Struttura del cloruro di sodio (NaCl), proprietà, usi, tossicità

il cloruro di sodio, chiamato anche sale comune o sale da cucina, è un sale inorganico binario del sodio metallo alcalino e il cloro alogeno. È il più grande componente del sale alimentare e la sua forma minerale è conosciuta come alite. La sua formula molecolare è NaCl e descrive il rapporto stechiometrico dei suoi ioni (Na⁺ Cl^-) e non quello di una molecola discreta (Na-Cl)

Il cloruro di sodio è un solido bianco cristallino che è formato dalla combinazione di sodio, metallo bianco argenteo, che reagisce violentemente con l'acqua, e l'elemento del cloro, un gas velenoso, corrosivo, verde pallido.

Nell'immagine in alto viene mostrata una porzione di cristalli di NaCl. Com'è possibile che due elementi pericolosi come Na e Cl₂può essere formato un sale alimentare? Innanzitutto, l'equazione chimica per la sua formazione è:

2Na (s) + Cl₂(g) => 2NaCl (s)

La risposta sta nella natura del collegamento nel NaCl. Essendo ionico, le proprietà di Na⁺ e Cl^- sono diagonalmente diversi da quelli dei loro atomi neutri.

Il sodio è un elemento vitale, ma nella sua forma ionica. Il Na⁺ è il catione extracellulare principale con una concentrazione di circa 140 mEq / lt, e insieme ai suoi anioni di accompagnamento, il Cl^- e l'HCO₃^- (bicarbonato), sono i principali responsabili del valore dell'osmolarità e del volume extracellulare.

Inoltre, il Na⁺ è responsabile della generazione e conduzione degli impulsi nervosi negli assoni neuronali, nonché dell'avvio della contrazione muscolare.

Il NaCl è stato usato fin dall'antichità per aromatizzare il cibo e conservare la carne, grazie alla sua capacità di eliminare i batteri e prevenirne la decomposizione.

È anche necessario per la produzione di idrossido di sodio (NaOH) e cloro molecolare (cl₂), facendo reagire il NaCl con l'acqua sotto l'idrolisi:

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

Nel catodo (-) si accumula l'H₂ (g) e NaOH. Nel frattempo, il Cl si accumula sull'anodo (+)₂ (G). L'idrossido di sodio è utilizzato nella produzione di saponi e cloro nella produzione di plastica in PVC.

indice

• 1 Struttura di cloruro di sodio
  • 1.1 Cella unitaria
• 2 proprietà
  • 2.1 Formula molecolare
  • 2.2 Peso molecolare
  • 2.3 Descrizione fisica
  • 2.4 Colore
  • 2.5 Gusto
  • 2.6 Punto di ebollizione
  • 2.7 Punto di fusione
  • 2.8 Solubilità in acqua
  • 2.9 Solubilità nei solventi organici
  • 2.10 Densità
  • 2.11 Pressione del vapore
  • 2.12 Stabilità
  • 2.13 Decomposizione
  • 2.14 Viscosità
  • 2.15 Corrosione
  • 2,16 pH
• 3 usi
  • 3.1 Nel cibo
  • 3.2 Usi industriali
  • 3.3 A casa
  • 3.4 Altri usi
  • 3.5 Usi terapeutici
• 4 tossicità
  • 4.1 Ingestione
  • 4.2 Irritazione e contatto fisico
• 5 riferimenti

Struttura del cloruro di sodio

La struttura cubica compatta del cloruro di sodio è mostrata nell'immagine in alto. Le voluminose sfere verdi corrispondono agli anioni Cl^-, mentre bianco, a Na cationi⁺. Si noti come il cristallo di NaCl sia costituito da una rete di ioni disposti dalle loro interazioni elettrostatiche in un rapporto 1: 1.

Sebbene le barre siano mostrate nell'immagine, i legami non sono covalenti ma ionici. L'uso delle barre è utile quando si mostra la geometria di coordinazione attorno a uno ione. Ad esempio, nel caso di NaCl ogni Na⁺ è circondato da sei Cl^- (ottaedro bianco), e ogni Cl^- di sei Na⁺ (ottaedro verde).

Pertanto, ha un coordinamento (6,6) il cui numero indica quanti vicini circondano ogni ione. Il numero a destra indica i vicini di Na⁺, mentre quello a sinistra, il Cl^-.

Altre rappresentazioni omettono l'uso delle barre per evidenziare i fori ottaedrici che la struttura ha, che risultano dallo spazio interstiziale tra sei anioni Cl.^- (o Na cationi⁺) confezionato. Questa disposizione è osservata in altri sali inorganici mono (MX) o poliatomici, ed è chiamata sale gemmico.

Cella unitaria

La cella unitaria del salgemma è cubica, ma quali cubi la rappresentano esattamente nell'immagine in alto? Gli ottaedri danno la risposta. Entrambe coprono in totale una cella composta da quattro piccoli cubetti.

