Δομή χλωριούχου νατρίου (NaCl), ιδιότητες, χρήσεις, τοξικότητα

Το χλωριούχο νάτριο, που ονομάζεται επίσης κοινό αλάτι ή επιτραπέζιο αλάτι, είναι ένα δυαδικό ανόργανο άλας του νατρίου αλκαλιμετάλλου και του χλωρίου αλογόνου. Είναι το μεγαλύτερο συστατικό του βρώσιμου αλατιού και η ορυκτή μορφή του είναι γνωστή ως halite. Ο μοριακός τύπος του είναι NaCl και περιγράφει τη στοιχειομετρική αναλογία των ιόντων του (Na⁺ Cl^-) και όχι εκείνη ενός διακεκριμένου μορίου (Na-Cl)

Το χλωριούχο νάτριο είναι ένα κρυσταλλικό λευκό στερεό που σχηματίζεται από το συνδυασμό νατρίου, αργυρού λευκού μετάλλου, το οποίο αντιδρά βίαια με το νερό και το στοιχείο χλωρίου, ένα δηλητηριώδες, διαβρωτικό, χλωμό πράσινο αέριο.

Στην άνω εικόνα εμφανίζεται ένα τμήμα κρυστάλλων NaCl. Πώς είναι δυνατόν δύο στοιχεία τόσο επικίνδυνα όσο τα Na και Cl₂, μπορεί να σχηματιστεί ένα βρώσιμο αλάτι; Πρώτον, η χημική εξίσωση για το σχηματισμό της είναι:

2Νa (s) + Cl₂(g) => 2NaCl (s)

Η απάντηση έγκειται στη φύση της σύνδεσης στο NaCl. Όντας ιονικές, οι ιδιότητες του Na⁺ και Cl^- διαφέρουν διαγωνίως από εκείνα των ουδέτερων ατόμων.

Το νάτριο είναι ένα ζωτικό στοιχείο, αλλά στην ιονική του μορφή. Το Να⁺ είναι το κύριο εξωκυτταρικό κατιόν με συγκέντρωση περίπου 140 mEq / lt και μαζί με τα συνοδευτικά του ανιόντα, το Cl^- και το HCO₃^- (διττανθρακικό), είναι κυρίως υπεύθυνοι για την τιμή της ωσμωτικότητας και του εξωκυτταρικού όγκου.

Επιπλέον, το Na⁺ είναι υπεύθυνη για την παραγωγή και τη διεξαγωγή των νευρικών ερεθισμάτων σε νευρωνικούς νευράξονες, καθώς και για την έναρξη συστολής των μυών.

Το NaCl έχει χρησιμοποιηθεί από την αρχαιότητα για να αρωματιστεί το φαγητό και να διατηρήσει το κρέας, λόγω της ικανότητάς του να εξαλείφει τα βακτήρια και να αποτρέπει την αλλοίωση.

Είναι επίσης απαραίτητο για την παραγωγή υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) και μοριακού χλωρίου (Cl₂), με αντίδραση του NaCl με το νερό υπό υδρόλυση:

2Η₂O (1) + 2 NaCI (s) = 2NaOH (ac) + Cl₂(g) + Η₂(ζ)

Στην κάθοδο (-) η Η συσσωρεύεται₂ (g) και ΝαΟΗ. Εν τω μεταξύ, το Cl συσσωρεύεται στην άνοδο (+)₂ (ζ) Το υδροξείδιο του νατρίου χρησιμοποιείται στην παρασκευή σαπουνιών και χλωρίου για την κατασκευή πλαστικού από PVC.

Ευρετήριο

• 1 Δομή χλωριούχου νατρίου
  • 1.1 Μονάδα κυττάρων
• 2 Ιδιότητες
  • 2.1 Μοριακός τύπος
  • 2.2 Μοριακό βάρος
  • 2.3 Φυσική περιγραφή
  • 2.4 Χρώμα
  • 2.5 Γεύση
  • 2.6 Σημείο ζέσεως
  • 2.7 Σημείο τήξης
  • 2.8 Διαλυτότητα στο νερό
  • 2.9 Διαλυτότητα σε οργανικούς διαλύτες
  • 2.10 Πυκνότητα 
  • 2.11 Πίεση ατμών 
  • 2.12 Σταθερότητα
  • 2.13 Αποσύνθεση
  • 2.14 Ιξώδες
  • 2.15 Διάβρωση
  • 2.16 ρΗ
• 3 Χρήσεις
  • 3.1 Στα τρόφιμα
  • 3.2 Βιομηχανικές χρήσεις
  • 3.3 Στο σπίτι
  • 3.4 Άλλες χρήσεις
  • 3.5 Θεραπευτικές χρήσεις
• 4 Τοξικότητα
  • 4.1 Κατάποση
  • 4.2 Ερεθισμός και φυσική επαφή
• 5 Αναφορές

