The natrium karbonat (Na 2 CO 3) adalah garam bukan organik natrium, logam alkali dan asid karbonik. Ia juga dikenali di seluruh dunia sebagai abu soda. Tasik dan aktiviti gunung berapi memperkaya tanah dengan natrium, dari mana tanaman disuburkan; kemudian, setelah kebakaran, tanaman ini menyebarkan abu karbonat.
Bagaimana garam ini timbul daripada natrium logam? Natrium tulen mempunyai konfigurasi valensi 3s 1 . Elektron orbit 3s 1 mudah terlepas oleh unsur alam yang lain (seperti sulfur, oksigen, klorin, fluorin, dan lain-lain), membentuk sebatian mineral di mana ion stabil Na + turut serta .
Na + disertai oleh spesies ionik lain dalam pepejal ini; Daripada jumlah ini, natrium karbonat hanya terdapat dalam alam semula jadi. Sejak itu ia digunakan di semua peradaban sepanjang zaman. Tamadun-tamadun ini mendapati bahawa serbuk putih kelabu ini mempunyai khasiat yang bermanfaat untuk kediaman dan penduduk mereka.
Sifat-sifat ini menandakan kegunaannya, yang kini mengekalkan aspek tradisional masa lalu, dan yang lain menyesuaikan dengan keperluan semasa.
Natrium karbonat sangat banyak di alam, dan mungkin juga di wilayah lain di luar planet Bumi, seperti beberapa bulan dari sistem suria.
Formula
Formula kimia untuk natrium karbonat adalah Na 2 CO 3 . Bagaimana ia ditafsirkan? Ini bermaksud bahawa, dalam pepejal kristal, untuk setiap ion CO 3 2– terdapat dua ion Na + .
Struktur
Gambar atas menunjukkan struktur anhidrida Na 2 CO 3 (juga disebut soda berkalsinasi). Sfera ungu sesuai dengan ion Na + , sementara sfera hitam dan merah sesuai dengan ion CO 3 2– .
Ion karbonat mempunyai struktur segitiga rata, dengan atom oksigen di bucu mereka.
Gambar memberikan panorama yang dilihat dari satah yang lebih tinggi. Ion Na + dikelilingi oleh enam atom oksigen, yang berasal dari ion CO 3 2– . Iaitu, dalam Na 2 CO 3 anhidrida natrium memenuhi geometri koordinasi oktahedral (ia tertutup di tengah oktahedron).
Walau bagaimanapun, struktur ini juga mampu menampung molekul air, berinteraksi dengan ikatan hidrogen dengan bucu segitiga.
Sebenarnya, hidrat Na 2 CO 3 (Na 2 CO 3 · 10H 2 O, Na 2 CO 3 · 7H 2 O, Na 2 CO 3 · H 2 O, dan lain-lain) lebih banyak daripada garam anhidrat.
Thermonatrite (Na 2 CO 3 · H 2 O), natron (Na 2 CO 3 · 10H 2 O) dan trone (Na 3 (HCO 3 ) (CO 3 ) · 2H 2 O adalah sumber karbonat semula jadi utama natrium, terutama trona mineral, ditunjukkan pada gambar pertama.
Permohonan
Natrium karbonat memenuhi banyak fungsi pada orang, rumah dan industri, di antara fungsi-fungsi berikut ini menonjol:
- Natrium karbonat digunakan dalam banyak produk pembersih. Ini disebabkan oleh kapasiti pembasmi kuman, kekuatannya untuk melarutkan lemak dan sifatnya untuk melembutkan air. Ia adalah bahagian pencuci yang digunakan dalam cucian, mesin basuh pinggan mangkuk automatik, pembersih kaca, penghilang noda, peluntur, dll.
- Disinfektan karbonat dapat digunakan pada permukaan keras yang tidak kasar, seperti lantai, dinding, porselin dan tab mandi, kecuali kaca gentian dan aluminium, yang dapat digores olehnya.
- Ia digunakan dalam beberapa makanan untuk mengelakkan kek yang terjadi di dalamnya.
- Terdapat dalam pelbagai produk penjagaan diri, seperti mandian gelembung, ubat gigi dan sabun.
- Ini digunakan dalam industri kaca kerana kemampuannya untuk menguraikan silikat.
- Ini digunakan dalam perawatan kolam renang, di mana ia melakukan fungsi desinfektan dan pengaturan pH.
- Pada manusia ia digunakan secara terapeutik untuk merawat pedih ulu hati dan dermatitis.
