NÁTRIUM-KLORID (NACL): SZERKEZET, TULAJDONSÁGOK, FELHASZNÁLÁSOK - KÉMIA - 2025

A nátrium-klorid, más néven közönséges só vagy asztali só, az alkálifém-nátrium és klór-halogén bináris szervetlen sója. Ez az ehető só legnagyobb alkotóeleme, ásványi formáját halitnak nevezik. Molekuláris képlete NaCl, és az ionok (Na ⁺ Cl ^-) sztöchiometrikus arányát írja le, és nem egy különálló molekula (Na-Cl) sztöchiometrikus arányát.

A nátrium-klorid fehér kristályos szilárd anyag, amelyet nátrium, ezüstfehér fém, amely hevesen reagál a vízzel, és a klór elem, mérgező, maró és halványzöld gáz elegyéből.

Forrás: Pixabay

A felső kép a NaCl-kristályok egy részét mutatja. Hogyan lehetséges, hogy két olyan veszélyes elemből, mint a Na és a Cl ₂, ehető só képződik? Először, a képződése kémiai egyenlete:

2Na (s) + Cl ₂ (g) => 2NaCl (s)

A válasz a NaCl-ben lévő kötés természetében rejlik. Mivel ionos, a tulajdonságait Na ⁺ és Cl ^- amelyek átlósan eltér a semleges atomok.

A nátrium létfontosságú elem, de ionos formájában. A Na ⁺ a fő extracelluláris kation, körülbelül 140 mEq / l koncentrációval, és kísérő anionjaikkal, Cl ^- és HCO ₃ ^- (bikarbonáttal) együtt felelősek az ozmolaritás és az extracelluláris térfogatért.

Ezenkívül a Na ⁺ felelős az idegimpulzus generálásáért és vezetéséért a neuronális axonokban, valamint az izmok összehúzódásának megindításáért.

A NaCl-t az ősi idők óta használják az ételek ízesítésére és a hús megőrzésére, mivel képesek baktériumok elpusztítására és a romlás megelőzésére.

Szükség van továbbá a nátrium-hidroxid (NaOH) és a molekuláris klór (Cl ₂) előállítására, a NaCl és a víz hidrolízis közbeni reakciójával:

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

H ₂ (g) és NaOH felhalmozódnak a katódon (-). Eközben, Cl ₂ (g) felhalmozódik az anód (+). A nátrium-hidroxidot szappanok és klór gyártásához használják PVC-műanyagok gyártásához.

A nátrium-klorid szerkezete

Forrás: Solid State által, a Wikimedia Commonsból

A felső képen a nátrium-klorid kompakt köbös szerkezete látható. A terjedelmes zöld gömb a Cl ^- anionoknak felel meg, a fehérek a Na ⁺ kationoknak. Vegye figyelembe, hogy a NaCl kristály miként áll az ionok hálózatából, elektrosztatikus kölcsönhatásaik szerint 1: 1 arányban.

Bár a képen oszlopok láthatók, a kötések nem kovalensek, hanem ionosak. A sávok használata akkor hasznos, ha egy koordinációs geometria megmutatkozik egy ion körül. Például NaCl esetében minden Na ⁺ hat hat Cl ^- (fehér színű oktaéder), és minden Cl ^- hat Na ⁺ (zöld színű oktaéder) körül van.

Ezért van egy koordinációja (6,6), amelynek száma megmutatja, hogy hány szomszéd veszi körül az egyes ionokat. A jobb oldalon lévő szám a Na ⁺ szomszédait jelzi, míg a bal oldalon a Cl ^- szomszédait.

Más reprezentációk kihagyja a használatát rudak, hogy kiemelje a oktaéderes üregek a szerkezetét, amelyek abból erednek, intersticiális tér között hat csomagolva Cl ^- anionok (vagy Na ⁺ kationok). Ez az elrendezés megfigyelhető más mono- (MX) vagy poliatomikus szervetlen sókban, és drágakő sónak nevezzük.

Egységi cella

A kősó egységcellája köbös, de melyik kockák pontosan képviselik azt a fenti képen? Az oktaéderek adják a választ. Mindkettő egy négy kis kockából álló teljes cellát takar.

Ezeknek a kockáknak az ionok egy része a csúcsain, élein és felületén van. Figyelembe véve egy Na ⁺ -ion középen helyezkedik el, tizenkettő a szélein. A szélén lévő ion négy kockával osztható meg. Tehát van 4 Na ⁺ -ion (12 × 1/4 + 1 = 4).

A Cl ^- ionok esetében nyolc található a csúcsokon, hat pedig az éleknél. Ahogy az ionok elhelyezve a csúcsok megosztani teret nyolc másik kocka, és a széleken hat, már 4 Cl ^- ionok (8 × 1/8 + 6 × 1/2 = 4).