Questi cubi hanno parti degli ioni nei loro vertici, bordi e facce. Osservando attentamente, uno ione Na⁺ si trova al centro e dodici di loro nei bordi. Uno ione su un lato può essere condiviso da quattro cubi. Quindi ci sono 4 ioni Na⁺ (12×1/4 + 1= 4).

Per gli ioni Cl^-, otto si trovano nei vertici e sei nei bordi. Quando gli ioni posizionati ai vertici condividono lo spazio con altri otto cubi e ai bordi con sei, hanno 4 ioni Cl^- (8×1/8 + 6×1/2= 4).

Il risultato precedente è interpretato come segue: nella cella unitaria di NaCl ci sono quattro cationi⁺ e quattro anioni Cl^-; proporzione che corrisponde alla formula chimica (un Na⁺ per ogni Cl^-).

proprietà

Formula molecolare

NaCl.

Peso molecolare

58,44 g / mol.

Descrizione fisica

Un solido cristallino.

colore

Cristalli trasparenti incolori o polvere cristallina bianca.

sapore

Salato.

Punto di ebollizione

Da 2.575 ° F a 760 mm Hg.

1.465 ºC.

Punto di fusione

1474 ° F (800,7 ° C).

Sia il punto di ebollizione che il punto di fusione riflettono il calore necessario per superare l'energia reticulare cristallina. Pertanto, queste misurazioni confermano il carattere ionico di NaCl.

Solubilità in acqua

Maggiore o uguale a 100 mg / ml a 68 ° F.

36,0 g / 100 ml a 25 ° C.

È infatti un sale igroscopico, che trattiene l'umidità dall'ambiente.

Solubilità in solventi organici

0,065 g / 100 mL di etanolo a 25 ° C; 10 g / 100 g di glicerolo a 25 ° C; 2,15 g / 100 mL di ammonio liquido a 40 ° C; 1,4 g / 100 mL di metanolo a 25 ° C; 7,15 g / 100 di glicole etilenico a 25 ° C e 5,21 g / 100 g di acido formico a 25 ° C.

densità

2,165 g / cm³ a 77 ºC.

Pressione del vapore

1 mmHg a 1.589 ºF.

stabilità

È stabile nelle condizioni di conservazione raccomandate.

decomposizione

Quando riscaldato ad alte temperature si decompone emettendo vapori di acido cloridrico e ossido di disodio.

viscosità

Viscosità di soluzioni sature 1.93 mPa-s.

corrosione

È corrosivo per molti metalli.

pH

Da 6,7 ​​a 7,3 in soluzione acquosa.

applicazioni

Nel cibo

- Il cloruro di sodio è stato usato fin dall'antichità per migliorare il sapore del cibo e la sua conservazione. La salatura della carne è un modo per preservarla dall'azione batterica, poiché ritarda la decomposizione delle proteine.

-Al contrario, il sale aumenta l'osmolarità attorno alla carne, causando l'assorbimento per osmosi dell'acqua dei batteri che ne causa l'eliminazione.

Usi industriali

Industria alimentare

-Nell'industria alimentare, il sale viene usato come esaltatore di sapidità, additivo per il controllo della fermentazione, agente di controllo della consistenza e sviluppatore di colori. Ad esempio, il sale viene aggiunto per evidenziare il colore in pancetta, prosciutto e altri prodotti a base di carne.

-Il sale funge da legante nella produzione di salsicce. Contribuisce alla formazione di un gel legante composto da carne, grasso e umidità.

-Nella lavorazione della farina per la panificazione, il sale viene aggiunto durante la cottura per controllare il tasso di fermentazione della pasta di pane. Inoltre è usato per rinforzare il glutine e come esaltatore di sapidità, oltre che per il riempimento di prodotti da forno.

-Esso viene utilizzato nella produzione di cereali per la colazione, farine miste o preparate, patatine fritte, pasti per cani e gatti, ecc.

Sintesi di prodotti chimici

- Il cloruro di sodio è utilizzato come materia prima nella produzione di idrossido di sodio e cloro, che a sua volta è utile in molte industrie chimiche.

- Il sale viene utilizzato nella lavorazione di vari metalli, ad esempio alluminio, rame, acciaio e vanadio. Viene anche usato per produrre clorato di sodio, che viene successivamente utilizzato nella sintesi del diossido di cloro, una candeggina a base di ossigeno. Il diossido di cloro è meno dannoso per l'ambiente rispetto ad altre candeggine.

Nell'industria del cuoio

-Il sale è usato per inibire l'azione batterica all'interno delle pelli, nonché per aiutare nella sua reidratazione.

Nell'industria tessile

-Il sale è usato come mordente nella tintura dei tessuti. Viene utilizzato come risciacquo per salamoia per rimuovere i contaminanti organici e per creare una carica positiva sulla superficie dei tessuti che consente l'unione dei coloranti caricati negativamente.

Nell'industria petrolifera

-In esplorazione di petrolio e gas, il sale è un componente importante dei fluidi di perforazione del pozzo. Viene utilizzato per flocculare e aumentare la densità dei fluidi di perforazione, che consente di superare le elevate pressioni del gas nei pozzi da raggiungere. Inoltre, il sale mantiene la saturazione del liquido di perforazione.