- Dalam perubatan veterinar ia digunakan dalam rawatan kurap dan membersihkan kulit.
Bagaimana ia dilakukan?
Natrium karbonat boleh dihasilkan menggunakan air garam dari laut dan batu kapur (CaCO 3 ) dalam proses Solvay. Dalam gambar di atas, gambarajah proses digambarkan menunjukkan laluan pengeluaran, serta reagen, perantara dan produk. Reagen ditulis dengan huruf hijau, dan produk dengan huruf merah.
Menjejaki tindak balas ini boleh menjadi agak rumit, tetapi persamaan keseluruhan yang menunjukkan hanya reaktan dan produk adalah:
2NaCl (aq) + CaCO 3 (Na) Na 2 CO 3 ( Ca ) 2 (Ca) 2
CaCO 3 mempunyai struktur kristal yang sangat stabil, jadi ia memerlukan banyak tenaga untuk menguraikannya menjadi CO 2 . Di samping itu, proses ini menghasilkan sejumlah besar CaCl 2 (kalsium klorida) dan kekotoran lain, yang pembuangannya mempengaruhi kualiti perairan dan persekitaran.
Terdapat juga kaedah pengeluaran lain untuk natrium karbonat dalam persekitaran industri, seperti proses Hou dan Leblanc.
Hari ini dapat memperolehnya dari mineral semula jadi, trona menjadi yang paling banyak dari ini.
Sebaliknya, kaedah yang lebih tradisional terdiri daripada menanam dan membakar tanaman dan alga yang kaya dengan natrium. Kemudian, abu dibasuh dengan air dan dipanaskan sehingga produk tersebut diperoleh. Dari sini datanglah abu soda yang terkenal.
Hartanah
Na 2 CO 3 adalah pepejal putih hygroscopic tanpa bau dengan berat molekul 106 g / mol dan ketumpatan 2.54 g / mL pada 25 ºC.
Sifatnya berubah kerana memasukkan molekul air ke dalam struktur kristalnya. Oleh kerana air dapat membentuk ikatan hidrogen dan ion "membuat ruang" di antara keduanya, isipadu kristal meningkat dan ketumpatan hidrat berkurang. Sebagai contoh, untuk Na 2 CO 3 · 10H 2 O, ketumpatannya ialah 1.46 g / mL.
Na 2 CO 3 mencair pada suhu 851 ºC, terurai mengikut persamaan berikut:
Na 2 CO 3 (s) => Na 2 O (s) + CO 2 (g)
Sekali lagi, walaupun ion CO 3 2– dan Na + berbeza dalam ukuran, interaksi elektrostatiknya sangat cekap dan mengekalkan kisi kristal yang stabil.
Molekul air "menghalangi" interaksi ini, dan sebagai hasilnya, hidrat lebih mudah terdedah daripada anhidrida.
Ia adalah garam asas; iaitu, apabila dilarutkan dalam air, ia menghasilkan larutan dengan pH lebih besar dari 7. Ini disebabkan oleh hidrolisis CO 3 2– , yang reaksinya melepaskan OH - dalam medium:
CO 3 2– (aq) + H 2 O (l) <=> HCO 3 - (aq) + OH - (aq)
Sangat larut dalam air dan pelarut polar, seperti gliserol, gliserin, aseton, asetat, dan ammonia cair.
Rujukan
- Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. Dalam elemen kumpulan 1. (Edisi keempat., Hlm. 265). Bukit Mc Graw.
- scifun.org. (2018). Natrium Hidrogen Karbonat & Natrium Karbonat. Diakses pada 8 April 2018, dari: scifun.org
- Wikipedia. (2018). Natrium karbonat. Diakses pada 08 April 2018, dari: en.wikipedia.org
- PubChem. (2018). Natrium Karbonat. Diakses pada 8 April 2018, dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ciner Resources Corporation. (2018). Soda Ash. Diakses pada 8 April 2018, dari: ciner.us.com
- Qniemiec. (7 Mei 2010). Proses penyelesaian. . Dipulihkan dari: Wikimedia.org
- Peltier K. (3 Julai 2018). Semua yang Anda Perlu Tahu Mengenai Natrium Karbonit. Diakses pada 8 April 2018, dari: thespruce.com
- Industri Bersih. (2018). Sodium Carbonate - Kegunaan Sodium Carbonate. Diakses pada 8 April 2018, dari: science.jrank.org