ХЛОРИД НАТРІЮ (NACL): СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Хлорид натрію , також відомий як кухонна сіль або кухонної сіль, є двійковій неорганічної сіллю лужного металу натрію і хлор галогену. Це найбільший компонент харчової солі, а її мінеральна форма відома як галіт. Його молекулярна формула - NaCl, і вона описує стехіометричну частку її іонів (Na ⁺ Cl ^- ), а не частку дискретної молекули (Na-Cl)

Хлорид натрію - це біле кристалічне тверде речовина, яке утворюється комбінацією натрію, сріблясто-білого металу, який бурхливо реагує з водою, і елемента хлору, отруйного, агресивного та блідо-зеленого газу.

Джерело: Піксабай

На верхньому зображенні зображена порція кристалів NaCl. Як можливо з двох елементів, настільки небезпечних, як Na і Cl ₂ , може утворитися харчова сіль? По-перше, хімічне рівняння для його утворення:

2Na (s) + Cl ₂ (g) => 2NaCl (s)

Відповідь полягає в природі зв’язку в NaCl. Будучи іонними, властивості Na ⁺ і Cl ^- діагонально відрізняються від властивостей їх нейтральних атомів.

Натрій є життєво важливим елементом, але в його іонній формі. Na ⁺ є основним позаклітинним катіоном з концентрацією приблизно 140 мЕкв / л і разом з супутніми їм аніонами Cl ^- та HCO ₃ ^- (бікарбонатом) є головною відповідальністю за значення осмолярності та позаклітинного об'єму .

Крім того, Na ⁺ відповідає за генерацію та проведення нервового імпульсу в аксонах нейронів, а також за ініціювання скорочення м’язів.

NaCl з давніх часів використовується для ароматизації їжі та консервації м'яса, завдяки його здатності вбивати бактерії та запобігати псуванню.

Він також необхідний для отримання гідроксиду натрію (NaOH) та молекулярного хлору (Cl ₂ ), реагуючи NaCl з водою під гідролізом:

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

H ₂ (g) і NaOH накопичуються на катоді (-) . Тим часом Cl ₂ (g) накопичується на аноді (+ ). Гідроксид натрію використовується у виробництві мила та хлору при виробництві ПВХ-пластику.

Структура хлориду натрію

Джерело: По твердому тілу, із Вікісховища

На верхньому зображенні представлена ​​компактна кубічна структура хлориду натрію. Об'ємні зелені сфери відповідають Cl ^- аніонам , а білі - катіонами Na ⁺ . Зверніть увагу, як кристал NaCl складається з мережі іонів, розташованих їх електростатичними взаємодіями у співвідношенні 1: 1.

Хоча бруски показані на зображенні, зв’язки є не ковалентними, а йонними. Використання брусків корисно, коли показує координаційну геометрію навколо іона. Наприклад, у випадку NaCl кожен Na ⁺ оточений шістьма Cl ^- (октаедром білого кольору), а кожен Cl ^- шістьма Na ⁺ (октаедром зеленого кольору).

Отже, він має координацію (6,6), числа якої вказують, скільки сусідів оточує кожен іон. Число праворуч вказує на сусідів Na ⁺ , а ліворуч - на Cl ^- .

Інші уявлення опускають використання брусків для виділення восьмигранних порожнеч у структурі, які є результатом інтерстиціального простору між шістьма упакованими Cl ^- аніонами (або Na ⁺ катіонами ). Таке розташування спостерігається в інших моно (MX) або багатоатомних неорганічних солях, і називається гелем солі.

Одиниця комірки

Одиниця осередку кам'яної солі є кубічною, але які куби точно представляють її на зображенні вище? Октаедри дають відповідь. Обидва охоплюють загальну клітинку, що складається з чотирьох маленьких кубиків.

Ці куби мають частину іонів у вершинах, краях та гранях. Придивившись уважно, один іон Na ⁺ розташований в центрі, а дванадцять з них по краях. Іон на ребрі можна розділити чотирма кубиками. Отже, є 4 іони Na ⁺ (12 × 1/4 + 1 = 4).

Для іонів Cl ^- вісім розташовані у вершинах і шість на краях. Оскільки іони, розташовані у вершинах, ділять простір з вісьмома іншими кубами, а на краях із шістьма, у нас є 4 Cl ^- іони (8 × 1/8 + 6 × 1/2 = 4).

Вищенаведений результат інтерпретується так: у осередку одиниці NaCl є чотири катіони Na ⁺ та чотири Cl ^- аніони ; пропорція, що відповідає хімічній формулі (один Na ⁺ для кожного Cl ^- ).

