ХЛОРИД НАТРИЯ (НАКЛ): СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ - ХИМИЯ - 2026

Хлорид натрия , также известный как поваренная соль или поваренной соль, является двоичной неорганической солью щелочного металла натрия и хлор галогена. Это самый крупный компонент пищевой соли, а его минеральная форма известна как галит. Его молекулярная формула - NaCl, и она описывает стехиометрическую пропорцию его ионов (Na ⁺ Cl ^- ), а не долю дискретной молекулы (Na-Cl).

Хлорид натрия - белое кристаллическое твердое вещество, которое образовано комбинацией натрия, серебристо-белого металла, который бурно реагирует с водой, и элемента хлора, ядовитого, едкого и бледно-зеленого газа.

Источник: Pixabay

На верхнем изображении показана часть кристаллов NaCl. Как это возможно, чтобы из двух таких опасных элементов, как Na и Cl ₂ , образовалась пищевая соль? Во-первых, химическое уравнение его образования:

2Na (т) + Cl ₂ (г) => 2NaCl (т)

Ответ кроется в природе связи в NaCl. Будучи ионными, свойства Na ⁺ и Cl ^- по диагонали отличаются от свойств их нейтральных атомов.

Натрий - жизненно важный элемент, но в его ионной форме. Na ⁺ является основным внеклеточным катионом с концентрацией примерно 140 мэкв / л, и вместе с сопутствующими ему анионами, Cl ^- и HCO ₃ ^- (бикарбонат), являются основными, ответственными за величину осмолярности и внеклеточного объема. ,

Кроме того, Na ⁺ отвечает за генерацию и проведение нервного импульса в аксонах нейронов, а также за начало сокращения мышц.

NaCl использовался с древних времен для придания вкуса пище и консервирования мяса из-за его способности убивать бактерии и предотвращать порчу.

Это также необходимо для производства гидроксида натрия (NaOH) и молекулярного хлора (Cl ₂ ), реагируя на NaCl с водой при гидролизе:

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

H ₂ (г) и NaOH накапливаются на катоде (-) . Между тем Cl ₂ (г) накапливается на аноде (+ ). Гидроксид натрия используется при производстве мыла, а хлор - при производстве пластика ПВХ.

Состав хлорида натрия

Источник: Solid State, Wikimedia Commons.

На верхнем изображении представлена ​​компактная кубическая структура хлорида натрия. Объемные зеленые сферы соответствуют анионам Cl ^- , а белые - катионам Na ⁺ . Обратите внимание, как кристалл NaCl состоит из сети ионов, упорядоченных их электростатическим взаимодействием в соотношении 1: 1.

Хотя на изображении показаны столбики, связи не ковалентные, а ионные. Использование столбцов полезно при отображении координационной геометрии вокруг иона. Например, в случае NaCl каждый Na ⁺ окружен шестью Cl ^- (октаэдром белого цвета), а каждый Cl ^- шестью Na ⁺ (октаэдром зеленого цвета).

Следовательно, он имеет координацию (6,6), числа которой показывают, сколько соседей окружает каждый ион. Число справа указывает на соседей Na ⁺ , а число слева - на соседей Cl ^- .

В других представлениях не используются полосы, чтобы выделить октаэдрические пустоты в структуре, которые возникают из-за наличия межузельного пространства между шестью упакованными анионами Cl ^- (или катионами Na ⁺ ). Такое расположение наблюдается в других одно- (MX) или многоатомных неорганических солях и называется солью драгоценного камня.

Ячейка

Элементарная ячейка каменной соли кубическая, но какие кубы точно представляют ее на изображении выше? Октаэдры дают ответ. Оба покрывают общую ячейку, состоящую из четырех маленьких кубиков.

Эти кубики имеют части ионов в вершинах, краях и гранях. Если присмотреться, один ион Na ⁺ расположен в центре, а двенадцать из них - по краям. Ион на ребре можно разделить на четыре кубика. Итак, имеется 4 иона Na ⁺ (12 × 1/4 + 1 = 4).

Для ионов Cl ^- восемь расположены в вершинах и шесть - на краях. Поскольку ионы, расположенные в вершинах, делят пространство с восемью другими кубиками, а по краям с шестью, у нас есть 4 иона Cl ^- (8 × 1/8 + 6 × 1/2 = 4).

