НАТРИЕВ ХЛОРИД (NACL): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

На натриев хлорид, известен също като готварска сол или готварска сол, е двоичен неорганична сол на алкален метал натрий и хлор халоген. Той е най-големият компонент на ядливата сол, а минералната му форма е известна като халит. Молекулната му формула е NaCl и описва стехиометричната пропорция на нейните йони (Na ⁺ Cl ^-), а не тази на дискретна молекула (Na-Cl)

Натриевият хлорид е бяло кристално твърдо вещество, което се образува от комбинацията от натрий, сребристо-бял метал, който реагира бурно с вода, и елементът хлор, отровен, корозивен и бледозелен газ.

Източник: Pixabay

Горното изображение показва част от NaCl кристали. Как е възможно, че от два елемента, като опасен като Na и Cl ₂, годни за консумация сол може да се образува? Първо, химичното уравнение за неговото образуване е:

2Na (и) + Cl ₂ (г) => 2NaCl (и)

Отговорът се крие в естеството на връзката в NaCl. Като йонни, свойствата на Na ⁺ и Cl ^- са диагонално различни от тези на техните неутрални атоми.

Натрият е жизненоважен елемент, но в своята йонна форма. Na ⁺ е основният извънклетъчен катион с концентрация приблизително 140 mEq / l и заедно с придружаващите ги аниони Cl ^- и HCO ₃ ^- (бикарбонат) са главните отговорни за стойността на осмоларността и извънклетъчния обем, В допълнение, Na ⁺ е отговорен за генерирането и провеждането на нервния импулс в невроналните аксони, както и за инициирането на мускулна контракция.

NaCl се използва от древни времена за овкусяване на храната и за консервиране на месо, поради способността му да убива бактериите и да предотвратява разваляне.

Това е необходимо за производството на натриев хидроксид (NaOH) и молекулно хлор (Cl и ₂) взаимодействие на NaCl с вода при хидролиза:

2H ₂ O (л) + 2 NaCl (S) => 2NaOH (вод) + Cl ₂ (г) + Н ₂ (г)

Н ₂ (д) и NaOH натрупват на катода (-). Междувременно, Cl ₂ (g) се натрупва на анода (+). Натриевият хидроксид се използва при производството на сапуни и хлор при производството на PVC пластмаса.

Структура на натриев хлорид

Източник: От твърдо състояние, от Wikimedia Commons

В горното изображение е представена компактната кубична структура на натриев хлорид. Обемните зелени сфери съответстват на Cl ^- аниони, а белите на Na ⁺ катиони. Обърнете внимание как кристалът NaCl се състои от мрежа от йони, подредени чрез техните електростатични взаимодействия в съотношение 1: 1.

Въпреки че на изображението са показани барове, връзките не са ковалентни, а йонни. Използването на барове е полезно, когато показва координатна геометрия около йон. Например, в случая на NaCl всеки Na ⁺ е заобиколен от шест Cl ^- (октаедър с бял цвят), а всеки Cl ^- от шест Na ⁺ (октаедър от зелен цвят).

Следователно той има координация (6,6), чиито числа показват колко съседи обграждат всеки йон. Цифрата отдясно показва съседите на Na ⁺, а тази вляво, тези на Cl ^-.

Други изображения пропускат използването на барове, за да подчертаят октаедричните празнини в структурата, които са резултат от интерстициалното пространство между шест пакетирани Cl ^- аниона (или Na ⁺ катиони). Тази подредба се наблюдава при други моно (MX) или многоатомни неорганични соли и се нарича скъпоценна сол.

Единична клетка

Единичната клетка от каменната сол е кубична, но кои кубчета точно я представят на горното изображение? Октаедрите дават отговора. И двете покриват обща клетка, съставена от четири малки кубчета.

Тези кубчета имат части от йони в техните върхове, ръбове и лица. Гледайки внимателно, един Na ⁺ йон е разположен в центъра, а дванадесет от тях по краищата. Йон на ръба може да бъде споделен с четири кубчета. Значи има 4 Na ⁺ йона (12 × 1/4 + 1 = 4).

За Cl ^- йони осем са разположени в върховете и шест в краищата. Тъй като йоните, разположени в върховете, споделят пространство с осем други куба, а в краищата с шест, имаме 4 Cl ^- йона (8 × 1/8 + 6 × 1/2 = 4).

Горният резултат се интерпретира по следния начин: в NaCl единичната клетка има четири Na ⁺ катиона и четири Cl ^- аниона; пропорция, която е в съответствие с химичната формула (един Na ⁺ за всеки Cl ^-).

