Naatriumkloriidi (NaCl) struktuur, omadused, kasutusalad, toksilisus

The naatriumkloriid, nimetatakse ka tavaliseks soolaks või lauasoolaks, on leelismetalli naatriumi ja halogeenkloriidi binaarne anorgaaniline sool. See on söödava soola suurim komponent ja selle mineraalne vorm on tuntud kui haliit. Selle molekulaarne valem on NaCl ja kirjeldab selle ioonide stöhhiomeetrilist suhet (Na⁺ Cl^-) ja mitte diskreetse molekuli (Na-Cl)

Naatriumkloriid on kristalne valge tahke aine, mis moodustub naatriumi, hõbedase valge metalli, mis reageerib ägedalt veega, ja kloorielemendi, mürgise, söövitava, kahvaturohelise gaasi kombinatsiooniga..

Ülemises pildis on näidatud osa NaCl kristallidest. Kuidas on võimalik, et kaks elementi on nii ohtlikud kui Na ja Cl₂, saab söödavat soola moodustada? Esiteks, selle moodustumise keemiline võrrand on:

2Na (s) + Cl₂(g) => 2NCl (s)

Vastus peitub NaCl-i lingi olemuses. Olles ioonsed, Na-i omadused⁺ ja Cl^- need on diagonaalselt erinevad nende neutraalsetest aatomitest.

Naatrium on oluline element, kuid selle ioonne vorm. Na⁺ on peamine ekstratsellulaarne katioon, mille kontsentratsioon on ligikaudu 140 mEq / lt ja koos sellega kaasnevate anioonidega Cl^- ja HCO₃^- (bikarbonaat), vastutavad peamiselt osmolaarsuse ja ekstratsellulaarse mahu eest.

Lisaks Na⁺ vastutab närviimpulsside tekke ja juhtimise eest neuronaalsetes aksonites, samuti lihaste kokkutõmbumise algatamise eest.

NaCl on juba ammu kasutatud toidu maitsmiseks ja liha säilitamiseks, kuna see on võimeline baktereid kõrvaldama ja riknemist vältima.

Samuti on see vajalik naatriumhüdroksiidi (NaOH) ja molekulaarse kloori (Cl₂), reageerides NaCl hüdrolüüsil oleva veega:

2H₂O (l) + 2 NaCI (s) => 2NaOH (ac) + Cl₂(g) + H₂(g)

Katoodis (-) koguneb H₂ (g) ja NaOH. Vahepeal koguneb Cl anoodile (+)₂ (g) Naatriumhüdroksiidi kasutatakse PVC-plastide valmistamisel seebide ja kloori tootmiseks.

Indeks

• 1 Naatriumkloriidi struktuur
  • 1.1 Ühtne rakk
• 2 Atribuudid
  • 2.1 Molekulaarne valem
  • 2.2 Molekulmass
  • 2.3 Füüsiline kirjeldus
  • 2.4 Värv
  • 2.5 Maitse
  • 2.6 Keemistemperatuur
  • 2.7 Sulamistemperatuur
  • 2.8 Vees lahustuv
  • 2.9 Lahustuvus orgaanilistes lahustites
  • 2.10 Tihedus 
  • 2.11 Aururõhk 
  • 2.12 Stabiilsus
  • 2.13 Lagunemine
  • 2.14 Viskoossus
  • 2.15 Korrosioon
  • 2,16 pH
• 3 Kasutamine
  • 3.1 Toidus
  • 3.2 Tööstuslik kasutamine
  • 3.3 Kodus
  • 3.4 Muud kasutusalad
  • 3.5 Terapeutiline kasutus
• 4 Toksilisus
  • 4.1 Allaneelamine
  • 4.2 Ärritus ja füüsiline kokkupuude
• 5 Viited

Naatriumkloriidi struktuur

Naatriumkloriidi kompaktne kuubstruktuur on kujutatud ülemisest pildist. Mahukad rohelised kerad vastavad Cl anioonidele^-, valge, Na katioonidele⁺. Pange tähele, kuidas NaCl kristall koosneb ioonide võrgustikust, mis on paigutatud nende elektrostaatiliste interaktsioonide vahekorras 1: 1.

