NATRIUMKLORID (NACL): STRUKTUR, EGENSKAPER, ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI - 2026

Den natriumklorid , även känd som vanligt salt eller bordssalt, är en binär oorganiskt salt av alkalimetallen natrium och klor halogen. Det är den största komponenten av ätligt salt och dess mineralform kallas halit. Dess molekylformel är NaCl, och den beskriver den stökiometriska andelen av dess joner (Na ⁺ Cl ^- ) och inte den för en diskret molekyl (Na-Cl)

Natriumklorid är ett vitt kristallint fast ämne som bildas genom en kombination av natrium, en silvervit metall som reagerar våldsamt med vatten och elementet klor, en giftig, frätande och ljusgrön gas.

Källa: Pixabay

Den övre bilden visar en del av NaCl-kristaller. Hur är det möjligt att ett ätbart salt bildas av två så farliga element som Na och Cl ₂ ? Först är den kemiska ekvationen för dess bildning:

2Na (s) + Cl ₂ (g) => 2NaCl (s)

Svaret ligger i karaktären av bindningen i NaCl. Vara joniska, egenskaperna för Na ⁺ och Cl ^- är diagonalt skiljer sig från de av deras neutrala atomer.

Natrium är ett viktigt element, men i dess jonform. Na ⁺ är den huvudsakliga extracellulära katjonen med en koncentration av cirka 140 mEq / l, och tillsammans med dess tillhörande anjoner, Cl ^- och HCO ₃ ^- (bikarbonat), är det huvudansvariga för värdet av osmolaritet och extracellulär volym. .

Dessutom ansvarar Na ⁺ för generering och ledning av nervimpulsen i de neuronala axonerna, liksom för att initiera muskelkontraktion.

NaCl har använts sedan forntiden för att smaka på mat och för att konservera kött på grund av dess förmåga att döda bakterier och förhindra förstörelse.

Det är också nödvändigt för produktion av natriumhydroxid (NaOH) och molekylärt klor (Cl ₂ ), omsättning av NaCl med vatten under hydrolys:

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

H ₂ (g) och NaOH ackumuleras vid katoden (-) . Under tiden, Cl ₂ (g) ackumuleras vid anoden (+ ). Natriumhydroxid används vid tillverkning av tvålar och klor vid tillverkning av PVC-plast.

Struktur av natriumklorid

Källa: Av Solid State, från Wikimedia Commons

I den övre bilden representeras den kompakta kubiska strukturen av natriumklorid. De voluminösa gröna sfärerna motsvarar Cl ^- anjoner , medan de vita till Na ^{+ -} katjoner . Notera hur NaCl-kristallen består av ett nätverk av joner arrangerade efter deras elektrostatiska interaktioner i ett 1: 1-förhållande.

Även om staplar visas i bilden är bindningarna inte kovalenta utan joniska. Användning av staplar är användbart när man visar koordinationsgeometri runt en jon. I fallet med NaCl är till exempel varje Na ⁺ omgiven av sex Cl ^- (oktaeder med vit färg) och varje Cl ^- av sex Na ⁺ (oktaeder med grön färg).

Därför har den en koordination (6,6) vars antal indikerar hur många grannar som omger varje jon. Numret till höger indikerar grannarna till Na ⁺ , medan den till vänster, Cl ^- .

Andra representationer utelämna användningen av stänger för att markera de oktaedriska hålrum i strukturen, som resulterar från det interstitiella utrymmet mellan sex packade Cl ^- anjoner (eller Na ⁺ katjoner ). Detta arrangemang observeras i andra mono- (MX) eller polyatomiska oorganiska salter och kallas pärlsaltet.

Enhetscell

Enhetscellen med bergsalt är kubik, men vilka kuber exakt representerar den i bilden ovan? Oktaederna ger svaret. Båda täcker en total cell bestående av fyra små kuber.

Dessa kuber har delar av jonerna i deras hörn, kanter och ansikten. När vi tittar noga finns en Na ⁺ -jon i mitten och tolv av dem på kanterna. En jon på en kant kan delas med fyra kuber. Så det finns 4 Na ⁺ joner (12 × 1/4 + 1 = 4).

CL ^- joner , åtta är belägna vid hörnen och sex i kanterna. Som jonerna placerade vid toppunkterna dela utrymme med åtta andra kuber, och vid kanterna med sex, har vi 4 Cl ^- joner (8 × 1/8 + 6 x 1/2 = 4).