Δομή χλωριούχου νατρίου

Η συμπαγής κυβική δομή χλωριούχου νατρίου αναπαρίσταται στην άνω εικόνα. Οι ογκώδεις πράσινες σφαίρες αντιστοιχούν στα ανιόντα Cl^-, ενώ λευκά, σε κατιόντα Na⁺. Παρατηρήστε πως ο κρύσταλλος NaCl αποτελείται από ένα δίκτυο ιόντων διατεταγμένο από τις ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις τους σε αναλογία 1: 1.

Αν και οι ράβδοι εμφανίζονται στην εικόνα, οι δεσμοί δεν είναι ομοιοπολικοί αλλά ιονικοί. Η χρήση των ράβδων είναι χρήσιμη όταν δείχνει τη γεωμετρία συντονισμού γύρω από ένα ιόν. Για παράδειγμα, στην περίπτωση του NaCl κάθε Na⁺ περιβάλλεται από έξι Cl^- (λευκό οκταεδρόν) και κάθε Cl^- έξι Na⁺ (πράσινο οκταεδρόν).

Επομένως, έχει ένα συντονισμό (6,6) των οποίων οι αριθμοί δείχνουν πόσοι γείτονες περιβάλλουν κάθε ιόν. Ο αριθμός στα δεξιά δείχνει τους γείτονες του Να⁺, ενώ το αριστερό, το Cl^-.

Άλλες παραστάσεις παραλείπουν τη χρήση των ράβδων για να επισημάνουν τις οκταεδρικές τρύπες που έχει η δομή, οι οποίες προκύπτουν από τον ενδιάμεσο χώρο μεταξύ έξι Cl ανιόντων.^- (ή κατιόντα⁺) συσκευασμένα. Αυτή η διάταξη παρατηρείται σε άλλα μονο (ΜΧ) ή πολυατομικά ανόργανα άλατα, και ονομάζεται αλάτι πολύτιμων λίθων..

Ενιαίο κύτταρο

Το κυψελοειδές στοιχείο του αλάτι είναι κυβικά, αλλά ποιοι κύβοι το αντιπροσωπεύουν ακριβώς στην παραπάνω εικόνα; Τα οκτάεδρα δίνουν την απάντηση. Και οι δύο καλύπτουν συνολικά τέσσερις μικρούς κύβους.

Αυτοί οι κύβοι έχουν τμήματα των ιόντων στις κορυφές τους, τα άκρα και τα πρόσωπά τους. Παρατηρώντας προσεκτικά, ένα ιόν Να⁺ βρίσκεται στο κέντρο και δώδεκα από αυτά στα άκρα. Ένα ιόν σε μια άκρη μπορεί να μοιράζεται από τέσσερις κύβους. Έτσι υπάρχουν 4 ιόντα Na⁺ (12x1 / 4 + 1 = 4).

Για ιόντα Cl^-, οκτώ βρίσκονται στις κορυφές και έξι στα άκρα. Καθώς τα ιόντα που βρίσκονται στις κορυφές μοιράζονται χώρο με οκτώ άλλους κύβους και στις άκρες με έξι, έχουν ιόντα 4 Cl^- (8 × 1/8 + 6 × 1/2 = 4).

Το προηγούμενο αποτέλεσμα ερμηνεύεται ως εξής: στο κυψελίδα μονάδας του NaCl υπάρχουν τέσσερις κατιόντες⁺ και τέσσερα ανιόντα Cl^-? αναλογία που αντιστοιχεί στον χημικό τύπο (ένα Na⁺ για κάθε Cl^-).

Ιδιότητες

Μοριακός τύπος

NaCl.

Μοριακό βάρος

58,44 g / mol.

Φυσική περιγραφή

Ένα κρυσταλλικό στερεό.

Χρώμα

Διαφανείς άχρωμοι κρύσταλλοι ή λευκή κρυσταλλική σκόνη.

Γεύση

Αλάτι.

Σημείο ζέσεως

2,575 ° F έως 760 mmHg.

1,465 ºC.

Σημείο τήξης

1,474 ° F (800,7 ° C).

Τόσο το σημείο βρασμού όσο και το σημείο τήξης αντανακλούν τη θερμότητα που απαιτείται για να ξεπεραστεί η κρυσταλλική δικτυωτή ενέργεια. Επομένως, αυτές οι μετρήσεις επιβεβαιώνουν τον ιοντικό χαρακτήρα του NaCl.