Kuigi joonisel on kujutatud ribad, ei ole sidemed kovalentsed, vaid ioonsed. Vardade kasutamine on kasulik, kui näidatakse koordinaatide geomeetria ümber iooni. Näiteks NaCl puhul iga Na⁺ ümbritseb kuut Cl^- (valge oktaeedri) ja iga Cl^- kuus Na⁺ (roheline oktaeedri).

Seetõttu on sellel koordineerimine (6,6), mille numbrid näitavad, kui palju naabreid iga iooni ümbritseb. Paremal asuv number näitab Na naabreid⁺, samas kui vasakul, siis Cl^-.

Teised esitusviisid jätavad ära baaride kasutamise, et tõsta esile oktaeedrilised augud, mis on struktuuril, mis tuleneb kuue Cl aniooni vahelisest interstitsiaalsest ruumist.^- (või Na katioonid⁺) pakendatud. Seda paigutust on täheldatud teistes mono- (MX) või polüatomilistes anorgaanilistes soolades ja seda nimetatakse gem-soolaks..

Unitary cell

Kivisoola ühikrakk on kuupmeetri, kuid mis kuubikud täpselt esindavad seda ülaloleval pildil? Oktaedrid annavad vastuse. Mõlemad katavad kokku neli väikest kuubikut.

Nendel kuubikutel on osi ioone nende tipudes, servades ja külgedes. Jälgides ettevaatlikult ioon Na⁺ see asub keskel ja kaksteist neist servadest. Ühel serval olevat iooni saab jagada nelja kuubiga. Seega on 4 Na iooni⁺ (12 × 1/4 + 1 = 4).

Cl ioonide jaoks^-, kaheksa paiknevad tipudes ja kuus servades. Kuna tippude tipus olevad ioonid jagavad ruumi kaheksa teise kuubikuga ja kuue servaga servades, on neil 4 Cl iooni^- (8 × 1/8 + 6 × 1/2 = 4).

Eelmist tulemust tõlgendatakse järgmiselt: NaCl ühikrakus on neli Na katiooni⁺ ja neli Cl aniooni^-; mis vastab keemilisele valemile (Na⁺ iga Cl jaoks^-).

Omadused

Molekulaarne valem

NaCl.

Molekulmass

58,44 g / mol.

Füüsiline kirjeldus

Kristalne tahke aine.

Värv

Läbipaistvad värvitu kristallid või valge kristalne pulber.

Maitse

Soolane.

Keemistemperatuur

2,575 ºF kuni 760 mmHg.

1465 ° C.

Sulamistemperatuur

1 474 ° F (800,7 ° C).

Nii keemistemperatuur kui ka sulamistemperatuur kajastavad soojust, mis on vajalik kristalse retikulaarse energia ületamiseks. Seetõttu kinnitavad need mõõtmised NaCl ioonilist iseloomu.

Lahustuvus vees

68 ° F juures on suurem või võrdne 100 mg / ml.

36,0 g / 100 ml 25 ° C juures.

Tegelikult on see hügroskoopne sool, mis säilitab keskkonnast niiskuse.

Lahustuvus orgaanilistes lahustites

0,065 g / 100 ml etanooli 25 ° C juures; 10 g / 100 g glütserooli 25 ° C juures; 2,15 g / 100 ml vedelat ammooniumi temperatuuril 40 ° C; 1,4 g / 100 ml metanooli 25 ° C juures; 7,15 g / 100 etüleenglükooli 25 ° C juures ja 5,21 g / 100 g sipelghapet 25 ° C juures.

Tihedus 

2,165 g / cm³ temperatuuril 77 ° C.

Aururõhk 

1 mmHg kuni 1589 ° F.

Stabiilsus

See on stabiilne soovitatud säilitustingimustes.

Lagunemine

Kõrgetel temperatuuridel kuumutamisel laguneb vesinikkloriidhappe ja dinaatriumoksiidi aurud.

Viskoossus

Küllastunud lahuste viskoossus 1,93 mPa-s.

Korrosioon

See on söövitav paljudele metallidele.

pH

6.7 kuni 7.3 vesilahuses.

