Natriumchlorid (NaCl) Struktur, Eigenschaften, Verwendungen, Toxizität

Die Natriumchlorid, auch Kochsalz oder Tafelsalz genannt, ist ein binäres anorganisches Salz des Alkalimetalls Natrium und des Halogens Chlor. Es ist die größte Komponente von Speisesalz und seine mineralische Form ist bekannt als Halit. Seine Molekularformel ist NaCl und beschreibt das stöchiometrische Verhältnis seiner Ionen (Na⁺ Cl^-) und nicht die eines diskreten Moleküls (Na-Cl)

Natriumchlorid ist ein kristalliner weißer Feststoff, der durch die Kombination von Natrium, silbrig-weißem Metall, das heftig mit Wasser reagiert, und dem Chlorelement, einem giftigen, ätzenden, hellgrünen Gas, gebildet wird.

Im oberen Bild ist eine Portion NaCl-Kristalle gezeigt. Wie ist es möglich, dass zwei Elemente so gefährlich sind wie Na und Cl?₂Kann ein essbares Salz gebildet werden? Erstens ist die chemische Gleichung für seine Bildung:

2 Na (s) + Cl₂(g) => 2NaCl (s)

Die Antwort liegt in der Art der Verbindung im NaCl. Die Eigenschaften von Na sind ionisch⁺ und Cl^- Sie unterscheiden sich diagonal von denen ihrer neutralen Atome.

Natrium ist ein lebenswichtiges Element, aber in seiner ionischen Form. Das Na⁺ ist das hauptsächliche extrazelluläre Kation mit einer Konzentration von ungefähr 140 mÄq / l und zusammen mit seinen begleitenden Anionen das Cl^- und das HCO₃^- (Bikarbonat), sind die Hauptverantwortlichen für den Wert der Osmolarität und des extrazellulären Volumens.

Außerdem ist das Na⁺ ist verantwortlich für die Erzeugung und Leitung von Nervenimpulsen in neuronalen Axonen sowie die Einleitung von Muskelkontraktionen.

NaCl wird seit der Antike verwendet, um Lebensmittel zu aromatisieren und Fleisch zu konservieren, da es Bakterien eliminiert und deren Zersetzung verhindert.

Es ist auch notwendig für die Herstellung von Natriumhydroxid (NaOH) und molekularem Chlor (Cl₂) durch Umsetzung des NaCl mit dem hydrolysierten Wasser:

2H₂O (1) + 2 NaCl (s) => 2NaOH (ac) + Cl₂(g) + H₂(G)

In der Kathode (-) akkumuliert sich das H₂ (g) und NaOH. Inzwischen akkumuliert das Cl an der Anode (+)₂ (g) Natriumhydroxid wird zur Herstellung von Seifen und Chlor bei der Herstellung von PVC-Kunststoff verwendet.

Index

• 1 Struktur von Natriumchlorid
  • 1.1 Einheitszelle
• 2 Eigenschaften
  • 2.1 Molekülformel
  • 2.2 Molekulargewicht
  • 2.3 Physische Beschreibung
  • 2.4 Farbe
  • 2.5 Geschmack
  • 2.6 Siedepunkt
  • 2.7 Schmelzpunkt
  • 2.8 Löslichkeit in Wasser
  • 2.9 Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln
  • 2.10 Dichte
  • 2.11 Dampfdruck
  • 2.12 Stabilität
  • 2.13 Zersetzung
  • 2.14 Viskosität
  • 2.15 Korrosion
  • 2,16 pH
• 3 Verwendet
  • 3.1 In Lebensmitteln
  • 3.2 Industrielle Verwendungen
  • 3.3 Zuhause
  • 3.4 Andere Verwendungen
  • 3.5 Therapeutische Anwendungen
• 4 Toxizität
  • 4.1 Verschlucken
  • 4.2 Reizung und Körperkontakt
• 5 Referenzen

Struktur von Natriumchlorid

Die kompakte kubische Struktur von Natriumchlorid ist in der oberen Abbildung dargestellt. Die voluminösen grünen Kugeln entsprechen Cl-Anionen^-, während weiß, zu Na-Kationen⁺. Beachten Sie, dass der NaCl-Kristall aus einem Netzwerk von Ionen besteht, die durch ihre elektrostatischen Wechselwirkungen in einem Verhältnis von 1: 1 angeordnet sind.

