Den natriumkarbonat (Na 2 CO 3) er et uorganisk salt av natrium, alkalimetall og karbonsyre. Det er også kjent over hele verden som brus. Innsjøene og de vulkanske aktivitetene beriket jordsmonnene med natrium, hvorfra plantene ble næret; deretter, etter en brann, spredte disse plantene karbonatasken.
Hvordan oppstår dette saltet av metallisk natrium? Rent natrium har en 3s 1 valenskonfigurasjon . Elektronet fra 3s 1- bane løsnes lett av andre naturelementer (for eksempel svovel, oksygen, klor, fluor, etc.), og danner mineralforbindelser der det stabile ionet Na + deltar .
Na + er ledsaget av andre ioniske arter i disse faste stoffer; Av disse er natriumkarbonat bare en til stede i naturen. Siden den gang har den blitt brukt i alle sivilisasjoner gjennom tidene. Disse sivilisasjonene fant i dette gråhvite pulveret gunstige egenskaper for hjemmene og folket.
Disse egenskapene markerte bruksområdene, som i dag opprettholder tradisjonelle aspekter av fortiden, og andre tilpasser seg dagens behov.
Natriumkarbonat er veldig rik på naturen, og kanskje også i andre territorier utenfor planeten Jorden, som for eksempel noen av månene i solsystemet.
Formel
Den kjemiske formelen for natriumkarbonat er Na 2 CO 3 . Hvordan tolkes det? Det betyr at det i det krystallinske faste stoffet, for hver CO 3 2– ion, er to Na + -ioner .
Struktur
Det øvre bildet viser strukturen til Na 2 CO 3 -anhydrid (også kalt kalsinert brus). De lilla kulene tilsvarer Na + -ioner , mens de svarte og røde kulene tilsvarer CO 3 2- ioner .
Karbonationer har en flat trigonal struktur med oksygenatomer i hjørnene.
Bildet gir et panorama sett fra et høyere plan. Na + -ionene er omgitt av seks oksygenatomer, og kommer fra CO 3 2- ionene . Det vil si at i Na 2 CO 3 anhydridnatrium oppfyller en oktaedrisk koordinasjonsgeometri (den er innelukket i midten av en oktaeder).
Imidlertid er denne strukturen også i stand til å imøtekomme vannmolekyler og samvirke ved hjelp av hydrogenbindinger med toppunktene i trekantene.
Faktisk, hydratene av Na 2 CO 3 (Na 2 CO 3 · 10 H 2 O, Na 2 CO 3 · 7H 2 O, Na 2 CO 3 -H 2 O, og andre) er av større mengde enn det vannfrie salt.
Termonatritt (Na 2 CO 3 · H 2 O), natron (Na 2 CO 3 · 10H 2 O) og tron (Na 3 (HCO 3 ) (CO 3 ) · 2H 2 O er de viktigste naturlige kildene til karbonat natrium, spesielt mineraltrona, representert i det første bildet.
applikasjoner
Natriumkarbonat har mange funksjoner i mennesker, hjem og industri, blant disse funksjonene skiller seg ut følgende:
- Natriumkarbonat brukes i mange rengjøringsprodukter. Dette skyldes dets desinfiserende kapasitet, sin makt til å løse opp fett og dens eiendom for å myke vann. Det er en del av vaskemidler som brukes i vaskerier, automatiske oppvaskmaskiner, glassrensere, flekkfjerner, blekemidler, etc.
- Karbonatdesinfeksjonsmiddelet kan brukes på harde, ikke grove overflater, for eksempel gulv, vegger, porselen og badekar, med unntak av glassfiber og aluminium, som kan skrapes av det.
- Det brukes i noen matvarer for å unngå kaking som kan forekomme i disse.
- Den er til stede i forskjellige personlig pleieprodukter, som boblebad, tannkrem og såper.
- Det brukes i glassindustrien på grunn av dens evne til å dekomponere silikater.
- Det brukes i vedlikehold av svømmebassenger, der det utfører en desinfiserende og pH-regulerende funksjon.
- Hos mennesker brukes det terapeutisk i behandlingen av halsbrann og dermatitt.
