Карбонат натрия (Na2CO3) структура, использование и свойства

карбонат натрия (Na₂Колорадо₃₎ Это неорганическая соль натрия, щелочного металла и углекислоты. Он также известен во всем мире как кальцинированная сода. Озера и вулканическая деятельность обогатили почвы натрием, из которого растения питались; затем, после пожара, эти растения разбросали карбонатный пепел.

Как возникает эта соль металлического натрия? Чистый натрий имеет валентную конфигурацию [Ne] 3s¹. Электрон 3s орбитали¹ он легко выделяется другими элементами природы (такими как сера, кислород, хлор, фтор и т. д.), образуя минеральные соединения, в которых участвует стабильный ион Na⁺.

На⁺ это сопровождается другими ионными разновидностями в этих твердых телах; Из них карбонат натрия является еще одним присутствующим в природе. С тех пор он использовался во всех цивилизациях на протяжении веков. Эти цивилизации находили в этой серовато-белой пыли полезные свойства для своих домов и людей..

Эти свойства отметили их использование, которые сегодня поддерживают традиционные аспекты прошлого, а другие адаптированы к текущим потребностям.

Карбонат натрия очень распространен в природе и, возможно, также на других территориях за пределами планеты Земля, таких как некоторые из спутников Солнечной системы..

индекс

• 1 Формула
• 2 Структура
• 3 использования
• 4 Как это сделать??
• 5 свойства
• 6 Ссылки

формула

Химическая формула карбоната натрия Na₂Колорадо₃. Как это интерпретируется? Это означает, что в кристаллическом твердом теле для каждого иона СО₃^2- Есть два иона Na⁺.

структура

На верхнем изображении представлена ​​структура Na₂Колорадо₃ ангидрид (также называемый кальцинированной содой). Фиолетовые сферы соответствуют ионам Na⁺, в то время как черный и красный для ионов CO₃^2-.

Карбонат-ионы имеют плоскую тригональную структуру с атомами кислорода в своих вершинах.

Изображение дает панораму, видимую с более высокой плоскости. Na-ионы⁺ они окружены шестью атомами кислорода, исходящими от ионов СО₃^2-. То есть в На₂Колорадо₃ Ангидрид натрия соответствует октаэдрической координационной геометрии (он заключен в центр октаэдра).

Однако эта структура также способна содержать молекулы воды, взаимодействующие водородными связями с вершинами треугольников..

На самом деле, гидраты Na₂Колорадо₃  (Na₂Колорадо₃· 10H₂О, На₂Колорадо₃· 7Н₂О, На₂Колорадо₃· H₂Или и другие) более распространены, чем безводная соль.

Термонатрит (Na₂Колорадо₃· H₂О) натрон (Na₂Колорадо₃· 10H₂О) и стульчик (Na₃(HCO₃) (CO₃) · 2H₂Или они являются основными природными источниками карбоната натрия, особенно минерала трона, представленного на первом изображении.

приложений

Карбонат натрия выполняет многочисленные функции в людях, домах и на производстве, в число которых входят следующие:

- Карбонат натрия используется во многих чистящих средствах. Это связано с его дезинфицирующей способностью, способностью растворять жиры и свойством умягчать воду. Он входит в состав моющих средств, используемых в прачечных, автоматических посудомоечных машинах, очистителях стекла, пятновыводителях, отбеливателях и т. Д..

- Карбонатное дезинфицирующее средство можно использовать на твердых, не шероховатых поверхностях, таких как полы, стены, фарфор и ванны, за исключением стекловолокно и алюминий, который может быть поцарапан этим.

- Он используется в некоторых продуктах, чтобы предотвратить спекание, которое может произойти в этих.

- Он присутствует в различных продуктах личной гигиены, таких как жемчужные ванны, зубные пасты и мыло.

- Используется в стекольной промышленности благодаря способности разлагать силикаты..

- Используется для обслуживания бассейнов, где выполняет дезинфицирующую функцию и функцию регулирования pH..

- У людей он используется терапевтически при лечении кислотности и дерматита..

