NATRIUMKLORID (NACL): STRUKTUR, EGENSKAPER, BRUK - KJEMI - 2026

Den natriumklorid , også kjent som vanlig salt eller bordsalt, er en binær uorganisk salt av alkalimetallet natrium og klor halogen. Det er den største komponenten av spiselig salt og mineralformen er kjent som halitt. Dens molekylformel er NaCl, og den beskriver den støkiometriske andelen av ionene (Na ⁺ Cl ^- ) og ikke den til et diskret molekyl (Na-Cl)

Natriumklorid er et hvitt, krystallinsk fast stoff som dannes ved kombinasjonen av natrium, et sølvhvitt metall, som reagerer voldsomt med vann, og elementet klor, en giftig, etsende og blekgrønn gass.

Kilde: Pixabay

Det øvre bildet viser en del av NaCl-krystaller. Hvordan er det mulig at det kan dannes et spiselig salt fra to så farlige elementer som Na og Cl ₂ ? For det første er den kjemiske ligningen for dens dannelse:

2Na (s) + Cl ₂ (g) => 2NaCl (s)

Svaret ligger i arten av bindingen i NaCl. Når de er ioniske, er egenskapene til Na ⁺ og Cl ^- diagonalt forskjellige fra egenskapene til deres nøytrale atomer.

Sodium er et viktig element, men i sin ioniske form. Na ⁺ er det viktigste ekstracellulære kationet med en konsentrasjon på ca. 140 mEq / l, og sammen med deres tilhørende anioner, Cl ^- og HCO ₃ ^- (bikarbonat), er hovedansvaret for verdien av osmolaritet og ekstracellulært volum .

I tillegg er Na ⁺ ansvarlig for generering og ledning av nerveimpulsen i neuronale aksoner, samt for å sette i gang muskelkontraksjon.

NaCl har blitt brukt siden eldgamle tider for å smake på mat og for å konservere kjøtt, på grunn av dens evne til å drepe bakterier og forhindre ødeleggelse.

Det er også nødvendig for fremstilling av natriumhydroksyd (NaOH) og molekylært klor (Cl ₂ ), ved å reagere NaCl med vann under hydrolyse:

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

H ₂ (g) og NaOH samle seg på katoden (-) . I mellomtiden akkumuleres Cl ₂ (g) ved anoden (+ ). Natriumhydroksyd brukes til fremstilling av såper og klor til fremstilling av PVC-plast.

Struktur av natriumklorid

Kilde: Av Solid State, fra Wikimedia Commons

I det øvre bildet er den kompakte kubiske strukturen til natriumklorid representert. De voluminøse grønne kulene tilsvarer Cl ^- anioner , mens de hvite til Na ⁺ kationer . Legg merke til hvordan NaCl-krystallen består av et nettverk av ioner arrangert etter deres elektrostatiske interaksjoner i et forhold på 1: 1.

Selv om søyler er vist på bildet, er bindingene ikke kovalente, men ioniske. Bruken av søyler er nyttig når du viser koordineringsgeometri rundt et ion. For eksempel, når det gjelder NaCl, er hver Na ⁺ omgitt av seks Cl ^- (oktaeder med hvit farge), og hver Cl ^- på seks Na ⁺ (oktaeder med grønn farge).

Derfor har den en koordinasjon (6,6) hvis tall indikerer hvor mange naboer som omgir hvert ion. Tallet til høyre indikerer Na ⁺ -grannene , mens den venstre indikerer de til Cl ^- .

Andre representasjoner utelater bruk av stolper for å fremheve de oktaedriske hulrommene i strukturen, som er et resultat av mellomrommet mellom seks pakket Cl ^- anioner (eller Na ⁺ -kationer ). Denne ordningen er observert i andre mono (MX) eller polyatomiske uorganiske salter, og kalles perlesaltet.

Enhetscelle

Enhetscellen til steinsalt er kubisk, men hvilke terninger representerer den nøyaktig på bildet over? Oktaederne gir svaret. Begge dekker en total celle som består av fire små terninger.

Disse kuber har deler av ionene i toppunktet, kantene og ansiktene. Når du ser nøye, er en Na ⁺ -ion lokalisert i midten og tolv av dem på kantene. Et ion på en kant kan deles av fire terninger. Så det er 4 Na ⁺ -ioner (12 × 1/4 + 1 = 4).

For Cl ^- ioner er åtte plassert ved toppunktene og seks i kantene. Ettersom ionene som er plassert ved toppunktene deler plass med åtte andre terninger, og i kantene med seks, har vi 4 Cl ^- ioner (8 × 1/8 + 6 × 1/2 = 4).