Kasutamine

Toidus

-Naatriumkloriidi on kasutatud vanadest aegadest, et parandada toidu maitset ja selle säilimist. Liha soolamine on viis, kuidas seda bakterite eest kaitsta, kuna see aeglustab valgu lagunemist.

-Teisest küljest suurendab soola osmolaarsust liha ümber, mis põhjustab osmoosiga imendumist nende bakterite vett, mis põhjustavad selle kõrvaldamist..

Tööstuslik kasutamine

Toiduainetööstus

-Toiduainetööstuses kasutatakse soola maitsetugevdajana, fermentatsioonikontrolli lisandina, tekstuuri reguleeriva ainena ja värvi arendajana. Näiteks lisatakse soola värvi esiletoomiseks peekonis, sinkis ja teistes lihatoodetes.

-Sool on vorstide tootmisel sideainena. See aitab kaasa liha, rasva ja niiskuse sideaine geeli moodustumisele.

-Jahu töötlemisel leiva valmistamisel lisatakse keetmise ajal soola, et kontrollida leiva tainas fermentatsiooni kiirust. Seda kasutatakse ka gluteeni ja maitsetugevdaja tugevdamiseks ning küpsetatud toodete täitmiseks.

-Seda kasutatakse hommikusöögihelbed, segatud või valmistatud jahu, friikartulid, koertele ja kassidele jms..

Keemiliste toodete süntees

-Naatriumkloriidi kasutatakse toorainena naatriumhüdroksiidi ja kloori tootmisel, mis omakorda on kasulik paljudes keemiatööstustes.

-Sooli kasutatakse erinevate metallide, näiteks alumiiniumi, vase, terase ja vanadiini töötlemisel. Seda kasutatakse ka naatriumkloraadi valmistamiseks, mida seejärel kasutatakse klooroksiidi sünteesiks, hapnikupõhise valgendina. Klooroksiid on keskkonnale vähem kahjulik kui muud pleegitid.

Nahatööstuses

-Soola kasutatakse bakterite toime inhibeerimiseks nahas, samuti selle rehüdreerimisel.

Tekstiilitööstuses

-Kangaste värvimisel kasutatakse soola. Seda kasutatakse soolvee loputamiseks orgaaniliste saasteainete eemaldamiseks ja positiivse laengu tekitamiseks kanga pinnale, mis võimaldab negatiivselt laetud värvide ühendamist.

Naftatööstuses

-Nafta- ja gaasiuuringute puhul on sool kaevude puurimise oluline osa. Seda kasutatakse puurimisvedelike flokuleerimiseks ja tiheduse suurendamiseks, mis võimaldab ületada saavutatavad gaaside kõrged rõhud. Lisaks säilitab sool puurimisvedeliku küllastumise.

-Sool aitab kompakteerida pinnast, millele teed ehitatakse. Vähendab niiskuse ja autotranspordi muutustega aluspinnasest põhjustatud nihet.

Kodus

Soola on kasutatud pindade, pottide ja pannide puhastamisel hõõrudes. Samuti on tegemist hallituse ja plekieemaldaja ennetamisega. Samuti kasutatakse seda paljudes šampooni- ja hambapasta tootemarkides.

Muud kasutusalad

Teel

-Lumesadu ootavad teed on kaetud soolveega, mis takistab jää liitumist tee pinnaga. Sulatamiseks kasutatakse soolalahuse ja soola segu ning mõnikord lisatakse teisi keemilisi komponente nagu magneesium- või kaltsiumkloriidid. Soola ja soolvee kasutamine ei ole efektiivne temperatuuril alla -10ºC.

Soola lisamisel väheneb krüoskoopiline punkt, mis on lahenduste kollektiivne omadus, mis takistab mingil viisil jää moodustumist..

-Tänu hügroskoopsele olukorrale kasutatakse soola odavalt kuivatusainena.

Vee pehmendamiseks kasutatavates vaigudes

Kõva vesi sisaldab kaltsiumi ja magneesiumi ioone, mis takistavad seepi toimimist ja toodavad leeliseliste materjalide ladestumist erinevates seadmetes ja torudes. Vee pehmendamisel kasutatakse ioonivahetusvaike. Sooli kasutatakse vaigude valmistamiseks ja regenereerimiseks.

