נתרן כלורי (NACL): מבנה, תכונות, שימושים - כִּימִיָה - 2025

נתרן כלורי , הידוע גם מלח שולחן או מלח שולחן, הוא מלח בינארי אורגני של הלוגן נתרן וכלור מתכת אלקלית. זהו המרכיב הגדול ביותר במלח אכיל וצורתו המינרלית מכונה הליט. הנוסחה המולקולרית שלה היא NaCl והיא מתארת ​​את החלק הסטואיציומטרי של היונים שלה (Na ⁺ Cl ^- ) ולא את זה של מולקולה בדידה (Na-Cl)

נתרן כלוריד הוא מוצק גבישי לבן שנוצר על ידי שילוב של נתרן, מתכת לבנה כסופה, המגיבה באלימות עם מים, והיסוד כלור, גז רעיל, מאכל, וירוק בהיר.

מקור: Pixabay

התמונה העליונה מציגה חלק מגבישי NaCl. כיצד יתכן כי משני אלמנטים מסוכנים כמו Na ו- Cl ₂ , ניתן ליצור מלח אכיל? ראשית, המשוואה הכימית להיווצרותה היא:

2Na (ים) + Cl ₂ (g) => 2NaCl (ים)

התשובה נעוצה באופי הקשר ב- NaCl. בהיותם יוניים, התכונות של Na ⁺ ו- Cl ^- שונות באלכסון מאלו של האטומים הנייטרלים שלהם.

נתרן הוא יסוד חיוני, אך בצורתו היונית. Na ⁺ הוא הקטיון החוץ תאי הראשי בריכוז של כ -140 מגה לשקל, ויחד עם האניונים הנלווים אליו, Cl ^- ו- HCO ₃ ^- (ביקרבונט), הם האחראים העיקריים לערך האוסמולולריות והנפח החוץ תאי. .

בנוסף, Na ⁺ אחראית לייצור והולכה של דחף העצבים בצירונים העצביים, כמו גם על התחלת התכווצות שרירים.

NaCl שימש מאז ימי קדם לטעמם של מזון ולשימור בשר, בגלל יכולתו להרוג חיידקים ולמנוע קלקול.

זה הכרחי גם לייצור נתרן הידרוקסיד (NaOH) וכלור מולקולרי (Cl ₂ ), בתגובה של NaCl עם מים תחת הידרוליזה:

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

H ₂ (g) ו- NaOH מצטברים בקתודה (-) . בינתיים, Cl ₂ (g) מצטבר באנודה (+ ). נתרן הידרוקסיד משמש לייצור סבונים וכלור בייצור פלסטיק PVC.

מבנה נתרן כלורי

מקור: מאת מדינת סוליד, מתוך ויקימדיה Commons

בתמונה העליונה מיוצג המבנה המעוקב הקומפקטי של נתרן כלורי. תחום הירוקים מהשופעים מתאימים Cl ^- אניונים , בעוד הלבנים כדי Na ⁺ קטיונים . שימו לב כיצד גביש NaCl מורכב מרשת של יונים המסודרים על ידי האינטראקציות האלקטרוסטטיות שלהם ביחס של 1: 1.

למרות שמוצגים סורגים בתמונה, הקשרים אינם קוולנטיים אלא יוניים. השימוש בסורגים שימושי בעת הצגת גיאומטריה של תיאום סביב יון. לדוגמא, במקרה של NaCl כל Na ⁺ מוקף בשישה Cl ^- (אוקטדרה של צבע לבן), וכל Cl ^- של שש Na ⁺ (אוקטדרון בצבע ירוק).

לכן יש לו קואורדינציה (6,6) שמספרם מציין כמה שכנים מקיפים כל יון. המספר בצד ימין מציין את שכניו של Na ⁺ , בעוד זה משמאל, אלה של Cl ^- .

ייצוגים אחרים להשמיט את השימוש ברים כדי להדגיש את החללים octahedral במבנה, אשר נובעים במרחב הבין תחומי שבין שישה ארוז Cl ^- אניונים (או Na ⁺ קטיונים ). סידור זה נצפה במלחים מונו (MX) או אורגניים פוליאטיים אחרים, ונקרא מלח אבני חן.