Obwohl Balken im Bild gezeigt sind, sind die Bindungen nicht kovalent, sondern ionisch. Die Verwendung der Balken ist nützlich, wenn man die Koordinationsgeometrie um ein Ion herum zeigt. Zum Beispiel kann im Fall von NaCl jedes Na⁺ ist umgeben von sechs Cl^- (weißes Oktaeder) und jedes Cl^- von sechs Na⁺ (grünes Oktaeder).

Daher hat es eine Koordination (6,6), deren Zahlen anzeigen, wie viele Nachbarn jedes Ion umgeben. Die Zahl auf der rechten Seite zeigt die Nachbarn von Na an⁺, während der eine auf der linken, der Cl^-.

Andere Darstellungen lassen die Verwendung der Balken außer Acht, um die oktaedrischen Löcher hervorzuheben, die die Struktur aufweist, die aus dem Zwischenraum zwischen sechs Cl-Anionen resultieren.^- (oder Na-Kationen⁺) verpackt. Diese Anordnung wird in anderen mono (MX) - oder mehratomigen anorganischen Salzen beobachtet und wird Edelstein-Salz genannt.

Einheitliche Zelle

Die Einheitszelle des Steinsalzes ist kubisch, aber welche Würfel repräsentieren es genau im oberen Bild? Die Oktaeder geben die Antwort. Beide umfassen insgesamt eine Zelle aus vier kleinen Würfeln.

Diese Würfel haben Teile der Ionen in ihren Ecken, Kanten und Flächen. Sorgfältig beobachten, ein Ion Na⁺ es ist in der Mitte und zwölf von ihnen in den Rändern. Ein Ion an einer Kante kann von vier Würfeln gemeinsam genutzt werden. Also gibt es 4 Na-Ionen⁺ (12×1/4 + 1= 4).

Für Cl-Ionen^-Acht liegen in den Ecken und sechs in den Ecken. Da die Ionen, die an den Ecken positioniert sind, sich mit acht anderen Würfeln teilen und an den Kanten mit sechs, haben sie 4 Cl-Ionen^- (8×1/8 + 6×1/2= 4).

Das vorherige Ergebnis wird wie folgt interpretiert: In der Einheitszelle von NaCl gibt es vier Na-Kationen⁺ und vier Cl-Anionen^-; Anteil, der der chemischen Formel (a Na⁺ für jedes Cl^-).

Eigenschaften

Molekulare Formel

NaCl

Molekulargewicht

58,44 g / mol.

Physische Beschreibung

Ein kristalliner Feststoff.

Farbe

Transparente farblose Kristalle oder weißes kristallines Pulver.

Geschmack

Salzig

Siedepunkt

2,575 ºF bis 760 mmHg.

1.465 ºC.

Schmelzpunkt

1474 ° F (800,7 ° C).

Sowohl der Siedepunkt als auch der Schmelzpunkt reflektieren die Wärme, die notwendig ist, um die kristalline retikuläre Energie zu überwinden. Daher bestätigen diese Messungen den ionischen Charakter von NaCl.

Löslichkeit in Wasser

Größer oder gleich 100 mg / ml bei 68 ° F.

36,0 g / 100 ml bei 25 ° C

Es ist in der Tat ein hygroskopisches Salz, das Feuchtigkeit aus der Umgebung zurückhält.

Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln

0,065 g / 100 ml Ethanol bei 25 ° C; 10 g / 100 g Glycerin bei 25 ° C; 2,15 g / 100 ml flüssiges Ammonium bei 40 ° C; 1,4 g / 100 ml Methanol bei 25 ° C; 7,15 g / 100 Ethylenglykol bei 25 ° C und 5,21 g / 100 g Ameisensäure bei 25 ° C.

Dichte

2,165 g / cm³ bei 77 ºC.

Dampfdruck

1 mmHg bis 1.589 ºF.

Stabilität

Es ist unter den empfohlenen Lagerbedingungen stabil.

Zersetzung

Wenn es auf hohe Temperaturen erhitzt wird, zersetzt es sich und setzt Dämpfe von Salzsäure und Dinatriumoxid frei.

Viskosität

Viskosität der gesättigten Lösungen 1,93 mPa-s.

Korrosion

Es ist korrosiv gegenüber vielen Metallen.

pH

6,7 bis 7,3 in wässriger Lösung.