Ovennevnte resultat blir tolket som følger: i NaCl-enhetscellen er det fire Na ⁺ -kationer og fire Cl ^- anioner ; andel som stemmer overens med den kjemiske formelen (en Na ⁺ for hver Cl ^- ).

Egenskaper

Molekylær formel

NaCl.

Molekylær vekt

58,44 g / mol.

Fysisk beskrivelse

Et krystallinsk fast stoff.

Farge

Gjennomsiktige fargeløse krystaller eller hvitt krystallinsk pulver.

Smak

Salt.

Kokepunkt

2575 ° F ved 760 mmHg.

1.465 ° C.

Smeltepunkt

800,7 ° C.

Både kokepunktet og smeltepunktet reflekterer varmen som er nødvendig for å overvinne den krystallinske gitterenergien. Derfor bekrefter disse målingene den ioniske karakteren til NaCl.

Vannløselighet

Større enn eller lik 100 mg / ml ved 68 ºF.

36,0 g / 100 ml ved 25 ° C.

Det er faktisk et hygroskopisk salt, som holder på fuktigheten fra omgivelsene.

Løselighet i organiske løsningsmidler

0,065 g / 100 ml etanol ved 25 ° C; 10 g / 100 g glyserol ved 25 ° C; 2,15 g / 100 ml flytende ammoniakk ved 40 ° C; 1,4 g / 100 ml metanol ved 25 ° C; 7,15 g / 100 etylenglykol ved 25 ° C og 5,21 g / 100 g maursyre ved 25 ° C.

tetthet

2,165 g / cm ³ ved 77 ° C.

Damptrykk

1 mmHg ved 1.589ºF.

Stabilitet

Den er stabil under anbefalte lagringsforhold.

dekomponering

Når den varmes opp til høye temperaturer, brytes den ned og avgir saltsyre og dinatriumoksyddamp.

viskositet

Viskositet av mettede oppløsninger 1,93 mPa-s.

Korrosjon

Det er etsende på mange metaller.

pH-

6,7 til 7,3 i vandig løsning.

applikasjoner

I mat

-Sodiumklorid har blitt brukt siden antikken for å forbedre smaken på mat og for å bevare den. Salting av kjøtt er en måte å bevare det fra bakteriell handling, siden det forsinker nedbrytning av proteiner.

På den annen side øker salt osmolariteten rundt kjøttet, noe som forårsaker absorpsjon av osmose av bakterienes vann, og som forårsaker eliminering av dem.

Industrielle bruksområder

Mat industri

-I næringsmiddelindustrien brukes salt som smaksforsterker, tilsetningsstoff for gjæringskontroll, teksturkontrollmiddel og fargeutvikler. For eksempel tilsettes salt for å få frem fargen i bacon, skinke og andre kjøttprodukter.

-Saltet fungerer som et bindemiddel ved fremstilling av pølser. Det bidrar til dannelsen av en bindemiddelgel sammensatt av kjøtt, fett og fuktighet.

-I prosessering av mel til brødfremstilling tilsettes salt under bakingen for å kontrollere hastigheten på surdeig av brøddeig. Det brukes også til å styrke gluten og som en smaksforsterker, samt en fylling av bakevarer.

-Bruktet i produksjon av frokostblandinger, blandede eller tilberedte mel, potetgull, hunde- og kattemat, etc.

Kjemisk syntese

-Sodiumklorid brukes som råstoff i produksjonen av natriumhydroksyd og klor, som igjen er nyttige i mange kjemiske næringer.

-Saltet brukes i prosessering av forskjellige metaller, for eksempel aluminium, kobber, stål og vanadium. Det brukes også til å lage natriumklorat, som senere blir brukt i syntesen av klordioksid, en oksygenbasert blekemiddel. Klordioksid er mindre skadelig for miljøet enn andre blekemidler.

I skinnindustrien

-Saltet brukes til å hemme bakterievirkningen inne i skinnene, samt for å hjelpe til med rehydrering av dem.

I tekstilindustrien

-Saltet brukes som en mordant i farging av stoffer. Det brukes som saltlake-skylling for å fjerne organiske forurensninger og for å skape en positiv ladning på overflaten av tekstiler som lar negativt ladede fargestoffer binde seg.

I oljeindustrien

-I olje- og gassutforskning er salt en viktig komponent i brønnborevæsker. Det brukes til å flokkulere og øke tettheten av borevæsker, noe som gjør det mulig å overvinne det høye gasstrykket i brønnene som skal oppnås. I tillegg opprettholder saltet metningen av borevæsken.

-Saltet hjelper til med å komprimere jorda som veiene er bygget på. Reduserer forskyvningen forårsaket i undergrunnen av fuktighetsendringer og biltrafikk.