Tulekustutites

Tulekustutites kasutatakse naatriumkloriidi, et võidelda tulekahjude vastu, kus esineb süttivaid metalle, nagu magneesium, kaalium, naatrium ja NK sulamid.

Sool toimib jahutusradiaatorina ja ka purustajana, mis piirab hapniku juurdepääsu tulele.

Prillides

Naatriumkloriidi kristalle kasutatakse optilistes komponentides nagu aknad ja prismad, eriti infrapunavalguses. Siiski, kuna sool on väga hügroskoopne, esineb teatud tüüpi külma, mis katab läätsed. Sel põhjusel on naatriumkloriidi läätsed asendatud tsinkseleniidi (ZnSe) objektiividega..

Terapeutiline kasutus

Et täiendada soolade puudumist kehas

-Kui on Na keha kadu⁺, tuleb asendada ekstratsellulaarse osmolaarsuse, närvijuhtivuse ja lihaste kokkutõmbumise säilitamiseks.

-NaCl kasutatakse naatriumi ja kloori puuduse raviks ja vältimiseks, mis on tingitud liigsest higistamisest kõrgel temperatuuril. Seda kasutatakse ka ülemäärase diureesi või soola tarbimise ülemäärase piiramise korral.

-045% NaCl lahuse parenteraalset manustamist kasutatakse hüperosmolaarse diabeedi raviks. See täidab rehüdreerimisfunktsiooni ja aitab hinnata neerufunktsiooni seisundit.

-Hüpertooniliste lahuste süstimine NaCl kontsentratsiooniga üle 0,9 massiprotsendi,

-Neid kasutatakse siis, kui Na on väga vähe⁺, see on olulise iooni taastamine. See hüponatreemia võib olla vabade elektrolüütidega töötlemise või Na kontsentratsiooni tagajärg⁺.

Hüponatreemiat võib põhjustada ka liigne vee tarbimine, mida ei reguleeri ebapiisav neerufunktsioon.

Ravi ja ebatavalise kasutamise korral

-NaCl inhalatsioonilahuseid kasutatakse pihustamisprotsessi ajal kasutatud ravimite lahjendamiseks. Seda kasutatakse ka hingetoru pesemiseks ja niisutamiseks. 0,9% soolalahus, mida kasutatakse nina pihustites.

-20% NaCl-i lahuseid kasutatakse intra-amnionaalse transabdominaalse paigalduse jaoks, mis põhjustab raseduse teisel trimestril hilinenud abordi.

-Naatriumkloriidi võib kasutada kohaliku antiseptikuna. Tänu oma osmootilisele võimele on see võimeline dehüdreerima suure hulga viiruseid ja baktereid põlemata olekus; seetõttu kasutatakse seda valuvaigistina haavade desinfitseerimiseks.

Toksilisus

Allaneelamine

Sellel on tervisele kahjulik mõju, kui tarbimine on suur ja pikka aega. Nendel asjaoludel tekib hüpernatreemia, mille tagajärjel suureneb rakuväline maht, mis tooks kaasa kõrge vererõhu.

Ärritus ja füüsiline kokkupuude

Sellel on toksiline toime ainult siis, kui sissehingamine on väga kõrge. Kokkupuutel nahaga võib liigne vorm põhjustada selle kuivust. Lõpuks tekitab see silmade kokkupuutel hetkega ärritust.

Viited

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorgaaniline keemia (Neljas väljaanne, lk 84, 90, 93, 263). Mc Grawi mägi.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Keemia (8. väljaanne). CENGAGE Learning, p 482-483.
3. Naatriumkloriid (2018). Naatriumkloriid: eelised, kasutusalad, omadused, riskid. Välja võetud: clorurodesodio.org
4. PubChem. (2018). Naatriumkloriid. Välja otsitud andmebaasist: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Wikipedia. (2018). Naatriumkloriid. Vastu võetud: en.wikipedia.org
6. Ameerika elemendid. (2018). Naatriumkloriid. Välja võetud: americanelements.com