NATRIJEV KLORID (NACL): STRUKTURA, SVOJSTVA, NAMJENE - KEMIJA - 2025

Natrijev klorid, također poznat kao zajednička sol ili kuhinjska sol je binarni anorganska sol alkalijskog metala natrija i klora halogena. To je najveća komponenta jestive soli i njen mineralni oblik poznat je kao halit. Njegova molekularna formula je NaCl, a opisuje stehiometrijski udio njegovih iona (Na ⁺ Cl ^-), a ne udio diskretne molekule (Na-Cl)

Natrijev klorid je bijela kristalna krutina koja nastaje kombinacijom natrija, srebrno bijelog metala, koji burno reagira s vodom, te elementa klora, otrovnog, korozivnog i blijedo zelenog plina.

Izvor: Pixabay

Gornja slika prikazuje dio NaCl kristala. Kako je moguće da se iz dva elementa opasna poput Na i Cl ₂, može stvoriti jestiva sol? Prvo, kemijska jednadžba nastanka je:

2Na (s) + Cl ₂ (g) => 2NaCl (s)

Odgovor leži u prirodi veze u NaCl. Budući da su ionski, svojstva Na ⁺ i Cl ^- dijagonalno se razlikuju od njihovih neutralnih atoma.

Natrij je vitalni element, ali u svom ionskom obliku. Na ⁺ je glavni izvanćelijski kation s koncentracijom od približno 140 mEq / l, a zajedno s pripadajućim anionima, Cl ^- i HCO ₃ ^- (bikarbonat) glavni su odgovorni za vrijednost osmolarnosti i vanćelijskog volumena, Pored toga, Na ⁺ je odgovoran za stvaranje i provođenje živčanog impulsa u neuronima aksona, kao i za pokretanje kontrakcije mišića.

NaCl se od davnina koristi za aromatiziranje hrane i očuvanje mesa, zbog njegove sposobnosti ubijanja bakterija i sprečavanja kvarenja.

Također je potrebno za proizvodnju natrij hidroksida (NaOH) i molekularnog klor (Cl ₂), reakcijom s NaCl u vodi hidrolize:

2H ₂ O (l) + 2 NaCl (s) => 2 NaOH (aq) + Cl ₂ (g) + H ₂ (g)

H ₂ (g) i NaOH akumuliraju na katodu (-). U međuvremenu, Cl ₂ (g) akumulira se na anodi (+). Natrijev hidroksid koristi se u proizvodnji sapuna, a klor u proizvodnji PVC plastike.

Struktura natrijevog klorida

Izvor: Solid State, iz Wikimedia Commons

Na gornjoj slici predstavljena je kompaktna kubična struktura natrijevog klorida. Voluminozne zelene sfere odgovaraju Cl ^- anionima, a bijele kalijama Na ⁺. Primijetite kako se NaCl kristal sastoji od mreže iona raspoređenih njihovim elektrostatičkim interakcijama u omjeru 1: 1.

Iako su na slici prikazane šipke, veze nisu kovalentne već ionske. Korištenje šipki je korisno kada pokazuje geometriju koordinacije oko iona. Na primjer, u slučaju NaCl svaki Na ⁺ je okružen sa šest Cl ^- (oktaedra bijele boje), a svaki Cl ^- od šest Na ⁺ (oktaedrom zelene boje).

Dakle, on ima koordinaciju (6,6) čiji brojevi označavaju koliko susjeda okružuje svaki ion. Broj s desne strane označava Na ⁺ susjede, dok lijevi označava one od Cl ^-.

Ostali prikazi izostavljaju upotrebu šipki za označavanje oktaedralnih praznina u strukturi koje nastaju iz međuprostornog prostora između šest pakiranih Cl ^- aniona (ili Na ⁺ kationa). Taj raspored je promatran u drugim mono (MX) ili višeatomatskim anorganskim solima, a naziva se gem soli.

Jedinica ćelija

Jedinica ćelije kamene soli je kubična, ali koje kockice to točno predstavljaju na gornjoj slici? Oktaedri daju odgovor. Oboje pokrivaju ukupnu ćeliju koja se sastoji od četiri male kocke.

Ove kocke imaju dijelove iona na vrhovima, rubovima i licima. Jednom gledano, jedan Na ⁺ ion nalazi se u središtu, a dvanaest na rubovima. Ion na rubu može se dijeliti s četiri kocke. Dakle, postoje 4 Na ⁺ iona (12 × 1/4 + 1 = 4).

Za Cl ^- ione osam je smješteno na vrhovima i šest na rubovima. Kako ioni smješteni na vrhovima dijele prostor s osam drugih kockica, a na rubovima sa šest, imamo 4 Cl ^- iona (8 × 1/8 + 6 × 1/2 = 4).