Полученный результат интерпретируется следующим образом: в элементарной ячейке NaCl имеется четыре катиона Na ⁺ и четыре аниона Cl ^- ; пропорция, которая соответствует химической формуле (один Na ⁺ для каждого Cl ^- ).

свойства

Молекулярная формула

NaCl.

Молекулярный вес

58,44 г / моль.

Физическое описание

Кристаллическое твердое вещество.

цвет

Прозрачные бесцветные кристаллы или белый кристаллический порошок.

Вкус

Соленый.

Точка кипения

2575 ° F при 760 мм рт. Ст.

1465 ° С.

Температура плавления

1474 ° F (800,7 ° C).

И точка кипения, и точка плавления отражают тепло, необходимое для преодоления энергии кристаллической решетки. Таким образом, эти измерения подтверждают ионный характер NaCl.

Растворимость воды

Больше или равно 100 мг / мл при 68ºF.

36,0 г / 100 мл при 25 ° С.

На самом деле это гигроскопичная соль, которая задерживает влагу из окружающей среды.

Растворимость в органических растворителях

0,065 г / 100 мл этанола при 25 ° C; 10 г / 100 г глицерина при 25 ° C; 2,15 г / 100 мл жидкого аммиака при 40 ° C; 1,4 г / 100 мл метанола при 25 ° C; 7,15 г / 100 г этиленгликоля при 25 ° C и 5,21 г / 100 г муравьиной кислоты при 25 ° C.

плотность

2,165 г / см ³ при 77 ° С.

Давление газа

1 мм рт. Ст. При 1,589ºF.

стабильность

Он стабилен при рекомендуемых условиях хранения.

декомпозиция

При нагревании до высоких температур он разлагается с выделением паров соляной кислоты и оксида динатрия.

вязкость

Вязкость насыщенных растворов 1,93 мПа-с.

коррозия

Он вызывает коррозию многих металлов.

pH

6,7-7,3 в водном растворе.

Приложения

В еде

-Хлорид натрия использовался с древних времен для улучшения вкуса пищи и ее сохранения. Соление мяса - это способ уберечь его от действия бактерий, так как он задерживает распад белка.

-С другой стороны, соль увеличивает осмолярность мяса, что вызывает абсорбцию бактерий путем осмоса воды, вызывая их устранение.

Промышленное использование

Пищевая промышленность

-В пищевой промышленности соль используется в качестве усилителя вкуса, добавки для контроля ферментации, агента контроля текстуры и проявителя цвета. Например, соль добавляют для усиления цвета бекона, ветчины и других мясных продуктов.

-Соль служит связующим веществом при изготовлении колбасных изделий. Он способствует образованию связующего геля, состоящего из мяса, жира и влаги.

-При переработке муки для выпечки хлеба во время выпечки добавляют соль, чтобы контролировать скорость разрыхления хлебного теста. Он также используется для усиления глютена и в качестве усилителя вкуса, а также в качестве начинки в выпечке.

- Используется при производстве сухих завтраков, смешанной или готовой муки, картофельных чипсов, кормов для собак и кошек и т. Д.

Химический синтез

-Хлорид натрия используется в качестве сырья при производстве гидроксида натрия и хлора, которые, в свою очередь, используются во многих химических отраслях промышленности.

-Соль используется при обработке различных металлов, например алюминия, меди, стали и ванадия. Он также используется для производства хлората натрия, который позже используется в синтезе диоксида хлора, отбеливателя на основе кислорода. Диоксид хлора менее вреден для окружающей среды, чем другие отбеливатели.

В кожевенной промышленности

-Соль используется для подавления действия бактерий внутри кожи, а также для помощи в их регидратации.

В текстильной промышленности

-Соль используется как протрава при крашении тканей. Он используется в качестве ополаскивателя для удаления органических загрязнений и создания положительного заряда на поверхности тканей, который позволяет отрицательно заряженным красителям связываться.

В нефтяной отрасли

-При разведке нефти и газа соль является важным компонентом буровых растворов для скважин. Он используется для флокуляции и увеличения плотности буровых растворов, что позволяет преодолевать высокие давления газа в скважинах, которые необходимо достичь. Кроме того, соль поддерживает насыщение бурового раствора.

-Соль способствует уплотнению почвы, на которой построены дороги. Уменьшает смещение грунта, вызванное изменениями влажности и автомобильным движением.

