, v katerih so prisotne gorljive kovine, kot so magnezij, kalij, natrij in NK zlitine.

Sol deluje kot hladilnik in tvori tudi skorjo, ki omejuje dostop kisika do ognja.

V kozarcih

Kristali natrijevega klorida se uporabljajo v optičnih komponentah, kot so okna in prizme, zlasti za infrardečo svetlobo. Ker pa je sol zelo higroskopna, nastane neke vrste mraz, ki prekriva leče. Zaradi tega so leče natrijevega klorida nadomestile leče z cinkovim selenidom (ZnSe).

Terapevtske namene

Oskrbite s pomanjkanjem soli v telesu

-Če pride do izčrpavanja telesa Na ⁺ v telesu , ga moramo nadomestiti, da ohranimo zunajtelesno osmolarnost, živčno prevodnost in krčenje mišic.

-NaCl se uporablja za zdravljenje in preprečevanje pomanjkanja natrija in klora, ki je posledica prekomernega znojenja med izpostavljenostjo visokim temperaturam. Uporablja se tudi pri čezmerni diurezi ali preveliki omejitvi vnosa fiziološke raztopine.

-Parenteralna oskrba s 045% raztopino NaCl se uporablja pri zdravljenju hiperosmolarne sladkorne bolezni. Izpolnjuje rehidracijsko funkcijo in služi za oceno stanja delovanja ledvic.

- injekcije hipertoničnih raztopin s koncentracijo NaCl večjo od 0,9% w / v,

- Uporabljajo se, kadar pride do močnega izčrpavanja Na ⁺ , ki je obnovitev bistvenega iona. Ta hiponatremija je lahko posledica zdravljenja s prostimi elektroliti ali s koncentracijo Na ⁺ .

Hiponatremijo lahko povzroči tudi čezmeren vnos vode, ki je ne nadzoruje neustrezno delovanje ledvic.

Pri nekonvencionalnem zdravljenju in uporabi

-NaCl inhalacijske raztopine se uporabljajo za redčenje zdravil, ki se uporabljajo med postopkom nebulizacije. Uporablja se tudi za izpiranje sapnikov in namakanje. 0,9% fiziološka raztopina se uporablja v razpršilah za nos.

-20% raztopine NaCl se uporabljajo za intraamniotsko transabdominalno namestitev, kar povzroči pozni splav v drugem trimesečju nosečnosti.

-Natrijev klorid se lahko uporablja kot lokalni antiseptik. Zahvaljujoč svoji osmotski sposobnosti lahko dehidrira širok spekter virusov in bakterij v nerazpršenem stanju; zato se uporablja kot boleč antiseptik za razkuževanje ran.

Toksičnost

Zaužitje

Škodljivo vpliva na zdravje le, če je vnos velik in dlje časa. V teh okoliščinah bi se hipernatremija pojavila s posledičnim povečanjem zunajceličnega volumna, kar bi vodilo v arterijsko hipertenzijo.

Draženje in fizični stik

Toksično vpliva le, če je vdihavanje zelo veliko. Prekomerni stik s kožo lahko povzroči suhost. Končno povzroči kratkotrajno draženje ob stiku z očmi.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja., Str. 84, 90, 93, 263). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemija. (8. izd.). CENGAGE Učenje, str 482–483.
3. Natrijev klorid. (2018). Natrijev klorid: koristi, uporabe, lastnosti, tveganja. Vzeto iz: natrijev klorid.org
4. PubChem. (2018). Natrijev klorid. Pridobljeno: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Wikipedija. (2018). Natrijev klorid. Izvedeno iz: en.wikipedia.org
6. Ameriški elementi. (2018). Natrijev klorid. Vzeto iz: americanelements.com