Natrij karbonata (Na 2 CO 3) je anorganska sol natrija, alkalijski metali i ugljične kiseline. U svijetu je poznata i kao soda pepeo. Jezera i vulkanske aktivnosti obogatile su tlo natrijom, od čega su se biljke njegovale; zatim, nakon požara, ove biljke šire karbonatni pepeo.
Kako ta sol nastaje iz metalnog natrija? Čisti natrij ima 3s 1 konfiguraciju valencije. Elektron od 3s 1 orbitalno lako odvaja od ostalih prirodnih elemenata (kao što su sumpor, kisik, klor, fluor, itd), formiranje mineralnih spojeva u kojima je stabilno ion Na + sudjeluje.
Na + su popraćene drugim ionskim vrstama u tim krutinama; Od njih je natrijev karbonat još samo jedan u prirodi. Od tada se koristi u svim civilizacijama kroz stoljeća. Te su civilizacije u ovom sivkasto bijelom prahu pronašle korisna svojstva za svoje domove i ljude.
Ova svojstva obilježila su njegovu uporabu koja danas održava tradicionalne aspekte prošlosti, a druga se prilagođava trenutnim potrebama.
Natrijev karbonat je u prirodi vrlo bogat, a možda i na drugim teritorijima izvan planete Zemlje, poput nekih mjeseci Sunčevog sustava.
Formula
Kemijska formula za natrij karbonat je Na 2 CO 3. Kako se tumači? To znači da u kristalnoj krutini za svaki CO 3 2– ion postoje dva Na + iona.
Struktura
Gornja slika prikazuje strukturu Na 2 CO 3 anhidrid (koji se naziva kalcinirana soda). Ljubičasta sfera odgovara Na + ionima, dok crna i crvena sfera odgovaraju CO 3 2 ionima.
Karbonatni ioni imaju ravnu trigonalnu strukturu s atomima kisika u njihovim vrhovima.
Slika pruža panoramu vidljivu s više razine. Ioni Na + okruženi su sa šest atoma kisika, koji dolaze iz iona CO 3 2-. To jest, u Na 2 CO 3 anhidrida natrij susreće oktaedarskog geometriju koordinacijski (opasan u središtu jednog octahedron).
Međutim, ova je struktura također sposobna primiti molekule vode, međusobno komunicirajući vodikovim vezama s vrhovima trokuta.
Zapravo, hidrate 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, i drugi) su mnogo obilnija nego bezvodnog soli.
Termonatrit (Na 2 CO 3 · H 2 O), natron (Na 2 CO 3 · 10H 2 O) i tron (Na 3 (HCO 3) (CO 3) · 2H 2 O glavni su prirodni izvori karbonata natrij, posebno mineral trona predstavljen na prvoj slici.
Prijave
Natrijev karbonat ispunjava brojne funkcije u ljudima, kućama i industriji, među tim se funkcijama ističu:
- Natrijev karbonat koristi se u mnogim proizvodima za čišćenje. To je zbog sposobnosti dezinfekcije, njegove sposobnosti otapanja masti i svojstva omekšavanja vode. Dio je deterdženata koji se koriste u praonicama, automatskim mašinama za pranje posuđa, sredstvima za čišćenje stakla, sredstvima za uklanjanje mrlja, izbjeljivačima itd.
- Dezinfekcijsko sredstvo s karbonatom može se koristiti na grubim tvrdim površinama, poput poda, zidova, porculana i kade, s izuzetkom stakloplastike i aluminija, koji se po njemu mogu ogrebati.
- Koristi se u nekim namirnicama kako bi se izbjeglo pogače koje se u njima mogu pojaviti.
- Prisutan je u raznim proizvodima za osobnu njegu, poput kupki s mjehurićima, pasta za zube i sapuna.
- Koristi se u industriji stakla zbog njegove sposobnosti razgradnje silikata.
- Koristi se za održavanje bazena u kojima obavlja funkciju dezinficijensa i regulacije pH.
- Kod ljudi se terapeutski koristi u liječenju žgaravice i dermatitisa.