Verwendet

In Essen

- Natriumchlorid wurde seit der Antike verwendet, um den Geschmack von Lebensmitteln und deren Konservierung zu verbessern. Das Salzen des Fleisches ist eine Möglichkeit, es vor bakterieller Einwirkung zu bewahren, da es den Proteinabbau verzögert.

Auf der anderen Seite erhöht das Salz die Osmolarität um das Fleisch herum, was die Absorption von Osmose durch das Wasser der Bakterien verursacht, die ihre Beseitigung verursachen.

Industrielle Anwendungen

Lebensmittelindustrie

In der Lebensmittelindustrie wird Salz als Geschmacksverstärker, Fermentationskontrolladditiv, Texturkontrollmittel und Farbentwickler verwendet. Zum Beispiel wird Salz hinzugefügt, um Farbe in Speck, Schinken und anderen Fleischprodukten hervorzuheben.

-Das Salz dient als Bindemittel bei der Herstellung von Würsten. Es trägt zur Bildung eines Bindegels aus Fleisch, Fett und Feuchtigkeit bei.

Bei der Verarbeitung von Mehl zur Herstellung von Brot wird während des Kochens Salz zugesetzt, um die Fermentationsrate des Brotteigs zu kontrollieren. Es wird auch zur Stärkung von Gluten und als Geschmacksverstärker sowie zur Füllung von Backwaren verwendet.

-Es wird in der Herstellung von Frühstückszerealien, gemischte oder vorbereitete Mehle, Kartoffelchips, Mahlzeiten für Hunde und Katzen usw. verwendet.

Synthese von chemischen Produkten

- Natriumchlorid wird als Rohstoff bei der Herstellung von Natriumhydroxid und Chlor verwendet, was wiederum in vielen chemischen Industrien nützlich ist.

- Salz wird bei der Verarbeitung verschiedener Metalle verwendet, z. B. Aluminium, Kupfer, Stahl und Vanadium. Es wird auch verwendet, um Natriumchlorat herzustellen, das anschließend bei der Synthese von Chlordioxid, einem auf Sauerstoff basierenden Bleichmittel, verwendet wird. Chlordioxid ist für die Umwelt weniger schädlich als andere Bleichmittel.

In der Lederindustrie

-Das Salz wird verwendet, um die bakterielle Wirkung in den Häuten zu hemmen, sowie bei der Rehydratisierung zu helfen.

In der Textilindustrie

-Das Salz wird als Beize beim Färben von Stoffen verwendet. Es wird als Salzlösungsspülung verwendet, um organische Verunreinigungen zu entfernen und um eine positive Ladung auf der Oberfläche der Gewebe zu erzeugen, die die Vereinigung der negativ geladenen Farbstoffe ermöglicht.

In der Ölindustrie

Bei der Öl- und Gasexploration ist Salz ein wichtiger Bestandteil von Bohrflüssigkeiten. Es wird zum Ausflocken und Erhöhen der Dichte von Bohrflüssigkeiten verwendet, wodurch es möglich ist, die hohen Drücke des Gases in den zu erreichenden Bohrlöchern zu überwinden. Außerdem behält das Salz die Sättigung der Bohrflüssigkeit bei.

-Das Salz hilft, den Boden, auf dem die Straßen gebaut werden, zu verdichten. Reduziert die im Untergrund durch Feuchtigkeits- und Verkehrsänderungen verursachte Verlagerung.

Zu Hause

Das Salz wurde durch Reiben bei der Reinigung von Oberflächen, Töpfen und Pfannen verwendet. Auch zur Vorbeugung von Schimmel und als Fleckentferner. Außerdem wird es in vielen Marken von Shampoo und Zahnpasta verwendet.

Andere Anwendungen

Auf den Straßen

-In Erwartung von Schneefall sind die Straßen mit Sole bedeckt, die die Vereinigung von Eis an der Oberfläche der Straße verhindert. Zum Auftauen wird eine Mischung aus Salzlösung und Salz verwendet, und manchmal werden andere chemische Komponenten wie Magnesium- oder Calciumchloride zugegeben. Die Verwendung von Salz und Sole ist bei Temperaturen unter -10 ° C nicht wirksam.

Wenn Salz zugegeben wird, sinkt der kryoskopische Punkt, eine kolligative Eigenschaft der Lösungen, die die Eisbildung in irgendeiner Weise behindert.

- Wegen seines hygroskopischen Zustands wird Salz als billiges Trockenmittel verwendet.

