סודיום קרבונט (Na 2 CO 3) הוא מלח אורגני של נתרן, מתכת אלקלית וחומצה פחמתית. זה ידוע גם ברחבי העולם כאפר סודה. האגמים והפעילות הוולקנית העשירו את האדמות בנתרן, ממנו הוזנו הצמחים; ואז, לאחר שריפה, צמחים אלה מפיצים את אפר הפחמתי.
כיצד נובע מלח זה נתרן מתכתי? לנתרן הטהור יש תצורת valence של 3s 1 . האלקטרון של מסלול ה- 3s 1 מתנתק בקלות על ידי אלמנטים אחרים בטבע (כמו גופרית, חמצן, כלור, פלואור וכו ') ויוצרים תרכובות מינרליות בהן משתתף היון היציב Na + .
Na + מלווה במינים יוניים אחרים במוצקים אלה; מבין אלה, נתרן קרבונט הוא רק נוכח נוסף בטבע. מאז הוא משמש בכל התרבויות לאורך הדורות. תרבויות אלה מצאו באבקה לבנה אפרפרת זו תכונות מועילות עבור בתיהם ואנשיהם.
תכונות אלה סימנו את השימושים שלה, השומרים כיום על היבטים מסורתיים של העבר, ואחרים מסתגלים לצרכים הנוכחיים.
נתרן פחמתי בשפע מאוד באופיו, ואולי גם בשטחים אחרים מחוץ לכוכב הלכת, כמו חלק מירחי מערכת השמש.
נוּסחָה
הנוסחה הכימית לנתרן קרבונט היא Na 2 CO 3 . איך זה מתפרש? המשמעות היא שבמוצק הקריסטלי, לכל CO 3 2- ion ישנם שני יוני Na + .
מִבְנֶה
התמונה העליונה מציגה את המבנה של Na 2 CO 3 anhydride (המכונה גם סודה מוגלת). הכדוריות הסגולות תואמות את יוני Na + ואילו הכדור השחור והאדום תואם ל- CO 3 2 - יוני .
יוני הפחמן הם בעלי מבנה טריגונאלי שטוח, עם אטומי חמצן בקודקודים שלהם.
התמונה מספקת פנורמה הנראית ממישור גבוה יותר. יוני Na + מוקפים בשישה אטומי חמצן, המגיעים מיוני CO 3 2 . כלומר, ב Na 2 CO 3 נתרן אנהידריד פוגש את הגיאומטריה של התיאום של האוקטאהדרל (הוא סגור במרכז האוקטאהדרון).
עם זאת, מבנה זה מסוגל גם להכיל מולקולות מים, הקיים אינטראקציה באמצעות קשרי מימן עם קודקודי המשולשים.
למעשה, ההידרטים של Na 2 CO 3 (Na 2 CO 3 · 10H 2 O, Na 2 CO 3 · 7H 2 O, Na 2 CO 3 · H 2 O, ואחרים) הם בעלי שפע גדול יותר מהמלח המים.
תרמונטריט (Na 2 CO 3 · H 2 O), natron (Na 2 CO 3 · 10H 2 O) וטרון (Na 3 (HCO 3 ) (CO 3 ) · 2H 2 O הם המקורות הטבעיים העיקריים לקרבונט נתרן, במיוחד הטרונה המינרלית, המיוצג בתמונה הראשונה.
יישומים
נתרן פחמתי ממלא תפקידים רבים בקרב אנשים, בתים ותעשייה, בין הפונקציות הללו בולטים הבאים:
- נתרן קרבונט משמש במוצרי ניקוי רבים. זה נובע מכושר החיטוי שלו, כוחו להמיס שומנים ורכושו לריכוך מים. זה חלק מחומרי ניקוי המשמשים במכבסות, מדיחי כלים אוטומטיים, חומרי ניקוי זכוכית, מסירי כתמים, אקונומיקה וכו '.
- ניתן להשתמש בחיטוי הפחמתי על משטחים קשים ולא מחוספסים, כמו רצפות, קירות, חרסינה ואמבטיות, למעט פיברגלס ואלומיניום, אותם ניתן לשרוט על ידו.
- משתמשים בכמה מזונות כדי להימנע מעוגות שיכולות להופיע באלה.
- הוא קיים במוצרי טיפוח אישיים שונים, כמו אמבטיות בועות, משחות שיניים וסבונים.
- הוא משמש בתעשיית הזכוכית בשל יכולתו לפרק סיליקטים.
- הוא משמש לתחזוקה של בריכות שחייה, שם הוא מבצע פעולת חיטוי ויסות pH.
- אצל בני אדם הוא משמש טיפולי לטיפול בצרבת ודלקת עור.