-Il sale aiuta a compattare il terreno su cui sono costruite le strade. Riduce lo spostamento causato nel sottosuolo da variazioni di umidità e traffico automobilistico.

A casa

Il sale è stato usato sfregando nella pulizia di superfici, pentole e padelle. Anche nella prevenzione di muffe e come smacchiatore. Inoltre, è utilizzato in molte marche di shampoo e dentifricio.

Altri usi

Sulle strade

-In attesa della nevicata, le strade sono coperte di salamoia, che impedisce l'unione del ghiaccio sulla superficie della strada. Per lo scongelamento viene utilizzata una miscela di salamoia e sale e talvolta vengono aggiunti altri componenti chimici come il magnesio o i cloruri di calcio. L'uso di sale e salamoia non è efficace a temperature inferiori a -10 ° C.

Quando si aggiunge il sale, c'è una diminuzione nel punto crioscopico, una proprietà colligativa delle soluzioni, che ostacola in qualche modo la formazione del ghiaccio.

-Per le sue condizioni igroscopiche, il sale viene usato come essiccante economico.

Nelle resine utilizzate per l'addolcimento dell'acqua

L'acqua dura contiene ioni di calcio e magnesio che impediscono l'azione del sapone e producono depositi di materiali alcalini in diverse apparecchiature e tubi. Nell'addolcimento dell'acqua vengono utilizzate resine a scambio ionico. Il sale viene utilizzato nella preparazione e rigenerazione delle resine.

Sugli estintori

Il cloruro di sodio è utilizzato negli estintori per combattere gli incendi in cui sono presenti metalli combustibili, come magnesio, potassio, sodio e leghe NK.

Il sale agisce come un dissipatore di calore e anche come frantoio che limita l'accesso dell'ossigeno al fuoco.

Negli occhiali

I cristalli di sodio cloruro sono utilizzati in componenti ottici come finestre e prismi, in particolare per la luce a infrarossi. Tuttavia, poiché il sale è molto igroscopico, c'è una specie di brina che copre le lenti. Per questo motivo, le lenti a base di cloruro di sodio sono state sostituite da quelle del seleniuro di zinco (ZnSe).

Usi terapeutici

Per integrare la mancanza di sali nel corpo

-Quando c'è un esaurimento del corpo di Na⁺, deve essere sostituito per mantenere l'osmolarità extracellulare, la conduzione nervosa e la contrazione muscolare.

-NaCl è usato nel trattamento e nella prevenzione di una deficienza di sodio e cloro, derivante da un'eccessiva sudorazione durante l'esposizione a temperature elevate. Viene anche utilizzato in diuresi eccessiva o eccessiva restrizione dell'assunzione di sale.

-Il rifornimento parenterale di una soluzione di NaCl 045% viene utilizzato nella gestione del diabete iperosmolare. Ha una funzione reidratante e serve a valutare lo stato della funzione renale.

-Iniezioni di soluzioni ipertoniche, con una concentrazione di NaCl superiore allo 0,9% p / v,

-Sono utilizzati quando c'è un grave esaurimento di Na⁺, essendo un restauro dello ione essenziale. Questa iponatriemia può essere la conseguenza di un trattamento con elettroliti liberi o con una concentrazione di Na⁺.

L'iponatremia può anche essere causata da un'assunzione eccessiva di acqua, non controllata da una insufficiente funzionalità renale.

In trattamenti e usi non convenzionali

- Le soluzioni di inalazione di NaCl sono utilizzate per diluire i farmaci utilizzati durante il processo di nebulizzazione. Viene anche usato per il lavaggio tracheale e l'irrigazione. La soluzione salina allo 0,9% utilizzata negli spray nasali.

- Le soluzioni di NaCl al 20% sono utilizzate per l'installazione transaddominale intra-amniotica, inducendo così un aborto tardivo durante il secondo trimestre di gravidanza.

-Il cloruro di sodio può essere usato come antisettico locale. Grazie alla sua capacità osmotica è in grado di disidratare un ampio spettro di virus e batteri in uno stato insepolto; quindi, è usato come antisettico doloroso per disinfettare le ferite.

tossicità

ingestione

Ha solo un effetto dannoso sulla salute se l'assunzione è elevata e per lungo tempo. In queste circostanze si verificherà l'ipernatriemia con il conseguente aumento del volume extracellulare che porterebbe all'ipertensione arteriosa.

Irritazione e contatto fisico

Ha un effetto tossico solo se l'inalazione è molto alta. A contatto con la pelle in forma eccessiva può causare la sua aridità. Alla fine, provoca una momentanea irritazione a contatto con gli occhi.

riferimenti

1. Shiver e Atkins. (2008). Chimica inorganica (Quarta edizione, pagine 84, 90, 93, 263). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chimica. (8 ° ed.). Apprendimento CENGAGE, p 482-483.
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5. Wikipedia. (2018). Cloruro di sodio Tratto da: en.wikipedia.org
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