El carbonat de sodi (Na 2 CO 3) és una sal inorgànica de sodi, de metall alcalí i de l'àcid carbònic. També se li coneix mundialment com cendra de sosa. Els llacs i les activitats volcàniques van enriquir de sodi dels sòls, dels quals es van nodrir les plantes; després, després d'un incendi, aquestes plantes escampaven les cendres de carbonat.
Com sorgeix aquesta sal de el sodi metàl·lic? El sodi pur té una configuració de valència 3s 1. L'electró de l'orbital 3s 1 és fàcilment desprès per altres elements de la natura (com el sofre, oxigen, clor, fluor, etc.), formant compostos minerals en on participa l'ió estable Na +.
El Na + és acompanyat per altres espècies iòniques en aquests sòlids; d'aquests, el carbonat de sodi és només un més present en la naturalesa. Des de llavors ha tingut ús en totes les civilitzacions al llarg dels temps. Aquestes civilitzacions van anar trobant en aquest pols blanc grisós propietats benèfiques per les seves llars i la seva gent.
Aquestes propietats van marcar els seus usos, els quals mantenen avui dia aspectes tradicionals de el passat, i altres s'acomoden a les necessitats actuals.
El carbonat de sodi és molt abundant en la naturalesa, i potser també en altres territoris aliens a l'planeta Terra, com algunes de les llunes de el sistema solar.
fórmula
La fórmula química de l'carbonat de sodi és Na 2 CO 3. Com s'interpreta? Vol dir que, en el sòlid cristal·lí, per cada ió CO 3 2- hi ha dos ions Na +.
estructura
A la imatge superior està representada l'estructura de l'Na 2 CO 3 anhídrid (també anomenat sosa calcinada). Les esferes porpres corresponen als ions Na +, mentre que les negres i vermelles als ions CO 3 2-.
Els ions carbonats tenen una estructura trigonal plana, amb els àtoms d'oxigen en els seus vèrtexs.
La imatge atorga un panorama vist des d'un pla superior. Els ions Na + estan envoltats de sis àtoms d'oxigen, provinents dels ions CO 3 2-. És a dir, al Na 2 CO 3 anhídrid el sodi es troba amb una geometria de coordinació octaèdrica (està tancat en el centre d'un octàedre).
No obstant això, aquesta estructura també és capaç d'allotjar molècules d'aigua, interaccionant per ponts d'hidrogen amb els vèrtexs dels triangles.
De fet, els hidrats de l'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, i altres) són de major abundància que la sal anhídrida.
La termonatrita (Na 2 CO 3 · H 2 O), el natró (Na 2 CO 3 · 10H 2 O) i la trona (Na 3 (HCO 3) (CO 3) · 2H 2 O són les principals fonts naturals de l'carbonat de sodi, especialment el mineral trona, representat en la primera imatge.
usos
El carbonat de sodi compleix nombroses funcions en les persones, les llars i la indústria, entre aquestes funcions destaquen les següents:
- El carbonat de sodi és utilitzat en nombrosos productes de neteja. Això és per la seva capacitat desinfectant, el seu poder de dissoldre els greixos i la seva propietat de suavitzar l'aigua. Forma part de detergents utilitzats en bugaderies, rentaplats automàtics, neteja vidres, removedor de taques, blanquejadors, etc.
- El desinfectant carbonat pot ser utilitzat en superfícies dures no rugoses, com ara pisos, parets, porcellanes i banyeres, a excepció de l'fiberglass i l'alumini, que poden ser ratllats per ell.
- Es fa servir en alguns aliments per evitar l'atapeïment que pugui passar en aquests.
- Està present en diversos productes de cura personal, com banys de bombolles, pastes dentals i sabons.
- S'utilitza en la indústria de l'vidre per la seva capacitat de descompondre els silicats.
- S'usa en el manteniment de les piscines, on compleix una funció desinfectant i reguladora de l'pH.
- En els éssers humans es fa servir terapèuticament en el tractament de l'acidesa i de la dermatitis.