Διαλυτότητα στο νερό

Περισσότερο από ή ίσο με 100 mg / ml στους 68 ° F.

36,0 g / 100 ml στους 25 ° C.

Είναι στην πραγματικότητα ένα υγροσκοπικό άλας, το οποίο διατηρεί την υγρασία από το περιβάλλον.

Διαλυτότητα σε οργανικούς διαλύτες

0,065 g / 100 mL αιθανόλης στους 25 ° C. 10 g / 100 g γλυκερόλης στους 25 ° C. 2,15 g / 100 mL υγρού αμμωνίου στους 40 ° C. 1,4 g / 100 mL μεθανόλης στους 25 ° C. 7,15 g / 100 αιθυλενογλυκόλης στους 25 ° C και 5,21 g / 100 g μυρμηκικού οξέος στους 25 ° C.

Πυκνότητα 

2.165 g / cm³ στους 77 ºC.

Πίεση ατμού 

1 mmHg έως 1.589 ° F.

Σταθερότητα

Είναι σταθερό υπό τις συνιστώμενες συνθήκες αποθήκευσης.

Αποσύνθεση

Όταν θερμαίνεται σε υψηλές θερμοκρασίες, αποσυντίθεται και εκπέμπει ατμούς υδροχλωρικού οξέος και οξειδίου του νατρίου.

Ιξώδες

Ιξώδες κορεσμένων διαλυμάτων 1,93 mPa-s.

Διάβρωση

Είναι διαβρωτικό για πολλά μέταλλα.

ρΗ

6.7 έως 7.3 σε υδατικό διάλυμα.

Χρησιμοποιεί

Στο φαγητό

-Το χλωριούχο νάτριο έχει χρησιμοποιηθεί από την αρχαιότητα για να βελτιώσει τη γεύση του φαγητού και τη διατήρησή του. Το αλάτισμα του κρέατος είναι ένας τρόπος διατήρησής του από τη βακτηριακή δράση, καθώς καθυστερεί την αποσύνθεση της πρωτεΐνης.

-Από την άλλη πλευρά, το άλας αυξάνει την ωσμωτικότητα γύρω από το κρέας, γεγονός που προκαλεί την απορρόφηση του νερού των βακτηρίων από την όσμωση προκαλώντας την εξάλειψή του.

Βιομηχανικές χρήσεις

Βιομηχανία τροφίμων

-Στη βιομηχανία τροφίμων, το αλάτι χρησιμοποιείται ως ενισχυτικό γεύσης, πρόσθετο ελέγχου ζύμωσης, παράγοντας ελέγχου υφής και παράγοντας χρώματος. Για παράδειγμα, προστίθεται αλάτι για να τονίσει το χρώμα στο μπέικον, το ζαμπόν και άλλα προϊόντα κρέατος.

-Το αλάτι χρησιμεύει ως συνδετικό υλικό για την παρασκευή λουκάνικων. Συμβάλλει στο σχηματισμό ενός συνδετικού πηκτώματος που αποτελείται από κρέας, λίπος και υγρασία.

-Κατά την επεξεργασία του αλεύρου για την παρασκευή αρτοποιίας, προστίθεται αλάτι κατά τη διάρκεια του μαγειρέματος για να ελέγχεται ο ρυθμός ζύμωσης της ζύμης ψωμιού. Χρησιμοποιείται επίσης για την ενίσχυση της γλουτένης και ως ενισχυτή γεύσης, καθώς και για την πλήρωση των ψημένων προϊόντων.

-Χρησιμοποιείται στην παρασκευή δημητριακών για πρωινό, μικτά ή παρασκευασμένα αλεύρια, πατάτες τηγανίσματος, γεύματα για σκύλους και γάτες κ.λπ..

Σύνθεση χημικών προϊόντων

-Το χλωριούχο νάτριο χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη στην παραγωγή υδροξειδίου του νατρίου και χλωρίου, το οποίο με τη σειρά του είναι χρήσιμο σε πολλές χημικές βιομηχανίες.

-Το άλας χρησιμοποιείται στην επεξεργασία διαφόρων μετάλλων, για παράδειγμα αλουμινίου, χαλκού, χάλυβα και βαναδίου. Χρησιμοποιείται επίσης για την παρασκευή χλωρικού νατρίου, το οποίο στη συνέχεια χρησιμοποιείται στη σύνθεση διοξειδίου του χλωρίου, λευκαντικού με βάση το οξυγόνο. Το διοξείδιο του χλωρίου είναι λιγότερο επιβλαβές για το περιβάλλον από ότι άλλα λευκαντικά.