A fenti eredmény a következőképpen értelmezzük: a NaCl cellaegység négy Na ⁺ kationok és négy Cl ^- anionok; arányban, hogy egyetért a kémiai képlet (egy Na ⁺ mindegyik Cl ^-).

Tulajdonságok

Molekuláris képlet

NaCl.

Molekuláris tömeg

58,44 g / mol.

Fizikai leírás

Kristályos szilárd anyag.

Szín

Átlátszó, színtelen kristályok vagy fehér kristályos por.

Íz

Sós.

Forráspont

2575 ° F 760 Hgmm-en.

1,465 ° C

Olvadáspont

800,7 ° C (1,474 ° F).

A forráspont és az olvadáspont egyaránt tükrözi a kristályrács energiájának leküzdéséhez szükséges hőt. Ezért ezek a mérések megerősítik a NaCl ionos jellegét.

Vízben való oldhatóság

Legfeljebb 100 mg / ml 68 ° F-on.

36,0 g / 100 ml 25 ° C-on.

Valójában ez egy higroszkópos só, amely visszatartja a környezet nedvességtartalmát.

Oldhatóság szerves oldószerekben

0,065 g / 100 ml etanol 25 ° C-on; 10 g / 100 g glicerin 25 ° C-on; 2,15 g / 100 ml folyékony ammónia 40 ° C-on; 1,4 g / 100 ml metanol 25 ° C-on; 7,15 g / 100 etilénglikolt 25 ° C-on és 5,21 g / 100 g hangyasavat 25 ° C-on.

Sűrűség

2,165 g / cm ³ 77 ° C-on

Gőznyomás

1 mmHg 1,589ºF-on.

Stabilitás

Az ajánlott tárolási körülmények között stabil.

bomlás

Magas hőmérsékletre hevítve bomlik, sósavat és dinátrium-oxid gőzöket bocsátva ki.

Viszkozitás

Telített oldatok viszkozitása 1,93 mPa-s.

rozsdásodás

Maró hatású sok fémekre.

pH

6,7-7,3 vizes oldatban.

Alkalmazások

Ételekben

-Nátrium-kloridot az ókorban használtak az ételek ízének javítására és megőrzésére. A hús sózása révén megóvható a baktériumoktól, mivel késlelteti a fehérjebontást.

- Másrészt, a só növeli a hús körüli ozmolaritást, ami a baktériumok vízének ozmózis általi felszívódását okozza, és így kiküszöböli azokat.

Ipari felhasználások

Élelmiszeripar

-Az élelmiszeriparban a sót ízfokozóként, erjedést szabályozó adalékanyagként, textúrát szabályozó szerként és színjavítóként használják. Például sót adnak hozzá, hogy kiemelje a színét a szalonnában, sonkában és más húskészítményekben.

-A só kötőanyagként szolgál a kolbász gyártásában. Ez hozzájárul a húsból, zsírból és nedvességből álló kötőanyag-gél kialakulásához.

-A kenyérsütéshez használt liszt feldolgozásakor a sütés során sót adagolnak, hogy ellenőrizzék a kenyér tészta hajtási sebességét. A glutén erõsítésére, ízfokozóként, valamint pékáruk töltésére is felhasználják.

- Reggeli gabonafélék, vegyes vagy elkészített lisztek, burgonya chips, kutya- és macskaeledel stb. Gyártásához használják

Kémiai szintézis

-Nátrium-kloridot használnak nyersanyagként a nátrium-hidroxid és a klór előállításában, amelyek viszont sok vegyiparban hasznosak.

- A sót különféle fémek, például alumínium, réz, acél és vanádium feldolgozására használják. Nátrium-klorát előállítására is felhasználják, amelyet később felhasználnak a klór-dioxid szintézisében, egy oxigén alapú fehérítőben. A klór-dioxid kevésbé káros a környezetre, mint más fehérítők.

A bőriparban

-A sót arra használják, hogy megakadályozzák a bőrön belüli baktériumok hatását, valamint elősegítsék azok rehidrációját.

A textiliparban

-A sót pezsgőanyagként használják a szövetek festésénél. Sósvizes öblítésként használják a szerves szennyeződések eltávolítására és a szövetek felületén pozitív töltés létrehozására, amely lehetővé teszi a negatív töltésű festékek kötődését.

Az olajiparban

-A kőolaj- és földgázkitermelés során a só fontos eleme a kútfúrási folyadékoknak. Fúrófolyadékok flokkulálására és sűrűségének növelésére használják, amely lehetővé teszi az elérni kívánt kutak magas gáznyomásának kiküszöbölését. Ezenkívül a só fenntartja a fúrófolyadék telítettségét.

-A só segít a talaj tömörítésében, amelyre az utak épülnek. Csökkenti az altalajban a páratartalom változásai és az autóforgalom által okozott elmozdulást.

Az otthonban

A sót dörzsöléssel használják fel a felületek, edények és edények tisztításához. A penész megelőzésében és a folttisztítóként is. Sok samponban és fogkrémekben is felhasználják.

