Struttura, usi e proprietà del carbonato di sodio (Na2CO3)

il carbonato di sodio (Na₂CO₃₎ È un sale inorganico di sodio, metallo alcalino e acido carbonico. È anche conosciuto in tutto il mondo come carbonato di sodio. I laghi e le attività vulcaniche arricchivano i terreni con il sodio, da cui si nutrivano le piante; Poi, dopo un incendio, queste piante hanno sparso le ceneri carbonatiche.

Come nasce questo sale di sodio metallico? Il sodio puro ha una configurazione di valenza [Ne] 3s¹. L'elettrone dell'orbitale 3s¹ è facilmente staccabile da altri elementi della natura (come zolfo, ossigeno, cloro, fluoro, ecc.), formando composti minerali dove lo ione stabile Na partecipa⁺.

Il Na⁺ è accompagnato da altre specie ioniche in questi solidi; Di questi, il carbonato di sodio è solo un altro presente in natura. Da allora ha avuto uso in tutte le civiltà nel corso dei secoli. Queste civiltà stavano trovando in quella polvere bianca grigiastra proprietà benefiche per le loro case e la loro gente.

Queste proprietà hanno contrassegnato i loro usi, che oggi mantengono gli aspetti tradizionali del passato e altri rispondono alle esigenze attuali.

Il carbonato di sodio è molto abbondante in natura e forse anche in altri territori al di fuori del pianeta Terra, come alcune delle lune del sistema solare.

indice

• 1 formula
• 2 Struttura
• 3 usi
• 4 Come è fatto?
• 5 proprietà
• 6 riferimenti

formula

La formula chimica del carbonato di sodio è Na₂CO₃. Come viene interpretato? Significa che, nel solido cristallino, per ogni ione di CO₃^2- ci sono due ioni Na⁺.

struttura

Nell'immagine in alto è rappresentata la struttura del Na₂CO₃ anidride (chiamata anche soda calcinata). Le sfere viola corrispondono agli ioni Na⁺, mentre nero e rosso agli ioni CO₃^2-.

Gli ioni carbonato hanno una struttura trigonale piatta, con gli atomi di ossigeno ai loro vertici.

L'immagine dà un panorama visto da un piano più alto. Ioni Na⁺ sono circondati da sei atomi di ossigeno, provenienti dagli ioni CO₃^2-. Cioè, nel Na₂CO₃ Anidride Il sodio si trova con una geometria di coordinazione ottaedrica (è racchiusa nel centro di un ottaedro).

Tuttavia, questa struttura è anche in grado di ospitare molecole d'acqua, interagendo con i legami dell'idrogeno con i vertici dei triangoli.

In effetti, Na idrata₂CO₃ (Na₂CO₃· 10 ore₂O, Na₂CO₃· 7 ore₂O, Na₂CO₃· H₂O e altri) sono più abbondanti del sale anidro.

La termonatite (Na₂CO₃· H₂O), il natron (Na₂CO₃· 10 ore₂O) e il seggiolone (Na₃(HCO₃) (CO₃) · 2H₂Oppure sono le principali fonti naturali di carbonato di sodio, in particolare il minerale trona, rappresentato nella prima immagine.

applicazioni

Il carbonato di sodio svolge numerose funzioni nelle persone, nelle case e nell'industria, tra queste funzioni sono incluse le seguenti:

- Il carbonato di sodio è utilizzato in molti prodotti per la pulizia. Ciò è dovuto alla sua capacità disinfettante, alla sua capacità di dissolvere i grassi e alla sua proprietà di addolcire l'acqua. Fa parte dei detergenti utilizzati nelle lavanderie, nelle lavastoviglie automatiche, nei detergenti per vetri, smacchiatori, candeggine, ecc.

- Il disinfettante al carbonato può essere utilizzato su superfici non ruvide, come pavimenti, pareti, porcellane e vasche da bagno, ad eccezione di lana di vetro e alluminio, che può essere graffiato da esso.

- È usato in alcuni cibi per prevenire l'agglomerazione che può verificarsi in questi alimenti.

- È presente in diversi prodotti per la cura della persona, come bagnoschiuma, dentifrici e saponi.

- È utilizzato nell'industria del vetro grazie alla sua capacità di decomporre i silicati.

- Viene utilizzato nella manutenzione di piscine, dove svolge una funzione di disinfezione e regolazione del pH.