תא יחידה

תא היחידה של מלח סלעים הוא מעוקב, אך אילו קוביות מייצגות אותו בדיוק בתמונה למעלה? האוקטאתדרונים נותנים את התשובה. שניהם מכסים תא כולל המורכב מארבע קוביות קטנות.

לקוביות אלה חלקים מהיונים בקודקודים, בקצוות ובפנים שלהם. במבט מקרוב, יון Na ⁺ אחד ממוקם במרכז וששת-עשרה מהם בקצוות. יון בקצה יכול להיות משותף לארבע קוביות. אז יש 4 יוני Na ⁺ (12 × 1/4 + 1 = 4).

עבור Cl ^- יונים , שמונה ממוקמים הקודקודים ושישה בקצוות. כאשר היונים הממוקמים בקודקודים חולקים חלל עם שמונה קוביות אחרות, ובקצוות עם שש, יש לנו 4 יוני Cl ^- (8 × 1/8 + 6 × 1/2 = 4).

התוצאה הנ"ל מתפרשת כדלקמן: בתא היחיד NaCl ישנם ארבעה Na ⁺ קטיונים וארבעה Cl ^- אניונים ; פרופורציה המסכימה עם הנוסחה הכימית (Na ⁺ אחת לכל Cl ^- ).

נכסים

נוסחה מולקולרית

NaCl.

משקל מולקולרי

58.44 גרם / מול.

תיאור פיזי

מוצק גבישי.

צֶבַע

גבישים חסרי צבע שקופים או אבקה גבישית לבנה.

טַעַם

מָלוּחַ.

נקודת רתיחה

2,575 מעלות צלזיוס בטמפרטורה של 760 מ"מ.

1,465 מעלות צלזיוס.

נקודת המסה

800.7 מעלות צלזיוס.

גם נקודת הרתיחה וגם נקודת ההיתוך משקפים את החום הדרוש כדי להתגבר על אנרגיית הסריג הגבישי. לכן מדידות אלה מאשרות את האופי היוני של NaCl.

מסיסות במים

גדול או שווה ל 100 מ"ג / מ"ל ​​בחום של 68 מעלות צלזיוס.

36.0 גרם / 100 מ"ל בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס.

זהו למעשה מלח היגרוסקופי, השומר על לחות מהסביבה.

מסיסות בממסים אורגניים

0.065 גרם / 100 מ"ל אתנול בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס; 10 גרם / 100 גרם גליצרול ב 25 מעלות צלזיוס; 2.15 גרם / 100 מ"ל אמוניה נוזלית בטמפרטורה של 40 מעלות צלזיוס; 1.4 גרם / 100 מ"ל מתנול בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס; 7.15 גרם / 100 של אתילן גליקול ב 25 מעלות צלזיוס ו 5.21 גרם / 100 גרם של חומצה פורמית ב 25 מעלות צלזיוס.

צְפִיפוּת

2.165 גרם / ס"מ ³ בטמפרטורה של 77 מעלות צלזיוס.

לחץ אדים

1 מ"מ כספית בגובה 1,589ºF.

יַצִיבוּת

הוא יציב בתנאי אחסון מומלצים.

הִתפָּרְקוּת

כאשר הוא מחומם לטמפרטורות גבוהות, הוא מתפרק, ופולט חומצה הידרוכלורית ואדי תחמוצת נתרן.

צְמִיגוּת

צמיגות תמיסות רוויות 1.93 mPa-s.

קורוזיה

זה מאכל למתכות רבות.

pH

6.7 עד 7.3 בתמיסה מימית.

יישומים

באוכל

-סודיום כלורי שימש מאז ימי קדם לשיפור טעמו של המזון ולשימורו. מלח בשר הוא דרך לשמר אותו מפעולה חיידקית, מכיוון שהוא מעכב את פירוק החלבון.