- ברפואה וטרינרית הוא משמש לטיפול בתולעת גזזת ובניקוי העור.
איך זה נעשה?
ניתן לייצר נתרן קרבונט באמצעות מי מלח מהים ואבני גיר (CaCO 3 ) בתהליך Solvay. בתמונה למעלה מופיעה תרשים של התהליך המציין את מסלולי הייצור, כמו גם את המגיבים, המתווכים והמוצרים. המגיבים כתובים באותיות ירוקות, והמוצרים עם אותיות אדומות.
מעקב אחר התגובות הללו יכול להיות מעט טריקי, אך המשוואה הכוללת המצביעה רק על המגיבים והמוצרים היא:
2NaCl (aq) + CaCO 3 (s) <=> Na 2 CO 3 (s) + CaCl 2 (aq)
ל- CaCO 3 מבנה גבישי יציב מאוד, ולכן הוא דורש כל הזמן אנרגיה רבה כדי לפרק אותו ל- CO 2 . בנוסף, תהליך זה מייצר כמויות גדולות של CaCl 2 (סידן כלוריד) וזיהומים אחרים, שפרשותיהם משפיעות על איכות המים והסביבה.
ישנן גם שיטות ייצור אחרות של נתרן פחמתי במסגרות תעשייתיות, כמו תהליכי Hou ו- Leblanc.
כיום קיימא להשיג אותו מהמינרלים הטבעיים שלו, כשהטרונה היא השופעת ביותר מבין אלה.
מצד שני, השיטה המסורתית יותר כללה גידול ושריפת צמחים ואצות עשירים בנתרן. לאחר מכן, האפר נשטף במים והועבר לחימום עד לקבלת המוצר. מכאן הגיע אפר הסודה המפורסם.
נכסים
Na 2 CO 3 הוא מוצק לבן חסר היגרוסקופיה, בעל משקל מולקולרי של 106 גרם / מול וצפיפות של 2.54 גר '/ מ"ל בחום של 25 מעלות צלזיוס.
תכונותיו משתנות כאשר היא משלבת מולקולת מים במבנה הגבישי שלה. מכיוון שמים יכולים ליצור קשרי מימן ויונים "מייצרים חלל" ביניהם, נפח הגביש עולה וגדל צפיפות ההידרט. לדוגמה, עבור Na 2 CO 3 · 10H 2 O, צפיפותו היא 1.46 גרם / מ"ל.
Na 2 CO 3 נמס בחום של 851 מעלות צלזיוס, ומתפרק לפי המשוואה הבאה:
Na 2 CO 3 (ים) => Na 2 O (ים) + CO 2 (g)
שוב, למרות שיוני CO 3 2 ו- Na + שונים זה מזה בגודלם, האינטראקציות האלקטרוסטטיות שלהם יעילות מאוד ושומרים על סריג גבישתי יציב.
מולקולות מים "נכנסות לדרכם" של אינטראקציות אלה, וכתוצאה מכך, hydrates רגישים יותר להתמוטטות מאשר anhydride.
זהו מלח בסיסי; כלומר כאשר מומסים במים הוא מייצר תמיסה בעלת pH הגבוהה מ 7. הדבר נובע מהידרוליזה של CO 3 2 , שתגובתה משחררת OH - במדיום:
CO 3 2– (aq) + H 2 O (l) <=> HCO 3 - (aq) + OH - (aq)
זה מסיס מאוד במים ובממסים קוטביים, כמו גליצרול, גליצרין, אצטון, אצטטים, ואמוניה נוזלית.
הפניות
- שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. באלמנטים של קבוצה 1. (מהדורה רביעית, עמ '265). מק גריי היל.
- scifun.org. (2018). נתרן מימן קרבונט וסודיום קרבונט. הוחזר ב 8 באפריל 2018 מ: scifun.org
- ויקיפדיה. (2018). נתרן קרבונט. הוחזר ב -8 באפריל 2018, מתוך: en.wikipedia.org
- PubChem. (2018). נתרן קרבונט. הוחזר ב -8 באפריל 2018 מ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- תאגיד סינר משאבים. (2018). סודה אש. הוחזר ב- 8 באפריל 2018 מ: ciner.us.com
- קנימיס. (7 במאי 2010). תהליך סולווי. . התאושש מ: Wikimedia.org
- פלטייה ק '(3 ביולי 2018). כל מה שאתה צריך לדעת על נתרן קרבוניט. הוחזר ב- 8 באפריל 2018 מ: thespruce.com
- תעשיות נטו. (2018). נתרן קרבונט - שימושים בסודיום קרבונט. הוחזר ב -8 באפריל 2018 מ: science.jrank.org