Gornji rezultat tumači se na sljedeći način: u jedinici NaCl nalaze se četiri Na ⁺ kationa i četiri Cl ^- aniona; udio koji se podudara s kemijskom formulom (jedan Na ⁺ za svaki Cl ^-).

Svojstva

Molekularna formula

NaCl.

Molekularna težina

58,44 g / mol.

Fizički opis

Kristalna krutina.

Boja

Prozirni bezbojni kristali ili bijeli kristalni prah.

Ukus

Slano.

Vrelište

2,575 ° F na 760 mmHg.

1.465 ° C.

Talište

1.484 ° F (800.7 ° C).

Točka ključanja i talište odražavaju toplinu potrebnu za savladavanje kristalne energije rešetke. Stoga ova mjerenja potvrđuju ionski karakter NaCl.

Topnost u vodi

Veće ili jednako 100 mg / ml pri 68 ° F.

36,0 g / 100 ml na 25 ° C.

To je u stvari higroskopna sol koja zadržava vlagu iz okoliša.

Topljivost u organskim otapalima

0,065 g / 100 ml etanola na 25 ° C; 10 g / 100 g glicerola pri 25 ° C; 2,15 g / 100 ml tekućeg amonijaka pri 40 ° C; 1,4 g / 100 ml metanola na 25 ° C; 7,15 g / 100 etilen glikola na 25 ° C i 5,21 g / 100 g mravlje kiseline na 25 ° C.

Gustoća

2,165 g / cm ³ na 77 ° C.

Tlak pare

1 mmHg pri 1.589ºF.

Stabilnost

Postojan je u preporučenim uvjetima skladištenja.

Raspad

Pri zagrijavanju na visoke temperature raspada se, emitirajući pare klorovodične kiseline i dinatrijevog oksida.

Viskoznost

Viskoznost zasićenih otopina 1,93 mPa-s.

korozija

Korozivno je na mnoge metale.

pH

6,7 do 7,3 u vodenoj otopini.

Prijave

U hrani

-Natrijev klorid se od davnina koristi za poboljšanje ukusa hrane i očuvanje istih. Soliti meso način je da se sačuva od bakterijskog djelovanja, jer odgađa razgradnju proteina.

-S druge strane, sol povećava osmolarnost oko mesa, što uzrokuje apsorpciju osmozom vode bakterija, uzrokujući njihovo uklanjanje.

Industrijske namjene

Industrija hrane

-U prehrambenoj industriji sol se koristi kao pojačivač okusa, aditiv za kontrolu fermentacije, sredstvo za kontrolu teksture i sredstvo za razvijanje boja. Na primjer, dodaje se sol kako bi se dobila boja u slanini, pršutu i drugim mesnim proizvodima.

-Sol služi kao vezivo u proizvodnji kobasica. Doprinosi stvaranju vezivnog gela sastavljenog od mesa, masti i vlage.

-U procesu prerade brašna za izradu kruha, sol se dodaje tijekom pečenja radi kontrole brzine izlučivanja tijesta za kruh. Također se koristi za jačanje glutena i kao pojačivač okusa, kao i kao nadjev u pecivima.

-Koristi se u proizvodnji žitarica za doručak, miješanih ili pripremljenih brašna, čipsa od krumpira, hrane za pse i mačke itd.

Kemijska sinteza

-Natrijev klorid koristi se kao sirovina u proizvodnji natrijevog hidroksida i klora, koji su zauzvrat korisni u mnogim kemijskim industrijama.

-Sola se koristi u preradi raznih metala, na primjer, aluminija, bakra, čelika i vanadijuma. Također se koristi za dobivanje natrijevog klorata, koji se kasnije koristi u sintezi klor-dioksida, izbjeljivača na bazi kisika. Klor dioksid je manje štetan za okoliš od ostalih izbjeljivača.

U kožnoj industriji

-Sol se koristi za suzbijanje bakterijskog djelovanja unutar kože, kao i za pomoć u njihovoj rehidraciji.

U tekstilnoj industriji

-Sol se koristi kao sredstvo za bojenje tkanina. Koristi se kao ispiranje rastvorom radi uklanjanja organskih onečišćenja i stvaranja pozitivnog naboja na površini tkanine koji omogućava vezivanje negativno nabijenih boja.

U naftnoj industriji

-U istraživanju nafte i plina, sol je važan sastavni dio tečnosti za bušenje. Koristi se za flokulaciju i povećanje gustoće tekućina za bušenje, što omogućava prevladavanje visokih tlaka plina u bušotinama do kojih se dolazi. Osim toga, sol održava zasićenost tekućinom za bušenje.

-Sol pomaže u zbijanju tla na kojem su izgrađene ceste. Smanjuje istiskivanje u podzemlju promjenom vlage i automobilskim prometom.

U kući

Sol se koristi trljanjem u površinama za čišćenje, lonce i tave. Također u prevenciji plijesni i kao sredstvo za uklanjanje mrlja. Također se koristi u mnogim markama šampona i pasta za zube.