- I veterinærmedisin brukes det til behandling av ringorm og rengjøring av huden.
Hvordan gjøres det?
Natriumkarbonat kan produseres ved bruk av saltlake fra hav og kalkstein (CaCO 3 ) i Solvay-prosessen. På bildet over er et diagram av prosessen illustrert som indikerer produksjonsveiene, så vel som reagenser, mellommenn og produkter. Reagensene er skrevet med grønne bokstaver, og produktene med røde bokstaver.
Det kan bli litt vanskelig å spore disse reaksjonene, men den samlede ligningen som bare indikerer reaktantene og produktene er:
2NaCl (aq) + CaCO 3 (s) <=> Na 2 CO 3 (s) + CaCl 2 (aq)
CaCO 3 har en veldig stabil krystallinsk struktur, så den krever kontinuerlig mye energi for å dekomponere den til CO 2 . I tillegg genererer denne prosessen store mengder CaCl 2 (kalsiumklorid) og andre urenheter, hvis utslipp påvirker kvaliteten på vannet og miljøet.
Det er også andre produksjonsmetoder for natriumkarbonat i industrielle omgivelser, for eksempel Hou- og Leblanc-prosessene.
I dag er det bærekraftig å hente det fra sine naturlige mineraler, idet tronaen er den mest tallrike av disse.
På den annen side besto den mer tradisjonelle metoden av å dyrke og brenne natriumrike planter og alger. Deretter ble asken badet med vann og underkastet oppvarming inntil produktet ble oppnådd. Herfra kom den berømte brusasken.
Egenskaper
Na 2 CO 3 er et luktfritt, hygroskopisk, hvitt fast stoff med en molekylvekt på 106 g / mol og en tetthet på 2,54 g / ml ved 25 ºC.
Egenskapene endres når det innlemmer et vannmolekyl i sin krystallstruktur. Siden vann kan danne hydrogenbindinger og ioner "lager rom" mellom dem, øker krystallets volum og tettheten til hydratet synker. For eksempel, for Na 2 CO 3 · 10 H 2 O, er dens tetthet 1,46 g / ml.
Na 2 CO 3 smelter ved 851 ºC, spaltes i henhold til følgende ligning:
Na 2 CO 3 (s) => Na 2 O (s) + CO 2 (g)
Igjen, selv om CO 3 2– og Na + -ionene er forskjellige i størrelse, er deres elektrostatiske interaksjoner veldig effektive og opprettholder et stabilt krystallgitter.
Vannmolekyler "kommer i veien" for disse interaksjonene, og som et resultat er hydrater mer utsatt for nedbrytning enn anhydrid.
Det er et grunnleggende salt; det vil si at når den er oppløst i vann, genererer den en løsning med en pH-verdi over 7. Dette skyldes hydrolyse av CO 3 2– , hvis reaksjon frigjør OH - i mediet:
CO 3 2- (aq) + H 2 O (l) <=> HCO 3 - (aq) + OH - (aq)
Det er veldig løselig i vann og i polare løsningsmidler, for eksempel glyserol, glyserin, aceton, acetater og flytende ammoniakk.
referanser
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. I Elementene i gruppe 1. (Fjerde utgave., S. 265). Mc Graw Hill.
- scifun.org. (2018). Natriumhydrogenkarbonat og natriumkarbonat. Hentet 8. april 2018, fra: scifun.org
- Wikipedia. (2018). Natriumkarbonat. Hentet 8. april 2018, fra: en.wikipedia.org
- Pubchem. (2018). Natriumkarbonat. Hentet 8. april 2018, fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ciner Resources Corporation. (2018). Soda Ash. Hentet 8. april 2018, fra: ciner.us.com
- Qniemiec. (7. mai 2010). Solvay-prosess. . Gjenopprettet fra: Wikimedia.org
- Peltier K. (3. juli 2018). Alt du trenger å vite om natriumkarbonitt. Hentet 8. april 2018, fra: thespruce.com
- Net Industries. (2018). Natriumkarbonat - bruk av natriumkarbonat. Hentet 8. april 2018, fra: science.jrank.org