מצד שני, מלח מגביר את האוסמולולריות סביב הבשר, הגורמת לספיגה על ידי אוסמוזה של מי החיידקים, וגורם לחיסולם.

שימושים תעשייתיים

תעשיית המזון

-בתעשיית המזון, מלח משמש כמשפר טעם, תוסף לבקרת תסיסה, סוכן לבקרת מרקמים ומפתח צבע. לדוגמא, מוסיפים מלח בכדי להוציא את הצבע בבייקון, בשר חזיר ומוצרי בשר אחרים.

המלח משמש כקלסר בייצור נקניקיות. זה תורם ליצירת ג'ל קלסר המורכב מבשר, שומן ולחות.

בעיבוד הקמח להכנת לחם מוסיפים מלח במהלך האפייה כדי לשלוט על קצב החמצה של בצק הלחם. הוא משמש גם לחיזוק הגלוטן וכמשפר טעם, וכן כמילוי במוצרי אפיה.

-משמש בייצור דגני בוקר, קמחים מעורבים או מוכנים, צ'יפס, מזון לכלבים וחתולים וכו '.

סינתזה כימית

-סודיום כלוריד משמש כחומר גלם בייצור נתרן הידרוקסיד וכלור, אשר בתורם, הם מועילים בתעשיות כימיות רבות.

המלח משמש לעיבוד מתכות שונות, למשל אלומיניום, נחושת, פלדה ונדיום. הוא משמש גם לייצור נתרן כלוראט, שמשמש בהמשך בסינתזה של כלור דו-חמצני, אקונומיקה על בסיס חמצן. כלור דו-חמצני מזיק פחות לסביבה מאשר מלבינים אחרים.

בענף העור

המלח משמש לעיכוב פעולת החיידק בעור, כמו גם לסייע בהתייבשותו.

בענף הטקסטיל

המלח משמש כמורדנט בצביעת בדים. הוא משמש כשטיפה במי מלח לצורך הסרת מזהמים אורגניים וליצירת מטען חיובי על פני הבדים המאפשר לכיסוי של צבעים טעונים באופן שלילי.

בתעשיית הנפט

-בחקירת נפט וגז, מלח הוא מרכיב חשוב בנוזלי קידוח היטב. הוא משמש לניפולציה ולהגברת צפיפות נוזלי הקידוח, המאפשר להתגבר על לחצי הגז הגבוהים בבארות שאליהן ניתן להגיע. בנוסף, המלח שומר על הרוויה של נוזל הקידוח.

המלח עוזר לדחוס את האדמה עליה בנויים הכבישים. מפחית את העקירה הנגרמת בתת-הקרקע כתוצאה משינויי לחות ותעבורת רכב.

בבית

מלח שימש בשפשוף בניקוי משטחים, סירים ומחבתות. גם במניעת עובש וכמסיר כתמים. הוא משמש גם במותגים רבים של שמפו ומשחת שיניים.

שימושים אחרים

בדרכים

- לקראת גשם שלג, הכבישים מכוסים במי מלח, המונעים את קשירת הקרח למשטח הכביש. להפשרה משתמשים בתערובת של מלח ומלח ולעיתים מוסיפים רכיבים כימיים אחרים כמו מגנזיום או סידן כלוריד. השימוש במלח ומלח אינו יעיל בטמפרטורות הנמוכות -10 מעלות צלזיוס.

הוספת מלח מייצרת ירידה בנקודה הקריוסקופית, תכונה קולטיבית של הפתרונות, ובכך מעכבת את היווצרות הקרח בדרך מסוימת.

בגלל המלחמתו היגרוסקופית, מלח משמש כיבוש זול.

בשרפים המשמשים לריכוך מים

מים קשים מכילים יוני סידן ומגנזיום המעכבים את פעולת הסבון וגורמים למצבורי חומרים אלקליין על ציוד וצינורות שונים. בריכוך מים משתמשים בשרפים להחלפת יונים. המלח משמש להכנת השרפים ולהתחדשותם.

במטפי כיבוי

נתרן כלורי משמש במטפי כיבוי אש בכדי להילחם בשריפות בהן קיימות מתכות דליקים כמו מגנזיום, אשלגן, נתרן וסגסוגות NK.