Дома

Соль использовалась для растирания поверхностей, кастрюль и сковородок. Также для предотвращения появления плесени и в качестве пятновыводителя. Он также используется во многих марках шампуней и зубных паст.

Другое использование

На дорогах

-В ожидании снегопада дороги засыпают рассолом, который предотвращает налипание льда на дорожное покрытие. Для оттаивания используется смесь рассола и соли, а иногда и другие химические компоненты, такие как хлорид магния или кальция. Использование соли и рассола неэффективно при температуре ниже -10 ºC.

Добавление соли вызывает уменьшение криоскопической точки, коллигативного свойства растворов, тем самым препятствуя образованию льда определенным образом.

-Из-за гигроскопичности соль используется как дешевый осушитель.

В смолах, используемых для смягчения воды

Жесткая вода содержит ионы кальция и магния, которые препятствуют действию мыла и вызывают отложения щелочных материалов на различном оборудовании и трубах. При умягчении воды используются ионообменные смолы. Соль используется при приготовлении и регенерации смол.

В огнетушителях

Хлорид натрия используется в огнетушителях для тушения пожаров, в которых присутствуют горючие металлы, такие как магний, калий, натрий и сплавы NK.

Соль действует как теплоотвод, а также образует корку, ограничивающую доступ кислорода к огню.

В очках

Кристаллы хлорида натрия используются в оптических компонентах, таких как окна и призмы, особенно для инфракрасного света. Однако, поскольку соль очень гигроскопична, образуется своего рода иней, покрывающий линзы. По этой причине линзы из хлорида натрия были заменены линзами из селенида цинка (ZnSe).

Терапевтическое использование

Восполнить недостаток солей в организме

-При истощении запасов Na ⁺ в организме его необходимо восполнить для поддержания внеклеточной осмолярности, нервной проводимости и сокращения мышц.

-NaCl используется для лечения и профилактики дефицита натрия и хлора, возникающего в результате чрезмерного потоотделения при воздействии высоких температур. Он также используется при чрезмерном диурезе или чрезмерном ограничении приема физиологического раствора.

-Парентеральная подача 045% раствора NaCl используется для лечения гиперосмолярного диабета. Он выполняет регидратирующую функцию и служит для оценки состояния функции почек.

-Инъекции гипертонических растворов с концентрацией NaCl более 0,9% мас. / Об.,

-Они используются при сильном истощении Na ⁺ , являющегося восстановлением основного иона. Эта гипонатриемия может быть следствием лечения свободными электролитами или концентрацией Na ⁺ .

Гипонатриемия также может быть вызвана чрезмерным потреблением воды, которое не контролируется недостаточной функцией почек.

При нетрадиционных методах лечения и использовании

- Растворы для ингаляций NaCl используются для разбавления лекарств, используемых в процессе распыления. Он также используется для промывания трахеи и орошения. 0,9% физиологический раствор используется в спреях для носа.

-20% растворы NaCl используются для его интраамниотической трансабдоминальной установки, что приводит к позднему аборту во втором триместре беременности.

-Хлорид натрия можно использовать как местный антисептик. Благодаря своей осмотической способности, он способен обезвоживать широкий спектр вирусов и бактерий в незакрытом состоянии; поэтому он используется как болезненный антисептик для дезинфекции ран.

токсичность

прием пищи

Он оказывает вредное воздействие на здоровье только в том случае, если его потребление велико и в течение длительного времени. В этих обстоятельствах может возникнуть гипернатриемия с последующим увеличением внеклеточного объема, что приведет к артериальной гипертензии.

Раздражение и физический контакт

Он оказывает токсическое действие только при очень сильном вдыхании. Чрезмерный контакт с кожей может вызвать ее пересыхание. Наконец, при контакте с глазами он вызывает кратковременное раздражение.

Ссылки

1. Шивер и Аткинс. (2008). Неорганическая химия. (Издание четвертое, стр. 84, 90, 93, 263). Мак Гроу Хилл.
2. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. Химия. (8-е изд.). CENGAGE Learning, стр 482-483.
3. Натрия хлорид. (2018). Хлорид натрия: преимущества, применение, свойства, риски. Взято с: натрия хлорид.org
4. PubChem. (2018). Хлорид натрия. Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Wikipedia. (2018). Натрия хлорид. Взято с: en.wikipedia.org
6. Американские элементы. (2018). Хлорид натрия. Взято с: americanelements.com