Имоти

Молекулярна формула

NaCl.

Молекулно тегло

58.44 g / mol.

Физическо описание

Кристално твърдо вещество.

цвят

Прозрачни безцветни кристали или бял кристален прах.

вкус

Солени.

Точка на кипене

2,575 ° F при 760 mmHg.

1465 ° С.

Точка на топене

1,474 ° F (800,7 ° C).

Точката на кипене и точката на топене отразяват топлината, необходима за преодоляване на кристалната решетъчна енергия. Следователно, тези измервания потвърждават йонния характер на NaCl.

Разтворимост във вода

По-голямо или равно на 100 mg / ml при 68 ° F.

36,0 g / 100 ml при 25 ° C.

Всъщност това е хигроскопична сол, която задържа влагата от околната среда.

Разтворимост в органични разтворители

0,065 g / 100 ml етанол при 25 ° С; 10 g / 100 g глицерол при 25 ° С; 2,15 g / 100 ml течен амоняк при 40 ° C; 1,4 g / 100 ml метанол при 25 ° С; 7,15 g / 100 етилен гликол при 25 ° C и 5,21 g / 100 g мравчена киселина при 25 ° C.

плътност

2,165 g / cm ³ при 77 ° C.

Парно налягане

1 mmHg при 1,589ºF.

стабилност

Стабилен е при препоръчителни условия за съхранение.

разлагане

При нагряване до високи температури, той се разлага, отделяйки солна киселина и динатриев оксид.

вискозитет

Вискозитет на наситени разтвори 1.93 mPa-s.

корозия

Той е корозивен за много метали.

рН

6.7 до 7.3 във воден разтвор.

Приложения

В храната

-Натриевият хлорид се използва от древни времена за подобряване на вкуса на храната и за нейното запазване. Соленето на месо е начин да го запазите от бактериално действие, тъй като забавя разграждането на протеина.

-От друга страна, солта увеличава осмоларността около месото, което предизвиква абсорбцията чрез осмоза на водата на бактериите, причинявайки тяхното елиминиране.

Промишлени приложения

Хранително-вкусовата промишленост

-В хранителната промишленост солта се използва като подобрител на аромата, добавка за контрол на ферментацията, агент за контрол на текстурата и оцветител. Например се добавя сол, за да се разкрие цветът в бекон, шунка и други месни продукти.

-Солта служи като свързващо вещество при производството на колбаси. Допринася за образуването на свързващ гел, съставен от месо, мазнини и влага.

-При обработката на брашно за приготвяне на хляб се добавя сол по време на печене, за да се контролира скоростта на изтичане на тесто за хляб. Използва се и за подсилване на глутен и като подобрител на вкуса, както и като пълнеж в печива.

-Използва се при производството на зърнени закуски, смесени или приготвени брашна, картофен чипс, храна за кучета и котки и др.

Химичен синтез

-Натриевият хлорид се използва като суровина при производството на натриев хидроксид и хлор, които от своя страна са полезни в много химически отрасли.

-Солта се използва при обработката на различни метали, например алуминий, мед, стомана и ванадий. Използва се и за приготвяне на натриев хлорат, който по-късно се използва при синтеза на хлорен диоксид, белина на базата на кислород. Хлорният диоксид е по-малко вреден за околната среда в сравнение с други избелватели.

В кожената промишленост

-Солта се използва за инхибиране на бактериалното действие вътре в кожите, както и за подпомагане на тяхната рехидратация.

В текстилната промишленост

-Солта се използва като мочалка при боядисването на тъканите. Използва се като солен разтвор за отстраняване на органични замърсители и за създаване на положителен заряд върху повърхността на тъканите, което позволява отрицателно заредените багрила да се свързват.

В петролната индустрия

-При проучването на нефт и газ солта е важен компонент на сондажните флуиди. Използва се за флокулиране и увеличаване на плътността на сондажни течности, което позволява да се преодолеят високите налягания на газа в кладенците, които трябва да бъдат достигнати. В допълнение, солта поддържа насищането на сондажната течност.

-Солта помага за уплътняване на почвата, върху която са изградени пътищата. Намалява преместването, причинено в подпочвените части от промени на влажността и автомобилния трафик.

В дома

Солта се използва при разтриване в повърхности за почистване, съдове и тигани. Също така в профилактиката на мухъл и като средство за отстраняване на петна. Използва се и в много марки шампоан и паста за зъби.