In den zur Wasserenthärtung verwendeten Harzen

Hartes Wasser enthält Calcium- und Magnesiumionen, die die Wirkung von Seife behindern und Ablagerungen von alkalischen Materialien in verschiedenen Geräten und Rohren erzeugen. Bei der Wasserenthärtung werden Ionenaustauscherharze verwendet. Salz wird bei der Herstellung und Regeneration von Harzen verwendet.

Auf Feuerlöschern

Natriumchlorid wird in Feuerlöschern verwendet, um Brände zu bekämpfen, in denen brennbare Metalle vorhanden sind, wie Magnesium, Kalium, Natrium und NK-Legierungen.

Das Salz wirkt als Wärmesenke und auch als Zerkleinerer, der den Zugang von Sauerstoff zu Feuer einschränkt.

In den Gläsern

Natriumchloridkristalle werden in optischen Komponenten wie Fenstern und Prismen, insbesondere für Infrarotlicht, verwendet. Da das Salz jedoch sehr hygroskopisch ist, gibt es eine Art Frost, der die Linsen bedeckt. Aus diesem Grund wurden Natriumchloridlinsen durch solche aus Zinkselenid (ZnSe) ersetzt.

Therapeutische Anwendungen

Zur Ergänzung des Salzmangels im Körper

-Wenn es eine Körperentleerung von Na gibt⁺Es muss ersetzt werden, um extrazelluläre Osmolarität, Nervenleitung und Muskelkontraktion zu erhalten.

-NaCl wird zur Behandlung und Vorbeugung von Natrium- und Chlormangel eingesetzt, der durch übermäßiges Schwitzen bei hohen Temperaturen entsteht. Es wird auch bei übermäßiger Diurese oder übermäßiger Restriktion der Salzaufnahme angewendet.

- Die parenterale Versorgung einer 045% igen NaCl-Lösung wird zur Behandlung von hyperosmolarem Diabetes eingesetzt. Es hat eine Rehydrationsfunktion und dient zur Beurteilung des Nierenfunktionsstatus.

- Injektionen von hypertonischen Lösungen mit einer NaCl-Konzentration von mehr als 0,9% w / v,

Sie werden verwendet, wenn eine starke Erschöpfung von Na vorliegt⁺, eine Wiederherstellung des essentiellen Ions. Diese Hyponatriämie kann die Folge einer Behandlung mit freien Elektrolyten oder mit einer Konzentration von Na sein⁺.

Hyponatriämie kann auch durch übermäßige Wasseraufnahme verursacht werden, nicht durch inadäquate Nierenfunktion gesteuert.

In Behandlungen und unkonventionellen Anwendungen

- NaCl-Inhalationslösungen werden zur Verdünnung der während des Vernebelungsprozesses verwendeten Arzneimittel verwendet. Es wird auch für Trachealwäsche und Bewässerung verwendet. Die 0,9% ige Salzlösung wurde in Nasensprays verwendet.

- 20% ige NaCl-Lösungen werden für die intra-amniotische transabdominale Installation verwendet, was zu einem späten Abort während des zweiten Trimesters der Schwangerschaft führt.

Natriumchlorid kann als lokales Antiseptikum verwendet werden. Dank seiner osmotischen Kapazität ist es in der Lage, ein breites Spektrum von Viren und Bakterien in einem unbegatteten Zustand zu dehydrieren; Daher wird es als schmerzhaftes Antiseptikum zur Wunddesinfektion verwendet.

Toxizität

Verschlucken

Es wirkt sich nur gesundheitsschädlich aus, wenn die Einnahme hoch und lang ist. Unter diesen Umständen würde eine Hypernatriämie mit der daraus folgenden Zunahme des extrazellulären Volumens auftreten, die zu einer arteriellen Hypertonie führen würde.

Reizung und Körperkontakt

Es wirkt nur toxisch, wenn die Inhalation sehr hoch ist. Bei Kontakt mit der Haut in übermäßiger Form kann ihre Trockenheit verursachen. Schließlich verursacht es eine augenblickliche Irritation, wenn es mit den Augen in Kontakt kommt.

Referenzen

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2. Whitten, Davis, Peck und Stanley. Chemie (8. Ausgabe). CENGE Learning, S. 482-483.
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4. PubChem. (2018). Natriumchlorid. Von: publem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Wikipedia. (2018). Natriumchlorid. Genommen von: en.wikipedia.org
6. Amerikanische Elemente. (2018). Natriumchlorid. Genommen von: americanelements.com