מלח פועל כקורע חום ויוצר גם קרום המגביל את גישת החמצן לאש.

בכוסות

גבישי נתרן כלורי משמשים ברכיבים אופטיים כמו חלונות ומנסרות, במיוחד לאור אור אינפרא אדום. עם זאת, מכיוון שהמלח מאוד היגרוסקופי, נוצר מעין כפור המכסה את העדשות. מסיבה זו עדשות נתרן כלוריד הוחלפו בעדשות סלניום-אבץ (ZnSe).

שימושים טיפוליים

ספק את חוסר המלחים בגוף

כאשר יש הידלדלות של Na ⁺ בגוף , יש להחליפו בכדי לשמור על אוסמולולריות חוץ-תאי, הולכת עצבים והתכווצות שרירים.

-NCl משמש לטיפול ומניעה של מחסור בנתרן וכלור, הנובע מהזעת יתר במהלך חשיפה לטמפרטורות גבוהות. הוא משמש גם במתן יתר יתר או בהגבלה מוגזמת של צריכת המלח.

-האספקה ​​הפארנטרית של תמיסת NaCl 045% משמשת לניהול סוכרת היפר-סמולרית. זה ממלא תפקוד התייבשות ומשמש להערכת מצב התפקוד הכליות.

זריקת פתרונות היפרטוניים, בריכוז NaCl הגבוה מ -0.9% w / v,

הם משמשים כשיש התדלדלות קשה של Na ⁺ , בהיותם שיקום היון החיוני. היפונתרמיה זו יכולה להיות תוצאה של טיפול באמצעות אלקטרוליטים בחינם או עם ריכוז של Na ⁺ .

היפונתרמיה יכולה להיגרם גם כתוצאה מצריכת מים מוגזמת, שאינה נשלטת על ידי תפקוד לקוי של כליות.

בטיפולים ושימושים לא שגרתיים

-פתרונות שאיפה של NaCl משמשים לדילול התרופות המשמשות במהלך תהליך ההפרה. הוא משמש גם לשטיפת קנה הנשימה ולהשקיה. תמיסת המלח של 0.9% משמשת בתרסיסי אף.

תמיסות NaCl -20% משמשות להתקנה טרנס-בינלית תוך-מי שפיר, ובכך גורמות להפלה מאוחרת בשליש השני של ההיריון.

ניתן להשתמש בסודיום כלוריד כחומר חיטוי מקומי. בזכות יכולתו האוסמוטית, הוא מסוגל להתייבש קשת רחבה של נגיפים וחיידקים במצב לא מתלהם; לכן הוא משמש כחיטוי כואב לחיטוי פצעים.

רַעֲלָנוּת

הַכנָסַת מָזוֹן

יש לזה השפעה מזיקה רק על הבריאות אם הצריכה גבוהה ובמשך זמן רב. בנסיבות אלה, יתר בדם התרחש כתוצאה מעלייה בנפח החוץ תאי שיוביל ליתר לחץ דם עורקי.

גירוי ומגע גופני

יש לו השפעה רעילה רק אם השאיפה גבוהה מאוד. מגע מוגזם עם העור יכול לגרום לו להיות יבש. לבסוף, זה גורם לגירוי רגעי במגע עם העיניים.

הפניות

1. שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. (מהדורה רביעית. עמ '84, 90, 93, 263). מק גריי היל.
2. וויטן, דייויס, פק וסטנלי. כִּימִיָה. (מהדורה 8). לימוד CENGAGE, עמ '482-483.
3. נתרן כלורי. (2018). נתרן כלוריד: יתרונות, שימושים, תכונות, סיכונים. נלקח מ: נתרן כלוריד.org
4. PubChem. (2018). נתרן כלורי. התאושש מ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. ויקיפדיה. (2018). נתרן כלורי. נלקח מ: en.wikipedia.org
6. אלמנטים אמריקאים. (2018). נתרן כלורי. נלקח מ: americanelements.com