Ovanstående resultat tolkas som följer: i enhetscellen NaCl finns fyra Na ⁺ katjoner och fyra Cl ^- anjoner ; andel som överensstämmer med den kemiska formeln (en Na ⁺ för varje Cl ^- ).

Egenskaper

Molekylär formel

NaCl.

Molekylvikt

58,44 g / mol.

Fysisk beskrivning

Ett kristallint fast ämne.

Färg

Transparenta färglösa kristaller eller vitt kristallint pulver.

Smak

Salt.

Kokpunkt

2575 ° F vid 760 mmHg.

1,465 ° C

Smältpunkt

800,7 ° C (1 474 ° F).

Både kokpunkten och smältpunkten återspeglar värmen som är nödvändig för att övervinna den kristallina gitterenergin. Därför bekräftar dessa mätningar den joniska karaktären hos NaCl.

Vattenlöslighet

Större än eller lika med 100 mg / ml vid 68 ° F.

36,0 g / 100 ml vid 25 ° C

Det är i själva verket ett hygroskopiskt salt som behåller fukt från miljön.

Löslighet i organiska lösningsmedel

0,065 g / 100 ml etanol vid 25 ° C; 10 g / 100 g glycerol vid 25 ° C; 2,15 g / 100 ml flytande ammoniak vid 40 ° C; 1,4 g / 100 ml metanol vid 25 ° C; 7,15 g / 100 etylenglykol vid 25 ° C och 5,21 g / 100 g myrsyra vid 25 ° C.

Densitet

2,165 g / cm ³ vid 77 ° C.

Ångtryck

1 mmHg vid 1,589ºF.

Stabilitet

Den är stabil under rekommenderade lagringsförhållanden.

Sönderfall

När den värms upp till höga temperaturer, sönderdelas den och avger saltsyra och dinatriumoxidångor.

Viskositet

Viskositet hos mättade lösningar 1,93 mPa-s.

Korrosion

Det är frätande för många metaller.

pH

6,7 till 7,3 i vattenlösning.

tillämpningar

I mat

-Sodiumklorid har använts sedan antiken för att förbättra smaken på mat och för att bevara den. Saltning av kött är ett sätt att bevara det från bakterieverkan, eftersom det försenar nedbrytning av protein.

Å andra sidan ökar salt osmolariteten kring köttet, vilket orsakar absorption av bakteriernas vatten genom osmos, vilket orsakar eliminering av dem.

Industriella användningar

Livsmedelsindustrin

-I livsmedelsindustrin används salt som en smakförstärkare, tillsats för jäsningskontroll, texturkontrollmedel och färgutvecklare. Till exempel tillsätts salt för att få fram färgen i bacon, skinka och andra köttprodukter.

-Saltet fungerar som ett bindemedel vid tillverkning av korv. Det bidrar till bildandet av en bindemedelsgel bestående av kött, fett och fukt.

-Vid bearbetning av mjöl för brödtillverkning tillsätts salt under bakningen för att kontrollera halten av bröddeg. Det används också för att stärka gluten och som en smakförstärkare, såväl som en fyllning i bakade varor.

-Används vid tillverkning av frukostflingor, blandade eller beredda mjöl, potatischips, hund- och kattmat etc.

Kemisk syntes

-Sodiumklorid används som råmaterial vid produktion av natriumhydroxid och klor, som i sin tur är användbara i många kemiska industrier.

-Saltet används vid bearbetning av olika metaller, till exempel aluminium, koppar, stål och vanadin. Det används också för att framställa natriumklorat, som senare används i syntesen av klordioxid, en syrebaserad blekmedel. Klordioxid är mindre skadligt för miljön än andra blekmedel.

I läderindustrin

-Saltet används för att hämma bakterieverkan inuti skinnen samt för att hjälpa till med deras rehydrering.

Inom textilindustrin

-Saltet används som en mordant vid färgning av tyger. Det används som en saltlösningsköljning för att ta bort organiska föroreningar och för att skapa en positiv laddning på ytan på tyger som gör att negativt laddade färgämnen binds.

Inom oljeindustrin

-I olje- och gasutforskning är salt en viktig komponent i brunnsborrningsvätskor. Det används för att flokkulera och öka densiteten hos borrvätskor, vilket gör det möjligt att övervinna det höga gastrycket i brunnarna som ska uppnås. Dessutom bibehåller saltet mättningen av borrvätskan.

-Saltet hjälper till att kompaktera marken som vägarna är byggda på. Minskar förflyttningen som orsakas i undergrunden av luftfuktighetsförändringar och biltrafik.

