Den natriumkarbonat (Na 2 CO 3) är ett oorganiskt salt av natrium, alkalimetall och kolsyra. Det är också känt över hela världen som soda. Sjöarna och de vulkaniska aktiviteterna berikade marken med natrium, från vilken växterna fick näring; sedan, efter en brand, sprider dessa växter karbonataska.
Hur kommer detta salt från metalliskt natrium? Rent natrium har en valenskonfiguration för 3s 1 . Elektronen från 3s 1- kretsloppet avlägsnas enkelt av andra element i naturen (såsom svavel, syre, klor, fluor, etc.) och bildar mineralföreningar i vilka den stabila jonen Na + deltar .
Na + åtföljs av andra joniska arter i dessa fasta ämnen; Av dessa är natriumkarbonat bara en mer närvarande i naturen. Sedan dess har den använts i alla civilisationer genom tiderna. Dessa civilisationer fann i detta gråaktiga vitt pulver fördelaktiga egenskaper för sina hem och deras folk.
Dessa egenskaper markerade dess användning, som idag upprätthåller traditionella aspekter av det förflutna, och andra anpassar sig till aktuella behov.
Natriumkarbonat är mycket rikligt i naturen och kanske också i andra territorier utanför jorden, till exempel några av solsystemets månar.
Formel
Den kemiska formeln för natriumkarbonat är Na 2 CO 3 . Hur tolkas det? Det betyder att i det kristallina fasta ämnet finns det två Na + -joner för varje CO 3 2- jon .
Strukturera
De övre bild visar strukturen hos Na 2 CO 3 anhydrid (även kallad kalcinerad soda). De lila sfärerna motsvarar Na + -joner , medan de svarta och röda sfärerna motsvarar CO 3 2- joner .
Karbonatjoner har en platt trigonal struktur med syreatomer i deras toppar.
Bilden ger en panorama sett från ett högre plan. Na + -jonerna är omgivna av sex syreatomer som kommer från CO 3 2- jonerna . Det vill säga, i Na 2 CO 3 anhydrid natrium möter en oktaedrisk koordinationsgeometri (den är innesluten i centrum av en oktaeder).
Emellertid kan denna struktur också rymma vattenmolekyler, som interagerar med vätebindningar med vertiklarna i trianglarna.
I själva verket, hydraterna av 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 och andra) är av större överflöd än det vattenfria saltet.
Thermonatrite (Na 2 CO 3 • H 2 O), natron (Na 2 CO 3 · 10H 2 O) och Trone (Na 3 (HCO 3 ) (CO 3 ) · 2H 2 O är de viktigaste naturliga källor av karbonat natrium, särskilt mineraltrona, representerat i den första bilden.
tillämpningar
Natriumkarbonat uppfyller många funktioner i människor, hem och industri, bland dessa funktioner skiljer sig följande ut:
- Natriumkarbonat används i många rengöringsprodukter. Detta beror på dess desinfektionsförmåga, dess kraft att lösa fett och dess egendom för att mjukgöra vatten. Det är en del av tvättmedel som används i tvättmaskiner, automatiska diskmaskiner, glasrengöringsmedel, fläckborttagare, blekmedel etc.
- Karbonatdesinfektionsmedel kan användas på hårda ytor som inte är grova, t.ex. golv, väggar, porslin och badkar, med undantag av glasfiber och aluminium, som kan repas av det.
- Det används i vissa livsmedel för att undvika kakning som kan förekomma i dessa.
- Det finns i olika produkter för personlig vård, som bubbelbad, tandkräm och tvål.
- Det används i glasindustrin på grund av dess förmåga att sönderdela silikater.
- Det används vid underhåll av simbassänger, där det utför en desinfektionsmedel och pH-reglerande funktion.
- Hos människor används det terapeutiskt vid behandling av halsbränna och dermatit.
- Inom veterinärmedicin används det för behandling av ringorm och rengöring av huden.