Властивості

Молекулярна формула

NaCl.

Молекулярна маса

58,44 г / моль.

Фізичний опис

Кристалічне тверде речовина.

Колір

Прозорі безбарвні кристали або білий кристалічний порошок.

Смак

Солоне.

Точка кипіння

2,575 ° F при 760 мм рт. Ст.

1465 ° С.

Точка плавлення

(75,7 ° C) 1,474 ° F.

І температура кипіння, і температура плавлення відображають тепло, необхідне для подолання кристалічної енергії решітки. Тому ці вимірювання підтверджують іонний характер NaCl.

Розчинність у воді

Більше або дорівнює 100 мг / мл при 68ºF.

36,0 г / 100 мл при 25 ° С.

Насправді це гігроскопічна сіль, яка затримує вологу з навколишнього середовища.

Розчинність в органічних розчинниках

0,065 г / 100 мл етанолу при 25 ° С; 10 г / 100 г гліцерину при 25 ° С; 2,15 г / 100 мл рідкого аміаку при 40 ° С; 1,4 г / 100 мл метанолу при 25 ° С; 7,15 г / 100 етиленгліколю при 25 ° С та 5,21 г / 100 г мурашиної кислоти при 25 ° С.

Щільність

2,165 г / см ³ при 77 ° С.

Тиск пари

1 мм рт.ст. при 1,589ºF.

Стабільність

Він стійкий при рекомендованих умовах зберігання.

Розкладання

При нагріванні до високих температур він розкладається, виділяючи пари соляної кислоти та динатрію оксиду.

В'язкість

В'язкість насичених розчинів 1,93 мПа-с.

Корозія

Він є корозійним для багатьох металів.

рН

6,7–7,3 у водному розчині.

Програми

У їжу

-Хлорид натрію використовується з давніх часів для поліпшення смакових якостей їжі та її збереження. Соління м’яса - це спосіб зберегти його від дії бактерій, оскільки він затримує розпад білка.

-З іншого боку, сіль збільшує осмолярність навколо м’яса, що спричиняє поглинання осмосом води бактерій, викликаючи їх виведення.

Промислове використання

Харчова промисловість

-У харчовій промисловості сіль використовується як підсилювач смаку, добавка для контролю бродіння, засіб для контролю текстури та проявника кольору. Наприклад, сіль додається для виведення кольору в беконі, шинці та інших м'ясних продуктах.

-Сіль служить сполучною речовиною при виготовленні ковбас. Він сприяє утворенню сполучного гелю, що складається з м’яса, жиру та вологи.

-При обробці борошна для приготування хліба сіль під час випікання додають для контролю швидкості випуску хлібного тіста. Він також використовується для зміцнення клейковини і як підсилювач смаку, а також як начинка хлібобулочних виробів.

-Використовується для виготовлення крупи для сніданку, змішаної або приготованої борошна, картопляних чіпсів, кормів для собак та котів тощо.

Хімічний синтез

-Хлорид натрію використовується як сировина при виробництві гідроксиду натрію та хлору, які, у свою чергу, корисні у багатьох хімічних галузях.

-Сіль використовується в обробці різних металів, наприклад, алюмінію, міді, сталі та ванадію. Він також використовується для виготовлення хлорату натрію, який згодом використовується в синтезі діоксиду хлору, хлорного хлорного вапна. Діоксид хлору менш шкідливий для навколишнього середовища, ніж інші відбілювачі.

У шкіряній промисловості

-Сіль використовується для пригнічення дії бактерій всередині шкіри, а також для сприяння їх регідратації.

У текстильній промисловості

-Сіль використовується як морилка при фарбуванні тканин. Застосовується як розсольний розчин для видалення органічних забруднень і для створення позитивного заряду на поверхні тканин, що дозволяє негативно зарядженим барвникам зв’язуватися.

У нафтовій промисловості

-При розвідці нафти і газу сіль є важливим компонентом бурових розчинів. Він використовується для флокуляції та збільшення густини бурових рідин, що дозволяє подолати високі тиски газу в свердловинах, які мають бути досягнуті. Крім того, сіль підтримує насичення бурової рідини.

-Сіль допомагає ущільнювати грунт, на якому будуються дороги. Зменшує переміщення, спричинене в надрах за рахунок зміни вологості та автомобільного руху.