I hemmet

Salt har använts genom att gnugga i rengöringsytor, krukor och kokkärl. Också för att förebygga mögel och som en fläckborttagare. Det används också i många varumärken schampo och tandkräm.

Andra användningsområden

På vägarna

- I väntan på snöfall täcks vägar med saltlösning, vilket förhindrar att is binds till vägytan. För upptining används en blandning av saltlösning och salt, och ibland tillsätts andra kemiska komponenter såsom magnesium eller kalciumklorid. Användning av salt och saltlösning är inte effektiv vid temperaturer under -10 ºC.

Tillsats av salt ger en minskning av den kryoskopiska punkten, en koligativ egenskap hos lösningarna, vilket hindrar isbildning på ett visst sätt.

- På grund av dess hygroskopiska tillstånd används salt som ett billigt torkmedel.

I hartser som används för att mjukgöra vatten

Hårt vatten innehåller kalcium- och magnesiumjoner som hindrar tvålens verkan och orsakar avlagringar av alkaliska material på olika utrustningar och rör. Vid mjukgöring av vatten används jonbyteshartser. Saltet används vid beredningen och regenereringen av hartserna.

I brandsläckare

Natriumklorid används i brandsläckare för att bekämpa bränder där brännbara metaller finns, till exempel magnesium, kalium, natrium och NK-legeringar.

Salt fungerar som en kylfläns och bildar också en skorpa som begränsar syreåtkomst till elden.

I glasögonen

Natriumkloridkristaller används i optiska komponenter som fönster och prismor, särskilt för infrarött ljus. Eftersom saltet är mycket hygroskopiskt produceras emellertid en slags frost som täcker linserna. Av denna anledning har natriumkloridlinser ersatts med zinkselenidlinser.

Terapeutiska användningar

Leverera bristen på salter i kroppen

-När det finns en kroppsutarmning av Na ⁺ måste den bytas ut för att upprätthålla extracellulär osmolaritet, nervledning och muskelkontraktion.

-NaCl används vid behandling och förebyggande av natrium- och klorbrist, beroende på överdriven svettning vid exponering för höga temperaturer. Det används också vid en överdriven diurese eller en överdriven begränsning av saltlösningen.

-Parenteral tillförsel av en 045% NaCl-lösning används vid hanteringen av hyperosmolär diabetes. Det uppfyller en rehydratiseringsfunktion och tjänar till att bedöma statusen för njurfunktionen.

-Injektioner av hypertoniska lösningar, med en NaCl-koncentration större än 0,9% vikt / volym,

-De används när det sker en kraftig uttömning av Na ⁺ , vilket är en återställande av den väsentliga jonen. Denna hyponatremi kan vara en följd av en behandling med fria elektrolyter eller med en koncentration av Na ⁺ .

Hyponatremi kan också orsakas av överdrivet vattenintag, inte kontrollerat av otillräcklig njurfunktion.

Vid okonventionella behandlingar och användningar

-NaCl-inhalationslösningar används för att utspäda läkemedlen som används under förföringsprocessen. Det används också för tracheal sköljning och bevattning. 0,9% saltlösning används i nässprej.

-20% NaCl-lösningar används för dess intra-amniotiska transabdominala installation, vilket påverkar en sen abort under graviditetens andra trimester.

-Sodiumklorid kan användas som ett lokalt antiseptiskt medel. Tack vare sin osmotiska kapacitet kan den dehydratisera ett brett spektrum av virus och bakterier i ett icke-spårat tillstånd; därför används det som ett smärtsamt antiseptiskt medel för att desinficera sår.

Giftighet

Förtäring

Det har bara en skadlig effekt på hälsan om intaget är stort och under lång tid. Under dessa omständigheter skulle hypernatremi inträffa med den följaktligen ökade extracellulära volymen som skulle leda till arteriell hypertoni.

Irritation och fysisk kontakt

Det har en toxisk effekt endast om inandningen är mycket hög. Överdriven kontakt med huden kan göra att den blir torr. Slutligen orsakar det en stund irritation vid kontakt med ögonen.

referenser

1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (Fjärde upplagan, s. 84, 90, 93, 263). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemi. (8: e upplagan). CENGAGE Learning, s 482-483.
3. Natriumklorid. (2018). Natriumklorid: Fördelar, användningar, egenskaper, risker. Hämtad från: natriumklorid.org
4. PubChem. (2018). Natriumklorid. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Wikipedia. (2018). Natriumklorid. Hämtad från: en.wikipedia.org
6. Amerikanska element. (2018). Natriumklorid. Hämtad från: americanelements.com