- U veterini se koristi u liječenju ringworm i čišćenju kože.
Kako se to radi?
Natrijev karbonat može se proizvesti rastvorom soli iz mora i vapnenca (CaCO 3) u procesu Solvay. Na slici iznad prikazana je shema postupka koja pokazuje proizvodne puteve, kao i reagense, posrednike i proizvode. Reagensi su napisani zelenim slovima, a proizvodi crvenim slovima.
Praćenje ovih reakcija može postati malo varljivo, ali sveukupna jednadžba koja označava samo reaktante i proizvode je:
2NaCl (aq) + CaCO 3 (s) <=> Na 2 CO 3 (s) + CaCl 2 (aq)
CaCO 3 ima vrlo stabilnu kristalnu strukturu, pa neprestano zahtijeva puno energije da bi se razgradio u CO 2. Pored toga, ovim postupkom nastaju velike količine CaCl 2 (kalcijev klorid) i druge nečistoće, čije izbacivanje utječe na kvalitetu voda i okoliša.
Postoje i druge metode proizvodnje natrijevog karbonata u industrijskim uvjetima, poput Hou i Leblanc procesa.
Danas ga je održivo dobiti od svojih prirodnih minerala, od kojih je trona najzastupljenija.
S druge strane, tradicionalnija metoda sastojala se od uzgoja i spaljivanja biljaka i algi bogatih natrijumom. Zatim se pepeo okupa vodom i podvrgne grijanju dok se ne dobije proizvod. Odavde je nastao čuveni soda pepeo.
Svojstva
Na 2 CO 3 je bez mirisa, higroskopne krutine bijele boje s molekulskom masom od 106 g / mol i gustoćom od 2.54 g / ml pri 25 ° C.
Njegova se svojstva mijenjaju jer uključuje molekulu vode u svoju kristalnu strukturu. Budući da voda može formirati vodikove veze i ioni "čine prostor" između njih, volumen kristala raste i gustoća hidrata se smanjuje. Na primjer, za Na 2 CO 3 · 10H 2 O, njegova gustoća je 1,46 g / ml.
Na 2 CO 3 topi na 851 ºC, raspadaju prema sljedećoj jednadžbi:
Na 2 CO 3 (S) => na 2 O (s) + CO 2 (g)
Opet, iako se ioni CO 3 2 i Na + razlikuju po veličini, njihove elektrostatičke interakcije vrlo su učinkovite i održavaju stabilnu kristalnu rešetku.
Molekule vode "ometaju" ove interakcije, i kao rezultat toga, hidrati su osjetljiviji na raspad nego anhidrid.
To je osnovna sol; to jest, kada se otopi u vodi, stvara otopinu s pH većim od 7. To je posljedica hidrolize CO 3 2–, čija reakcija oslobađa OH - u mediju:
CO 3 2- (aq) + H 2 O (l) <=> HCO 3 - (aq) + OH - (aq)
Vrlo je topiv u vodi i u polarnim otapalima, poput glicerola, glicerina, acetona, acetata i tekućeg amonijaka.
Reference
- Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. U Elementi grupe 1. (Četvrto izdanje, str. 265). Mc Graw Hill.
- scifun.org. (2018.). Natrijev hidrogenkarbonat i natrijev karbonat. Preuzeto 8. travnja 2018. s: scifun.org
- Wikipedia. (2018.). Natrijev karbonat. Preuzeto 8. travnja 2018. s: en.wikipedia.org
- Pubchem. (2018.). Natrijev karbonat. Preuzeto 8. travnja 2018. s: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ciner Resources Corporation. (2018.). Soda pepeo. Preuzeto 8. travnja 2018. s: ciner.us.com
- Qniemiec. (7. svibnja 2010.). Solvajski postupak., Oporavilo sa: Wikimedia.org
- Peltier K. (3. srpnja 2018.). Sve što trebate znati o natrijevom karbonitu. Preuzeto 8. travnja 2018. s: thespruce.com
- Neto industrije. (2018.). Natrijev karbonat - upotreba natrijevog karbonata. Preuzeto 8. travnja 2018. s: science.jrank.org