В оселі

Сіль використовували при втиранні в чистячі поверхні, каструлі та каструлі. Також у профілактиці цвілі і як засіб для видалення плям. Його також використовують у багатьох марках шампуню та зубної пасти.

Інші види використання

На дорогах

-В очікуванні снігопаду дороги покриті розсолом, що перешкоджає прив’язанню льоду до дорожнього покриття. Для відтавання використовується суміш розсолу і солі, іноді додаються інші хімічні компоненти, такі як магній або хлорид кальцію. Використання солі та розсолу не ефективно при температурі нижче -10 ºC.

Додавання солі призводить до зменшення криоскопічної точки, збіжної властивості розчинів, таким чином певним чином перешкоджаючи утворенню льоду.

-За причини свого гігроскопічного стану сіль використовується як дешевий осушувач.

У смолах, що використовуються для пом’якшення води

Жорстка вода містить іони кальцію та магнію, які перешкоджають дії мила та спричиняють відкладення лужних матеріалів на різному обладнанні та трубах. При пом’якшенні води використовуються іонообмінні смоли. Сіль використовується при приготуванні та регенерації смол.

У вогнегасниках

Хлорид натрію використовується в вогнегасниках для боротьби з пожежами, в яких є горючі метали, такі як магній, калій, натрій та NK сплави.

Сіль діє як тепловідвід, а також утворює кірку, яка обмежує доступ кисню до вогню.

У окулярах

Кристали хлориду натрію використовуються в таких оптичних компонентах, як вікна та призми, особливо для інфрачервоного світла. Однак, оскільки сіль дуже гігроскопічна, утворюється своєрідний мороз, який покриває лінзи. З цієї причини лінзи хлориду натрію були замінені лінзами селеніду цинку (ZnSe).

Терапевтичне використання

Постачання нестачі солей в організмі

-Коли відбувається виснаження організму Na ⁺ , його необхідно замінити для підтримки позаклітинної осмолярності, нервової провідності та скорочення м'язів.

-NaCl застосовується для лікування та профілактики дефіциту натрію та хлору, що виникає внаслідок надмірного потовиділення під час впливу високих температур. Його також застосовують при надмірному діурезі або надмірному обмеженні споживання фізіологічного розчину.

-Парентеральне постачання 045% розчину NaCl використовується при лікуванні гіперосмолярного діабету. Він виконує функцію регідратації і служить для оцінки стану функції нирок.

-Ін'єкції гіпертонічних розчинів, концентрація NaCl більше 0,9% мас / об,

-Використовуються, коли спостерігається сильне виснаження Na ⁺ , що є відновленням основного іона. Ця гіпонатріємія може бути наслідком лікування вільними електролітами або з концентрацією Na ⁺ .

Гіпонатріємія також може бути викликана надмірним споживанням води, не контролюється недостатньою функцією нирок.

У нетрадиційних методах лікування та використання

Інгаляційні розчини NaCl використовуються для розведення лікарських препаратів, що використовуються в процесі небулізації. Його також використовують для промивання трахеї та зрошення. 0,9% фізіологічний розчин використовується в назальних спреях.

-20% розчинів NaCl застосовують для внутрішньо амніотичної трансабдомінальної установки, тим самим спричиняючи пізній аборт у другому триместрі вагітності.

-Натрію хлорид можна використовувати як місцевий антисептик. Завдяки своїй осмотичній здатності він здатний зневоднювати широкий спектр вірусів і бактерій у неспареному стані; тому його використовують як хворобливий антисептик для дезінфекції ран.

Токсичність

Поглинання

Це шкідливо впливає на здоров’я лише в тому випадку, якщо споживання велике та тривалий час. За цих обставин гіпернатріємія виникала б із подальшим збільшенням позаклітинного об’єму, що призвело б до артеріальної гіпертензії.

Роздратування та фізичний контакт

Він надає токсичну дію лише в тому випадку, якщо вдихання дуже велике. Надмірний контакт зі шкірою може призвести до її сухості. Нарешті, це викликає миттєве роздратування при контакті з очима.

Список літератури

1. Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. (Четверте видання., Стор. 84, 90, 93, 263). Mc Graw Hill.
2. Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. Хімія. (8-е видання). CENGAGE Learning, p 482-483.
3. Хлористий натрій. (2018). Хлорид натрію: переваги, використання, властивості, ризики. Взято з: натрію хлорид.org
4. PubChem. (2018). Хлористий натрій. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Вікіпедія. (2018). Хлористий натрій. Взято з: en.wikipedia.org
6. Американські елементи. (2018). Хлористий натрій. Взято з: americanelements.com