Natriumcarbonaat (Na2CO3) Structuur, toepassingen en eigenschappen

de natriumcarbonaat (Na₂CO₃₎ Het is een anorganisch zout van natrium, alkalimetaal en koolzuur. Het is ook wereldwijd bekend als natriumcarbonaat. De meren en de vulkanische activiteiten verrijkten de bodem met natrium, van waaruit de planten werden gevoed; toen, na een brand, verspreidden deze planten de carbonaatas.

Hoe ontstaat dit zout van metallisch natrium? Zuiver natrium heeft een valentieconfiguratie [Ne] 3s¹. Het elektron van de 3s-orbitaal¹ het wordt gemakkelijk vrijgegeven door andere elementen van de natuur (zoals zwavel, zuurstof, chloor, fluor, enz.), en vormt minerale verbindingen waarin het stabiele ion Na deelneemt⁺.

De Na⁺ het gaat gepaard met andere ionensoorten in deze vaste stoffen; Hiervan is natriumcarbonaat maar één meer aanwezig in de natuur. Sindsdien is het in alle beschavingen door de eeuwen heen gebruikt. Deze beschavingen vonden in die grijsachtig witte stof gunstige eigenschappen voor hun huizen en hun mensen.

Deze eigenschappen markeerden hun toepassingen, die tegenwoordig traditionele aspecten uit het verleden behouden en andere zijn aangepast aan de huidige behoeften.

Natriumcarbonaat is zeer overvloedig aanwezig in de natuur, en misschien ook in andere gebieden buiten de planeet Aarde, zoals sommige van de manen van het zonnestelsel.

index

• 1 formule
• 2 Structuur
• 3 Gebruik
• 4 Hoe is het gedaan??
• 5 Eigenschappen
• 6 Referenties

formule

De chemische formule van natriumcarbonaat is Na₂CO₃. Hoe wordt het geïnterpreteerd? Het betekent dat in de kristallijne vaste stof, voor elk CO-ion₃^2- er zijn twee Na-ionen⁺.

structuur

In de bovenste afbeelding is de structuur van de Na weergegeven₂CO₃ anhydride (ook wel gecalcineerde soda genoemd). De paarse bollen komen overeen met Na-ionen⁺, terwijl zwart en rood tot CO-ionen₃^2-.

Carbonaationen hebben een platte trigonale structuur, met de zuurstofatomen op hun hoekpunten.

Het beeld geeft een panorama vanuit een hoger vlak. Na-ionen⁺ ze zijn omgeven door zes zuurstofatomen, afkomstig van de CO-ionen₃^2-. Dat wil zeggen, in de Na₂CO₃ Anhydride Natrium voldoet aan een octaëdrische coördinatie-meetkunde (het is ingepakt in het midden van een octaëder).

Deze structuur is echter ook in staat om watermoleculen te huisvesten, in wisselwerking met waterstofbruggen met de hoekpunten van de driehoeken.

In feite hydrateert Na₂CO₃  (Na₂CO₃· 10H₂O, Na₂CO₃· 7H₂O, Na₂CO₃· H₂Of, en anderen) zijn overvloediger dan watervrij zout.

De thermonatriet (Na₂CO₃· H₂O), de natron (Na₂CO₃· 10H₂O) en de hoge stoel (Na₃(HCO₃) (CO₃) · 2H₂Of ze zijn de belangrijkste natuurlijke bronnen van natriumcarbonaat, vooral de minerale trona, weergegeven in het eerste beeld.

toepassingen

Natriumcarbonaat vervult tal van functies in mensen, huizen en de industrie, waaronder deze functies:

- Natriumcarbonaat wordt in veel reinigingsproducten gebruikt. Dit komt door het ontsmettingsvermogen, het vermogen om vetten op te lossen en de eigenschap om water te verzachten. Het maakt deel uit van wasmiddelen die worden gebruikt in wasserijen, automatische vaatwassers, glasreinigers, vlekkenverwijderaars, bleekmiddelen, enz..

- Het carbonaatdesinfectiemiddel kan worden gebruikt op harde, niet-ruwe oppervlakken, zoals vloeren, muren, porselein en badkuipen, met uitzondering van glasvezel en aluminium, dat hierdoor kan worden bekrast.

- Het wordt in sommige voedingsmiddelen gebruikt om samenklonteren te voorkomen.

- Het is aanwezig in verschillende producten voor persoonlijke verzorging, zoals bubbelbaden, tandpasta's en zeep.

- Het wordt in de glasindustrie gebruikt vanwege zijn vermogen om de silicaten te ontleden.