Στη βιομηχανία δέρματος

-Το αλάτι χρησιμοποιείται για να εμποδίσει τη βακτηριακή δράση μέσα στα δέρματα, καθώς και για να βοηθήσει στην επανυδάτωση του.

Στη βιομηχανία κλωστοϋφαντουργίας

-Το αλάτι χρησιμοποιείται ως βαφή στη βαφή υφασμάτων. Χρησιμοποιείται ως έκπλυση άλμης για την απομάκρυνση των οργανικών μολυσματικών ουσιών και τη δημιουργία θετικού φορτίου στην επιφάνεια των υφασμάτων που επιτρέπει την ένωση των αρνητικά φορτισμένων χρωμάτων.

Στη βιομηχανία πετρελαίου

-Στην εξερεύνηση πετρελαίου και φυσικού αερίου, το αλάτι είναι ένα σημαντικό συστατικό των υγρών γεωτρήσεων. Χρησιμοποιείται για την κροκύδωση και την αύξηση της πυκνότητας των υγρών διάτρησης, που επιτρέπει να ξεπεραστούν οι υψηλές πιέσεις του αερίου στα φρεάτια που πρέπει να επιτευχθούν. Επιπλέον, το άλας διατηρεί τον κορεσμό του υγρού γεώτρησης.

-Το αλάτι βοηθά στη συμπύκνωση του εδάφους στο οποίο είναι χτισμένοι οι δρόμοι. Μειώνει τη μετατόπιση που προκαλείται στο υπέδαφος λόγω αλλαγών στην υγρασία και την κυκλοφορία αυτοκινήτων.

Στο σπίτι

Το αλάτι έχει χρησιμοποιηθεί με τρίψιμο για τον καθαρισμό επιφανειών, γλάστρες και κατσαρόλες. Επίσης στην πρόληψη της μούχλας και ως αφαίρεσης λεκέδων. Επίσης, χρησιμοποιείται σε πολλές μάρκες σαμπουάν και οδοντόπαστας.

Άλλες χρήσεις

Στους δρόμους

-Ενόψει της χιονόπτωσης, οι δρόμοι καλύπτονται με άλμη, πράγμα που εμποδίζει την ένωση πάγου με την επιφάνεια του δρόμου. Για απόψυξη χρησιμοποιείται ένα μείγμα αλατόνερου και αλατιού και μερικές φορές προστίθενται άλλα χημικά συστατικά όπως χλωριούχο μαγνήσιο ή ασβέστιο. Η χρήση αλατιού και άλμης δεν είναι αποτελεσματική σε θερμοκρασίες κάτω των -10 ° C.

Όταν προσθέτουμε αλάτι, υπάρχει μια μείωση στο κρυοσκοπικό σημείο, μια κολλητική ιδιότητα των διαλυμάτων, η οποία εμποδίζει με κάποιο τρόπο τον σχηματισμό πάγου.

-Λόγω της υγροσκοπικής κατάστασής του, το αλάτι χρησιμοποιείται ως φτηνό ξηραντικό.

Στις ρητίνες που χρησιμοποιούνται για την μαλάκυνση του νερού

Το σκληρό νερό περιέχει ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου που εμποδίζουν τη δράση του σαπουνιού και παράγουν καταθέσεις των αλκαλικών υλικών σε διαφορετικό εξοπλισμό και σωληνώσεις. Σε μαλακτικό νερού, χρησιμοποιούνται ιονανταλλακτικές ρητίνες. Το άλας χρησιμοποιείται στην παρασκευή και την αναγέννηση ρητινών.

Στους πυροσβεστήρες

Το χλωριούχο νάτριο χρησιμοποιείται στην πυρόσβεση πυρκαγιών στο οποίο παρούσα εύφλεκτα μέταλλα όπως μαγνήσιο, κάλιο, νάτριο και κράματα είναι ΝΚ.

Το άλας λειτουργεί ως ψύκτης θερμότητας και επίσης ως θραυστήρας που περιορίζει την πρόσβαση του οξυγόνου στη φωτιά.

Στα γυαλιά

Κρύσταλλοι χλωριούχου νατρίου χρησιμοποιούνται σε οπτικά στοιχεία όπως παράθυρα και πρίσματα, ειδικά για υπέρυθρο φως. Ωστόσο, δεδομένου ότι το άλας είναι πολύ υγροσκοπικό, εμφανίζεται ένα είδος παγετού που καλύπτει τους φακούς. Για το λόγο αυτό, οι φακοί χλωριούχου νατρίου έχουν αντικατασταθεί από φακούς του σεληνίου του ψευδαργύρου (ZnSe).