- В ветеринарной медицине его применяют при лечении стригущего лишая и очищении кожи.

Как это сделать??

Карбонат натрия может быть изготовлен с использованием рассола из морей и известняка (CaCO₃) в процессе Сольве. На верхнем изображении показана схема процесса с указанием маршрутов производства, а также реагентов, посредников и продуктов. Реагенты написаны зелеными буквами, а продукты - красными буквами..

Наблюдение за этими реакциями может быть немного сложным, но глобальное уравнение, которое указывает только на реагенты и продукты:

2NaCl (водн.) + CaCO₃(S), <=> не доступно₂Колорадо₃(s) + CaCl₂(Aq)

CaCO₃ Он имеет очень стабильную кристаллическую структуру, поэтому для его разложения на CO постоянно требуется много энергии.₂. Кроме того, этот процесс генерирует большое количество CaCl₂ (хлорид кальция) и другие примеси, выбросы которых влияют на качество воды и окружающую среду.

Существуют также другие способы производства карбоната натрия в промышленных условиях, такие как процессы Хоу и Лебланк..

В настоящее время его можно получить из его природных минералов, так как трона является наиболее распространенным из них..

С другой стороны, наиболее традиционным методом было выращивание и сжигание растений и водорослей, богатых натрием. Затем пепел омывали водой и нагревали до получения продукта. Отсюда возник знаменитый пепел соды.

свойства

На₂Колорадо₃ представляет собой гигроскопичное белое твердое вещество без запаха, с молекулярной массой 106 г / моль и плотностью 2,54 г / мл при 25 ° C.

Его свойства изменяются, поскольку он включает молекулу воды в свою кристаллическую структуру. Поскольку вода может образовывать водородные мостики, а ионы «открывают пространство» между ними, объем кристалла увеличивается, а плотность гидрата уменьшается. Например, для Na₂Колорадо₃· 10H₂Или его плотность составляет 1,46 г / мл..

На₂Колорадо₃ плавится при 851 ° C, разлагается в соответствии со следующим уравнением:

не доступно₂Колорадо₃(s) => Na₂O (s) + CO₂(G)

Опять же, несмотря на то, что ионы СО₃^2- и на⁺ Они отличаются по размерам, их электростатические взаимодействия очень эффективны и поддерживают стабильную кристаллическую сеть.

Молекулы воды "препятствуют" этим взаимодействиям, и в результате гидраты более подвержены разложению, чем ангидрид..

Это основная соль; растворение в воде приводит к образованию раствора с рН выше 7. Это связано с гидролизом СО₃^2-, чья реакция высвобождает ОН^- в середине:

Колорадо₃^2-(ac) + H₂O (l) <=> HCO₃^-(ac) + OH^-(Aq)

Он очень хорошо растворяется в воде и в полярных растворителях, таких как глицерин, глицерин, ацетон, ацетаты и жидкий аммиак..

ссылки

1. Дрожь и Аткинс. (2008). Неорганическая химия В Элементы группы 1. (Четвертое издание, стр. 265). Mc Graw Hill.
2. scifun.org. (2018). Карбонат натрия и карбонат натрия. Получено 8 апреля 2018 г. с сайта scifun.org.
3. Wikipedia. (2018). Карбонат натрия. Получено 8 апреля 2018 г. с сайта en.wikipedia.org
4. PubChem. (2018). Карбонат натрия. Получено 8 апреля 2018 г. из: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Ciner Resources Corporation. (2018). Кальцинированная сода Получено 8 апреля 2018 г. с сайта: ciner.us.com
6. Qniemiec. (7 мая 2010 г.) Solvay процесс. [Рисунок]. Получено с: Wikimedia.org
7. Пельтье К. (3 июля 2018 г.). Все, что вам нужно знать о карбоните натрия. Получено 8 апреля 2018 г. с сайта thespruce.com
8. Net Industries. (2018). Карбонат натрия - Использование карбоната натрия. Получено 8 апреля 2018 г. с сайта: science.jrank.org