- Het wordt gebruikt bij het onderhoud van zwembaden, waar het voldoet aan een desinfecterende en pH-regulerende functie.

- Bij mensen wordt het therapeutisch gebruikt bij de behandeling van zuurgraad en dermatitis.

- In de diergeneeskunde wordt het gebruikt bij de behandeling van ringworm en reiniging van de huid.

Hoe is het gedaan??

Natriumcarbonaat kan worden vervaardigd met pekel uit zeeën en kalksteen (CaCO₃) in het Solvay-proces. In de bovenste afbeelding wordt een diagram van het proces getoond, wijzend op de productieroutes, evenals de reagentia, tussenproducten en producten. De reagentia zijn geschreven met groene letters en de producten met rode letters.

De follow-up van deze reacties kan een beetje ingewikkeld zijn, maar de algemene vergelijking die alleen de reactanten en producten aangeeft, is:

2NaCl (aq) + CaCO₃(S) <=> na₂CO₃(s) + CaCl₂(Aq)

De CaCO₃ Het heeft een zeer stabiele kristallijne structuur, dus het vraagt ​​constant veel energie om het te ontbinden in CO₂. Bovendien genereert dit proces grote hoeveelheden CaCl₂ (calciumchloride) en andere onzuiverheden, waarvan de lozingen de kwaliteit van water en het milieu beïnvloeden.

Er zijn ook andere productiemethoden voor natriumcarbonaat in industriële omgevingen, zoals de Hou- en Leblanc-processen.

Tegenwoordig is het duurzaam om het van zijn natuurlijke mineralen te verkrijgen, zijnde de trona de meest overvloedige hiervan.

Aan de andere kant was de meest traditionele methode het kweken en verbranden van planten en algen rijk aan natrium. Vervolgens werd de as met water gewassen en onderworpen aan verhitting totdat het product was verkregen. Vanaf hier ontstond de beroemde as van frisdrank.

eigenschappen

De Na₂CO₃ is een hygroscopische witte vaste stof, geurloos, met een molecuulgewicht van 106 g / mol en een dichtheid van 2,54 g / ml bij 25 ° C.

De eigenschappen ervan veranderen omdat het een watermolecuul in zijn kristallijne structuur incorporeert. Omdat water waterstofbruggen kan vormen en de ionen "open ruimte" ertussen, neemt het volume van het kristal toe en neemt de dichtheid van het hydraat af. Bijvoorbeeld voor de Na₂CO₃· 10H₂Of de dichtheid is 1,46 g / ml.

De Na₂CO₃ smelt bij 851 ° C, ontbindend volgens de volgende vergelijking:

na₂CO₃(s) => Na₂O (s) + CO₂(G)

Nogmaals, ondanks het feit dat CO-ionen₃^2- en Na⁺ Ze verschillen in grootte, hun elektrostatische interacties zijn zeer efficiënt en onderhouden een stabiel kristallijn netwerk.

Watermoleculen "hinderen" deze interacties en als gevolg daarvan zijn hydraten vatbaarder voor ontleding dan anhydride.

Het is een basisch zout; dat wil zeggen, opgelost in water genereert een oplossing met een pH groter dan 7. Dit komt door de hydrolyse van CO₃^2-, waarvan de reactie OH vrijgeeft^- in het midden:

CO₃^2-(ac) + H₂O (l) <=> HCO₃^-(ac) + OH^-(Aq)

Het is zeer oplosbaar in water en in polaire oplosmiddelen, zoals glycerol, glycerine, aceton, acetaten en vloeibare ammoniak..

referenties

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische chemie In De elementen van groep 1. (Vierde editie, pagina 265). Mc Graw Hill.
2. scifun.org. (2018). Natriumwaterstofcarbonaat en natriumcarbonaat. Opgehaald op 8 april 2018, vanaf: scifun.org
3. Wikipedia. (2018). Natriumcarbonaat. Opgehaald op 8 april 2018, vanaf: en.wikipedia.org
4. PubChem. (2018). Natriumcarbonaat. Opgehaald op 8 april 2018, van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Ciner Resources Corporation. (2018). Soda Ash Opgehaald op 8 april 2018, vanaf: ciner.us.com
6. Qniemiec. (7 mei 2010). Solvay-proces. [Afbeelding]. Teruggeplaatst van: Wikimedia.org
7. Peltier K. (3 juli 2018). Alles wat u moet weten over natriumcarboniet. Opgehaald op 8 april 2018, vanaf: thespruce.com
8. Net Industries. (2018). Natriumcarbonaat - Gebruik van natriumcarbonaat. Opgehaald op 8 april 2018, van: science.jrank.org