Egyéb felhasználások

Az utakon

-A havazás várhatóan az utak sós vízzel vannak borítva, amely megakadályozza a jégnek az útburkolathoz való kötődését. A felolvasztáshoz sós nátrium-klorid és só keverékét használjuk, és néha más kémiai komponenseket, például magnéziumot vagy kalcium-kloridot adunk hozzá. A só és sóoldat használata -10 ºC alatti hőmérsékleten nem hatékony.

Só hozzáadása csökkenti a kriooszkópos pontot, az oldatok kollagációs tulajdonságát, ezáltal bizonyos módon gátolja a jégképződést.

-A higroszkopikus állapot miatt a sót olcsó szárítószerként használják.

A víz lágyításához használt gyantákban

A kemény víz kalcium- és magnéziumionokat tartalmaz, amelyek akadályozzák a szappan működését és lúgos anyagok lerakódását idézik elő különféle készülékekben és csövekben. A vízlágyítás során ioncserélő gyantákat használnak. A sót a gyanták előállításához és regenerálásához használják.

Tűzoltó készülékekben

A nátrium-kloridot tűzoltó készülékekben használják éghető fémek, például magnézium, kálium, nátrium és NK-ötvözetek tüzek oltására.

A só hűtőbordaként működik, és kéregként is kialakul, amely korlátozza az oxigén hozzáférését a tűzhez.

A szemüvegben

A nátrium-klorid kristályokat optikai alkatrészekben, például ablakokban és prizmákban használják, különösen infravörös fény esetén. Mivel azonban a só nagyon higroszkópos, olyan fagy keletkezik, amely lefedi a lencséket. Ezért a nátrium-klorid lencséket cink-szelenid (ZnSe) lencsék váltják fel.

Terápiás felhasználások

Biztosítsa a sók hiányát a szervezetben

-Ha a testben a Na ⁺ kimerül, azt ki kell cserélni az extracelluláris ozmolaritás, az idegvezetés és az izmok összehúzódásának fenntartása érdekében.

-NaCl-t használnak a magas hőmérsékletnek való kitettség során fellépő túlzott izzadásból származó nátrium- és klórhiány kezelésére és megelőzésére. Túlzott diurezisben vagy a sóbevitel túlzott korlátozásában is alkalmazzák.

-A 045% -os nátrium-klorid oldat parenterális adagolása a hiperoszmoláris cukorbetegség kezelésére szolgál. Rehidráló funkciót tölt be, és a vesefunkció állapotának felmérésére szolgál.

- Hipertóniás oldatok injekciói, amelyek NaCl-koncentrációja meghaladja a 0,9 tömeg / térfogat% -ot, - Ezeket használják, amikor súlyos Na ⁺ kimerültség fordul elő, ami az esszenciális ion helyreállítása. Ez a hyponatremia a szabad elektrolitokkal vagy Na ⁺ koncentrációval végzett kezelés következménye lehet.

A hyponatremia oka lehet a túlzott vízfogyasztás is, amelyet a nem megfelelő vesefunkció nem szabályoz.

Nem szokásos kezelések és felhasználások esetén

-NaCl inhalációs oldatokat használnak a porlasztási folyamat során használt gyógyszerek hígítására. A légcső mosását és öntözését is használják. A 0,9% -os sóoldatot orrspray-kben használják.

Az intra-amniotikus transabdominális beépítéshez -20% NaCl-oldatokat használnak, ez a késői abortusz kiváltására a terhesség második trimeszterében.

-Nátrium-klorid használható helyi fertőtlenítőszerként. Ozmotikus képességének köszönhetően a vírusok és baktériumok széles spektrumát képes kiszáradni nem porlasztott állapotban; ezért fájdalmas fertőtlenítőszerként használják a sebek fertőtlenítésére.

toxicitás

táplálékfelvétel

Csak akkor káros az egészségre, ha magas és hosszú ideig fogyasztják be. Ilyen körülmények között hipernatremia lépne fel az extracelluláris térfogat ebből következő növekedésével, amely artériás hipertóniához vezethet.

Irritáció és fizikai kapcsolat

Csak akkor mérgező hatása van, ha az inhaláció nagyon magas. A bőrrel való túlzott érintkezés kiszáradhat. Végül a szembe kerülve pillanatnyi irritációt okoz.

Irodalom

1. Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. (Negyedik kiadás, 84., 90., 93., 263. o.). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck és Stanley. Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Learning, 482–483.
3. Nátrium-klorid. (2018). Nátrium-klorid: Előnyök, felhasználások, tulajdonságok, kockázatok. Készült: nátrium-klorid.org
4. Pubchem. (2018). Nátrium-klorid. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Wikipedia. (2018). Nátrium-klorid. Forrás: en.wikipedia.org
6. Amerikai elemek. (2018). Nátrium-klorid. Forrás: americanelements.com