I hjemmet

Salt har blitt brukt ved å gni i rengjøring av overflater, gryter og panner. Også i forebygging av mugg og som flekkfjerner. Det brukes også i mange merker av sjampo og tannkrem.

Andre bruksområder

På veiene

-I påvente av snøfall er veiene dekket med saltlake, noe som forhindrer at isen binder seg til veibanen. For tining brukes en blanding av saltlake og salt, og noen ganger tilsettes andre kjemiske komponenter som magnesium eller kalsiumklorid. Bruken av salt og saltlake er ikke effektiv ved temperaturer under -10 ºC.

Tilsetning av salt gir en reduksjon i kryoskopisk punkt, en koligativ egenskap ved løsningene, og dermed hindrer isdannelsen på en viss måte.

-På grunn av dets hygroskopiske tilstand, blir salt brukt som et billig tørkemiddel.

I harpikser som brukes til å myke opp vann

Hardt vann inneholder kalsium- og magnesiumioner som hindrer såpens virkning og forårsaker avleiringer av alkaliske materialer på forskjellige utstyr og rør. I mykgjøring av vann brukes ionebytterharpikser. Saltet brukes til fremstilling og regenerering av harpiksene.

I brannslukningsapparater

Natriumklorid brukes i brannslukningsapparater for å bekjempe branner der brennbare metaller er til stede, for eksempel magnesium, kalium, natrium og NK-legeringer.

Salt fungerer som en kjøleribbe og danner også en skorpe som begrenser oksygen tilgang til brannen.

I glassene

Natriumkloridkrystaller brukes i optiske komponenter som vinduer og prismer, spesielt for infrarødt lys. Siden saltet er veldig hygroskopisk, produseres det imidlertid en slags frost som dekker linsene. Av denne grunn har natriumkloridlinser blitt erstattet av sink-selenid-linser.

Terapeutisk bruk

Tilfør mangel på salter i kroppen

-Når det er en kroppsuttømming av Na ⁺ , må den byttes ut for å opprettholde ekstracellulær osmolaritet, nerveledning og muskelsammentrekning.

-NaCl brukes til behandling og forebygging av natrium- og kloremangel, som følge av overdreven svette under eksponering for høye temperaturer. Det brukes også ved overdreven diurese eller overdreven begrensning av saltinntaket.

-Parenteral tilførsel av en 045% NaCl-løsning brukes til behandling av hyperosmolar diabetes. Den oppfyller en rehydratiserende funksjon og tjener til å vurdere statusen til nyrefunksjonen.

-Injeksjoner av hypertoniske oppløsninger, med en NaCl-konsentrasjon større enn 0,9% vekt / volum,

-De brukes når det er en alvorlig uttømming av Na ⁺ , og er en restaurering av det essensielle ionet. Denne hyponatremia kan være en konsekvens av en behandling med gratis elektrolytter eller med en konsentrasjon av Na ⁺ .

Hyponatremi kan også være forårsaket av for høyt vanninntak, ikke kontrollert av utilstrekkelig nyrefunksjon.

I ukonvensjonelle behandlinger og bruksområder

-NaCl-inhalasjonsløsninger brukes til å fortynne medisinene som ble brukt under forstøvningsprosessen. Det brukes også til luftrenging og vanning. 0,9% saltløsning brukes i nesespray.

-20% NaCl-løsninger brukes til intra-fostervanns-transabdominal installasjon, og derved induserer en sen abort i andre trimester av svangerskapet.

-Sodiumklorid kan brukes som et lokalt antiseptisk middel. Takket være sin osmotiske kapasitet er den i stand til å dehydrere et bredt spekter av virus og bakterier i en ikke-spurert tilstand; derfor brukes det som et smertefullt antiseptisk middel for å desinfisere sår.

toksisitet

Svelging

Det har bare en skadelig effekt på helsen hvis inntaket er høyt og over lengre tid. Under disse omstendighetene ville hypernatremi oppstå med den påfølgende økningen i ekstracellulært volum som ville føre til arteriell hypertensjon.

Irritasjon og fysisk kontakt

Det har en giftig effekt bare hvis inhalasjonen er veldig høy. Overdreven kontakt med huden kan føre til at den blir tørr. Endelig forårsaker det en øyeblikkelig irritasjon ved kontakt med øynene.

referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave., S. 84, 90, 93, 263). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kjemi. (8. utg.). CENGAGE Learning, s 482-483.
3. Natriumklorid. (2018). Natriumklorid: fordeler, bruk, egenskaper, risiko. Hentet fra: natriumklorid.org
4. Pubchem. (2018). Natriumklorid. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Wikipedia. (2018). Natriumklorid. Hentet fra: en.wikipedia.org
6. Amerikanske elementer. (2018). Natriumklorid. Hentet fra: americanelements.com