Ostale uporabe

Na putevima

-U očekivanju snježnih padavina, ceste su prekrivene slanom otopinom, što sprečava vezivanje leda na cestovnoj površini. Za odmrzavanje koristi se mješavina soli i soli, a ponekad se dodaju i druge kemijske komponente poput magnezija ili kalcijevog klorida. Upotreba soli i slane otopine nije učinkovita na temperaturama nižim od -10 ºC.

Dodavanjem soli dolazi do smanjenja krioskopske točke, svojstva rastvarača, na taj način ometajući stvaranje leda na određeni način.

-S obzirom na svoje higroskopsko stanje, sol se koristi kao jeftini sredstvo za sušenje.

U smolama koje se koriste za omekšavanje vode

Tvrda voda sadrži ione kalcija i magnezija koji koče djelovanje sapuna i uzrokuju naslage alkalnih materijala na raznim uređajima i cijevima. Kod omekšavanja vode koriste se smole za izmjenu iona. Sol se koristi u pripremi i regeneraciji smola.

U aparatima za gašenje požara

Natrijev klorid koristi se u vatrogasnim aparatima za borbu protiv požara u kojem su zapaljivi metali, poput magnezija, kalija, natrija i NK legura.

Sol djeluje kao hladnjak i također formira kora koja ograničava pristup kisiku vatri.

U čašama

Kristali natrijevog klorida koriste se u optičkim komponentama kao što su prozori i prizme, posebno za infracrveno svjetlo. No, budući da je sol vrlo higroskopna, nastaje vrsta mraza koja prekriva leće. Zbog toga su leće natrijevog klorida zamijenjene lećama cink selenida (ZnSe).

Terapijske uporabe

Nabavite nedostatak soli u tijelu

-Kada dolazi do iscrpljivanja Na ^{+ tijela}, mora se zamijeniti da bi se održala vanćelijska osmolarnost, živčana provodljivost i kontrakcija mišića.

-NaCl se koristi u liječenju i sprječavanju nedostatka natrija i klora, što je posljedica prekomjernog znojenja tijekom izlaganja visokim temperaturama. Također se koristi u prekomjernoj diurezi ili pretjeranom ograničenju unosa fiziološke otopine.

-Parenteralna opskrba 045% -tne otopine NaCl koristi se u liječenju hiperosmolarnog dijabetesa. Ona ispunjava rehidracijsku funkciju i služi za procjenu stanja bubrežne funkcije.

- injekcije hipertoničkih otopina, s koncentracijom NaCl većom od 0,9% w / v, -Koristili su kada postoji snažno iscrpljivanje Na ⁺, kao obnova esencijalnog iona. Ova hiponatremija može biti posljedica liječenja slobodnim elektrolitima ili s koncentracijom Na ⁺.

Hiponatremija može biti uzrokovana i prekomjernim unosom vode, a ne kontrolira je neadekvatna funkcija bubrega.

Kod nekonvencionalnog liječenja i upotrebe

-NaCl otopine za inhalaciju koriste se za razrjeđivanje lijekova koji se koriste tijekom postupka nebulizacije. Također se koristi za ispiranje traheja i navodnjavanje. 0,9% fiziološka otopina koristi se u sprejevima za nos.

-20% NaCl otopine koristi se za njegovu intraamniotsku transabdominalnu instalaciju, čime se inducira kasni pobačaj tijekom drugog tromjesečja trudnoće.

-Natrijev klorid može se koristiti kao lokalni antiseptik. Zahvaljujući svojoj osmotskoj sposobnosti, sposobna je dehidrirati širok spektar virusa i bakterija u ne-raspršenom stanju; stoga se koristi kao bolni antiseptik za dezinfekciju rana.

Toksičnost

uzimanje hrane

Štetno utječe na zdravlje samo ako je unos visok i dugo vremena. U tim okolnostima, hipernatremija bi se pojavila s posljedičnim povećanjem izvanstaničnog volumena što bi dovelo do arterijske hipertenzije.

Iritacija i fizički kontakt

Ima toksični učinak samo ako je udisanje vrlo veliko. Prekomjerni kontakt s kožom može uzrokovati sušenje. Konačno, izaziva trenutnu iritaciju pri dodiru s očima.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. (Četvrto izdanje., Str. 84, 90, 93, 263). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck i Stanley. Kemija. (8. izd.). CENGAGE Učenje, str 482-483.
3. Natrijev klorid. (2018.). Natrijev klorid: Prednosti, upotrebe, svojstva, rizici. Preuzeto sa: natrijev klorid.org
4. Pubchem. (2018.). Natrijev klorid. Oporavak od: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Wikipedia. (2018.). Natrijev klorid. Preuzeto sa: en.wikipedia.org
6. Američki elementi. (2018.). Natrijev klorid. Preuzeto sa: americanelements.com