Други приложения

По пътищата

-В очакване на снеговалеж пътищата са покрити със саламура, което предотвратява свързването на лед към пътната настилка. За размразяване се използва смес от солен разтвор и сол, а понякога се добавят и други химически компоненти като магнезий или калциев хлорид. Употребата на сол и солен разтвор не е ефективна при температури под -10 ºC.

Добавянето на сол води до намаляване на криоскопичната точка, колективно свойство на разтворите, като по този начин възпрепятства образуването на лед по определен начин.

-Заради хигроскопичното си състояние солта се използва като евтин десикант.

В смоли, използвани за омекотяване на водата

Твърдата вода съдържа калциеви и магнезиеви йони, които възпрепятстват действието на сапуна и причиняват отлагания на алкални материали върху различни съоръжения и тръби. При омекотяване с вода се използват йонообменни смоли. Солта се използва при приготвянето и регенерацията на смолите.

В пожарогасители

Натриевият хлорид се използва в пожарогасителите за борба с пожари, в които присъстват горими метали, като магнезий, калий, натрий и NK сплави.

Солта действа като радиатор и също така образува кора, която ограничава достъпа на кислород до огъня.

В чашите

Кристалите на натриев хлорид се използват в оптични компоненти като прозорци и призми, особено за инфрачервена светлина. Тъй като солта е много хигроскопична, се получава вид замръзване, който покрива лещите. Поради тази причина лещите с натриев хлорид са заменени с лещи с цинков селенид (ZnSe).

Терапевтични приложения

Снабдявайте липсата на соли в организма

-Когато има изчерпване на тялото на Na ⁺, той трябва да бъде заменен, за да се поддържа извънклетъчната осмоларност, нервната проводимост и свиването на мускулите.

-NaCl се използва за лечение и предотвратяване на дефицит на натрий и хлор в резултат на прекомерно изпотяване по време на излагане на високи температури. Използва се и при прекомерна диуреза или прекомерно ограничаване на приема на физиологичен разтвор.

-Парентерално снабдяване на 045% разтвор на NaCl се използва при лечението на хиперосмоларен диабет. Той изпълнява рехидратираща функция и служи за оценка на състоянието на бъбречната функция.

-Инжекции на хипертонични разтвори с концентрация на NaCl по-голяма от 0,9% w / v, -Използват се, когато има силно изчерпване на Na ⁺, като възстановяване на основния йон. Тази хипонатриемия може да бъде следствие на лечение със свободни електролити или с концентрация на Na ⁺.

Хипонатриемията може да бъде причинена и от прекомерен прием на вода, който не се контролира от недостатъчна функция на бъбреците.

При нетрадиционни лечения и употреби

-NaCl инхалационни разтвори се използват за разреждане на лекарствата, използвани по време на процеса на небулизация. Използва се и за промиване на трахеята и напояване. 0,9% физиологичен разтвор се използва при назални спрейове.

-20% NaCl разтвори се използват за интраамниотична трансабдоминална инсталация, като по този начин предизвикват късен аборт през втория триместър на бременността.

-Натриевият хлорид може да се използва като локален антисептик. Благодарение на осмотичния си капацитет, той е в състояние да дехидратира широк спектър от вируси и бактерии в неспустошено състояние; следователно, той се използва като болезнен антисептик за дезинфекция на рани.

токсичност

Поглъщане

Той има вредно въздействие върху здравето само ако приемът е голям и за дълго време. При тези обстоятелства хипернатриемията би възникнала с последващото увеличаване на извънклетъчния обем, което би довело до артериална хипертония.

Раздразнение и физически контакт

Той има токсичен ефект, само ако вдишването е много високо. Прекомерният контакт с кожата може да доведе до изсушаване. И накрая, това предизвиква моментно дразнене при контакт с очите.

Препратки

1. Шивър и Аткинс. (2008 г.). Неорганична химия. (Четвърто издание., Стр. 84, 90, 93, 263). Mc Graw Hill.
2. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. Химия. (8-мо изд.). CENGAGE Learning, стр. 482-483.
3. Натриев хлорид. (2018). Натриев хлорид: ползи, употреба, свойства, рискове. Взета от: натриев хлорид.org
4. PubChem. (2018). Натриев хлорид. Възстановени от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Wikipedia. (2018). Натриев хлорид. Взета от: en.wikipedia.org
6. Американски елементи. (2018). Натриев хлорид. Взета от: americanelements.com