- En la medicina veterinària s'utilitza en el tractament de la tinya i neteja de la pell.
Com es fa?
El carbonat de sodi pot fabricar utilitzant salmorra dels mars i pedra calcària (CaCO 3) en el procés Solvay. A la imatge superior està il·lustrat un diagrama de el procés assenyalant les rutes de producció, així com els reactius, intermediaris i productes. Els reactius estan escrits amb lletres verdes, i els productes amb lletres vermelles.
El seguiment d'aquestes reaccions pot resultar una mica intricat, però l'equació global que indica només els reactius i productes és:
2NaCl (aq) + CaCO 3 (s) <=> Na 2 CO 3 (s) + CaCl 2 (ac)
El CaCO 3 té una estructura cristal·lina molt estable, de manera que constantment demanda molta energia per descompondre'l en CO 2. A més, aquest procés genera grans quantitats de CaCl 2 (clorur de calci) i altres impureses, les descàrregues afecten la qualitat de les aigües i el medi ambient.
Existeixen també altres mètodes de producció de l'carbonat de sodi en àmbits industrials, com els processos Hou i Leblanc.
Avui dia és sostenible la seva obtenció a partir dels seus minerals naturals, sent la trona el més abundant d'aquests.
D'altra banda, el mètode més tradicional consistia en el cultiu i crema de plantes i algues riques en sodi. Després, les cendres eren banyades amb aigua i sotmeses a escalfament fins a obtenir el producte. D'aquí van sorgir les famoses cendres de sosa.
propietats
El Na 2 CO 3 és un sòlid blanc higroscòpic, inodor, amb un pes molecular de 106 g / mol i una densitat de 2,54 g / ml a 25ºC.
Les seves propietats canvien a mesura que incorpora una molècula d'aigua a la seva estructura cristal·lina. Com l'aigua pot formar ponts d'hidrogen i els ions «obren espai" entre aquests, el volum de l'vidre augmenta i la densitat de l'hidrat disminueix. Per exemple, per al Na 2 CO 3 · 10H 2 O, la seva densitat és 1,46 g / ml.
El Na 2 CO 3 fon a 851 ºC, descomponent d'acord a la següent equació:
Na 2 CO 3 (s) => Na 2 O (s) + CO 2 (g)
Novament, tot i que els ions CO 3 2- i Na + difereixen en mides, les seves interaccions electrostàtiques són molt eficients i mantenen una xarxa cristal·lina estable.
Les molècules d'aigua "entorpeixen" aquestes interaccions i, com a resultat d'això, els hidrats són més susceptibles a descompondre que l'anhídrid.
És una sal bàsica; és a dir, dissolt en aigua genera una solució amb un pH major a 7. Això es deu a la hidròlisi de l'CO 3 2-, la reacció allibera OH - en el medi:
CO 3 2- (ac) + H 2 O (l) <=> HCO 3 - (aq) + OH - (aq)
És molt soluble en aigua i en solvents polars, com ara glicerol, glicerina, acetona, acetats, i amoníac líquid.
referències
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. En Els elements de el grup 1. (Quarta edició., Pàg. 265). Mc Graw Hill.
- scifun.org. (2018). Sodium Hydrogen Carbonate & Sodium Carbonate. Recuperat el 08 de abril de 2018, de: scifun.org
- Wikipedia. (2018). Sodium carbonate. Recuperat el 08 de abril de 2018, de: en.wikipedia.org
- PubChem. (2018). Sodium Carbonate. Recuperat el 08 de abril de 2018, de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ciner Resources Corporation. (2018). Soda Ash. Recuperat el 08 de abril de 2018, de: ciner.us.com
- Qniemiec. (07 de maig de 2010). Solvay process.. Recuperat de: Wikimedia.org
- Peltier K. (03 de juliol del 2018). Everything You Need to Know About Sodium carbonita. Recuperat el 08 de abril de 2018, de: thespruce.com
- Net Industries. (2018). Sodium Carbonate - Usis Of Sodium Carbonate. Recuperat el 08 de abril de 2018, de: science.jrank.org