Θεραπευτικές χρήσεις

Για να συμπληρώσετε την έλλειψη αλάτων στο σώμα

-Όταν υπάρχει σωματική εξάντληση του Na⁺, πρέπει να αντικατασταθεί για να διατηρηθεί η εξωκυτταρική ωσμωτικότητα, η αγωγιμότητα των νεύρων και η συστολή των μυών.

-Το NaCl που χρησιμοποιείται στη θεραπεία και την πρόληψη της ανεπάρκειας του νατρίου και χλωριούχου, που προκύπτουν από την υπερβολική εφίδρωση κατά την έκθεση σε υψηλές θερμοκρασίες. Χρησιμοποιείται επίσης σε υπερβολική διούρηση ή υπερβολικό περιορισμό της πρόσληψης αλατιού.

-Παρεντερική χορήγηση ενός διαλύματος NaCl 045% χρησιμοποιείται για τη διαχείριση του υπεροσφαιρικού διαβήτη. Εξυπηρετεί μια λειτουργία αναζωογόνησης και χρησιμεύει για την αξιολόγηση της κατάστασης της νεφρικής λειτουργίας.

-Ενέσεις υπερτονικών διαλυμάτων, με συγκέντρωση NaCl μεγαλύτερη από 0,9% β / ο,

-Χρησιμοποιούνται όταν υπάρχει σοβαρή εξάντληση του Na⁺, η αποκατάσταση των βασικών ιόντων. Αυτή η υπονατριαιμία μπορεί να είναι συνέπεια μιας θεραπείας με ελεύθερους ηλεκτρολύτες ή με συγκέντρωση Na⁺.

Η υπονατριαιμία μπορεί επίσης να είναι επειδή η υπερβολική πρόσληψη νερού, ανεξέλεγκτη από κακή λειτουργία των νεφρών.

Σε θεραπείες και μη συμβατικές χρήσεις

-Τα διαλύματα εισπνοής NaCl χρησιμοποιούνται για την αραίωση των φαρμάκων που χρησιμοποιούνται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εκνέφωσης. Χρησιμοποιείται επίσης για την έκπλυση με τραχεία και την άρδευση. 0.9% αλατούχο διάλυμα που χρησιμοποιείται στα ρινικά σπρέι.

-Διαλύματα 20% NaCl που χρησιμοποιούνται για την ενδο-αμνιακό διακοιλιακό εγκατάσταση, επάγοντας έτσι μία καθυστερημένη έκτρωση κατά το δεύτερο τρίμηνο της εγκυμοσύνης.

-Το χλωριούχο νάτριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως τοπικό αντισηπτικό. Χάρη στην οσμωτική του ικανότητα είναι σε θέση να αφυδατώνει ένα ευρύ φάσμα ιών και βακτηριδίων σε άκαυστη κατάσταση. ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται ως επώδυνο αντισηπτικό για την απολύμανση των πληγών.

Τοξικότητα

Κατάποση

Έχει μόνο βλαβερή επίδραση στην υγεία εάν η πρόσληψη είναι υψηλή και για μεγάλο χρονικό διάστημα. Κάτω από αυτές τις συνθήκες θα εμφανισθεί υπερνατριαιμία με την επακόλουθη αύξηση του εξωκυτταρικού όγκου που θα οδηγούσε σε υψηλή αρτηριακή πίεση.

Ερεθισμός και φυσική επαφή

Έχει ένα τοξικό αποτέλεσμα μόνο αν η εισπνοή είναι πολύ υψηλή. Σε επαφή με το δέρμα σε υπερβολική μορφή μπορεί να προκαλέσει την ξηρότητα του. Τέλος, προκαλεί στιγμιαίο ερεθισμό κατά την επαφή με τα μάτια.

Αναφορές

1. Shiver & Atkins. (2008). Ανόργανη χημεία (Τέταρτη έκδοση, σελίδες 84, 90, 93, 263). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Χημεία (8η έκδοση). CENGAGE Learning, σελ. 482-483.
3. Χλωριούχο νάτριο (2018). Χλωριούχο νάτριο: Οφέλη, χρήσεις, ιδιότητες, κίνδυνοι. Από: clorurodesodio.org
4. PubChem. (2018). Χλωριούχο νάτριο. Ανακτήθηκε από: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Wikipedia. (2018). Χλωριούχο νάτριο. Λαμβάνεται από: en.wikipedia.org
6. Αμερικανικά Στοιχεία. (2018). Χλωριούχο νάτριο. Λαμβάνεται από: americanelements.com