- Nell'uomo viene utilizzato terapeuticamente nel trattamento dell'acidità e della dermatite.

- In medicina veterinaria è usato nel trattamento della tigna e della pulizia della pelle.

Come è fatto?

Il carbonato di sodio può essere prodotto usando la salamoia di mari e calcare (CaCO₃) nel processo Solvay. Nell'immagine in alto viene mostrato un diagramma del processo, indicando i percorsi di produzione, nonché i reagenti, gli intermediari e i prodotti. I reagenti sono scritti con lettere verdi e i prodotti con lettere rosse.

Il follow-up di queste reazioni può essere un po 'complicato, ma l'equazione globale che indica solo i reagenti e i prodotti è:

2NaCl (aq) + CaCO₃(s) <=> Na₂CO₃(s) + CaCl₂(Aq)

Il CaCO₃ Ha una struttura cristallina molto stabile, quindi richiede costantemente molta energia per decomporla in CO₂. Inoltre, questo processo genera grandi quantità di CaCl₂ (cloruro di calcio) e altre impurità, i cui scarichi influenzano la qualità dell'acqua e dell'ambiente.

Esistono anche altri metodi di produzione del carbonato di sodio in contesti industriali, come i processi Hou e Leblanc.

Oggigiorno è sostenibile ottenerlo dai suoi minerali naturali, essendo il trona il più abbondante di questi.

D'altra parte, il metodo più tradizionale consisteva nella coltivazione e nella combustione di piante e alghe ricche di sodio. Quindi, le ceneri sono state bagnate con acqua e sottoposte a riscaldamento fino a quando il prodotto non è stato ottenuto. Da qui sorsero le famose ceneri di soda.

proprietà

Il Na₂CO₃ è un solido bianco igroscopico, inodore, con un peso molecolare di 106 g / mol e una densità di 2,54 g / ml a 25 ° C.

Le sue proprietà cambiano in quanto incorpora una molecola d'acqua nella sua struttura cristallina. Poiché l'acqua può formare legami di idrogeno e gli ioni "spazio aperto" tra di loro, il volume del cristallo aumenta e la densità dell'idrato diminuisce. Ad esempio, per il Na₂CO₃· 10 ore₂Oppure, la sua densità è di 1,46 g / ml.

Il Na₂CO₃ si scioglie a 851 ° C, decomponendosi secondo la seguente equazione:

na₂CO₃(s) => Na₂O (s) + CO₂(G)

Di nuovo, nonostante il fatto che gli ioni di CO₃^2- e Na⁺ Differiscono nelle dimensioni, le loro interazioni elettrostatiche sono molto efficienti e mantengono un reticolo cristallino stabile.

Le molecole d'acqua "ostacolano" queste interazioni e, di conseguenza, gli idrati sono più suscettibili alla decomposizione rispetto all'anidride.

È un sale fondamentale; cioè, disciolto in acqua genera una soluzione con un pH superiore a 7. Ciò è dovuto all'idrolisi di CO₃^2-, la cui reazione libera OH^- nel mezzo:

CO₃^2-(ac) + H₂O (l) <=> HCO₃^-(ac) + OH^-(Aq)

È molto solubile in acqua e in solventi polari, come glicerolo, glicerina, acetone, acetati e ammoniaca liquida.

riferimenti

1. Shiver e Atkins. (2008). Chimica inorganica In Gli elementi del gruppo 1. (Quarta edizione, pagina 265). Mc Graw Hill.
2. scifun.org. (2018). Carbonato di sodio idrogeno e carbonato di sodio. Estratto l'8 aprile 2018 da: scifun.org
3. Wikipedia. (2018). Carbonato di sodio Estratto l'8 aprile 2018 da: en.wikipedia.org
4. PubChem. (2018). Carbonato di sodio Estratto l'8 aprile 2018 da: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Ciner Resources Corporation. (2018). Soda Ash Estratto l'8 aprile 2018 da: ciner.us.com
6. Qniemiec. (7 maggio 2010). Processo Solvay. [Figura]. Estratto da: Wikimedia.org
7. Peltier K. (3 luglio 2018). Tutto ciò che c'è da sapere sulla carbonite di sodio. Estratto l'8 aprile 2018 da: thespruce.com
8. Net Industries. (2018). Carbonato di sodio - Usi di carbonato di sodio. Estratto l'8 aprile 2018 da: science.jrank.org