Hur görs det?
Natriumkarbonat kan tillverkas med saltlösning från hav och kalksten (CaCO 3 ) i Solvay-processen. På bilden ovan illustreras ett diagram över processen som indikerar produktionsvägarna, såväl som reagensen, mellanprodukterna och produkterna. Reagenserna är skrivna med gröna bokstäver och produkterna med röda bokstäver.
Att spåra dessa reaktioner kan bli lite knepigt, men den totala ekvationen som endast indikerar reaktanterna och produkterna är:
2NaCl (aq) + CaCOs 3 (s) <=> Na 2 CO 3 (s) + CaCb 2 (aq)
CaCO 3 har en mycket stabil kristallin struktur, så den kräver ständigt mycket energi för att sönderdelas till CO 2 . Dessutom alstrar denna process stora mängder av CaCl 2 (kalciumklorid) och andra föroreningar, vilkas utsläpp påverka kvaliteten på de vatten och miljö.
Det finns också andra produktionsmetoder för natriumkarbonat i industriella miljöer, som Hou- och Leblanc-processerna.
Idag är det hållbart att få det från sina naturliga mineraler, där tronan är den vanligaste av dessa.
Å andra sidan bestod den mer traditionella metoden av att odla och bränna natriumrika växter och alger. Sedan badades askan med vatten och underkastades upphettning tills produkten erhölls. Härifrån kom den berömda läskaska.
Egenskaper
Na 2 CO 3 är ett luktfritt, hygroskopiskt vitt fast ämne med en molekylvikt av 106 g / mol och en täthet av 2,54 g / ml vid 25 ° C.
Dess egenskaper förändras när den integrerar en vattenmolekyl i sin kristallstruktur. Eftersom vatten kan bilda vätebindningar och joner "gör utrymme" mellan dem ökar kristallvolymen och hydratdensiteten minskar. Till exempel, för Na 2 CO 3 · 10H 2 O, är dess densitet 1,46 g / ml.
Na 2 CO 3 smälter vid 851 ºC, sönderdelas enligt följande ekvation:
Na 2 CO 3 (s) => na 2 O (s) + CO 2 (g)
Även om CO 3 2- och Na + -jonerna skiljer sig åt i storlek, är deras elektrostatiska interaktioner mycket effektiva och upprätthåller ett stabilt kristallgitter.
Vattenmolekyler "kommer i vägen" för dessa interaktioner, och som ett resultat är hydrater mer mottagliga för nedbrytning än anhydrid.
Det är ett grundläggande salt; det vill säga när den upplöses i vatten genererar den en lösning med ett pH som är högre än 7. Detta beror på hydrolysen av CO 3 2– vars reaktion frigör OH - i mediet:
CO 3 2- (aq) + H 2 O (l) <=> HCO 3 - (aq) + OH - (aq)
Det är mycket lösligt i vatten och i polära lösningsmedel, såsom glycerol, glycerin, aceton, acetater och flytande ammoniak.
referenser
- Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. I elementen i grupp 1. (Fjärde upplagan, s. 265). Mc Graw Hill.
- scifun.org. (2018). Natriumvätekarbonat och natriumkarbonat. Hämtad 8 april 2018 från: scifun.org
- Wikipedia. (2018). Natriumkarbonat. Hämtad den 8 april 2018 från: en.wikipedia.org
- PubChem. (2018). Natriumkarbonat. Hämtad den 8 april 2018 från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ciner Resources Corporation. (2018). Sodaaska. Hämtad den 8 april 2018 från: ciner.us.com
- Qniemiec. (7 maj 2010). Solvay-process. . Återställd från: Wikimedia.org
- Peltier K. (3 juli 2018). Allt du behöver veta om natriumkarbonit. Hämtad den 8 april 2018 från: thespruce.com
- Net Industries. (2018). Natriumkarbonat - användningar av natriumkarbonat. Hämtad 8 april 2018 från: science.jrank.org