CLORUR DE SODI (NACL): ESTRUCTURA, PROPIETATS, USOS - QUIMICA - 2025

El clorur de sodi, anomenat també sal comuna o sal de taula, és una sal inorgànica binària de l'metall alcalí sodi i l'halogen clor. És el major component de la sal comestible i la seva forma mineral és coneguda com halita. La seva fórmula molecular és NaCl, i descriu la proporció estequiomètrica dels seus ions (Na ⁺ Cl ^-) i no la d'una molècula discreta (NaCl)

El clorur de sodi és un sòlid blanc cristal·lí que es forma per la combinació de l'sodi, metall blanc platejat, el qual reacciona violentament amb l'aigua, i l'element clor, un gas verinós, corrosiu i de color verd pàl·lid.

Font: Pixabay

A la imatge superior es mostra una porció de cristalls de NaCl. Com és possible que de dos elements tan perillosos com el Na i el Cl ₂, pugui formar-se una sal comestible? Primer, l'equació química per a la seva formació és:

2Na (s) + Cl ₂ (g) => 2NaCl (s)

La resposta rau en la naturalesa de l'enllaç en el NaCl. A l'ésser iònic, les propietats de l'Na ⁺ i de l'Cl ^- són diagonalment diferents als dels seus àtoms neutres.

El sodi és un element vital, però en la seva forma iònica. El Na ⁺ és el principal catió extracel·lular amb una concentració d'aproximadament 140 mEq / lt, i juntament amb els seus anions acompanyants, el Cl ^- i el HCO ₃ ^- (bicarbonat), són els principals responsables de la valor de l'osmolaritat i de l'volum extracel·lular.

A més, el Na ⁺ és el responsable de la generació i la conducció de l'impuls nerviós en els axones neuronals, així com d'iniciar la contracció muscular.

El NaCl ha tingut ús des de l'antiguitat per donar-li sabor als aliments i per a la conservació de la carn, per la seva capacitat d'eliminar els bacteris i evitar la seva descomposició.

També és necessari per a la producció d'hidròxid de sodi (NaOH) i clor molecular (Cl ₂), fent reaccionar el NaCl amb l'aigua sota hidròlisi:

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

Al càtode (-) s'acumulen l'H ₂ (g) i NaOH. Mentrestant, a l'ànode (+) s'acumula el Cl ₂ (g). L'hidròxid de sodi s'utilitza en l'elaboració de sabons i el clor en la fabricació de l'plàstic PVC.

Estructura de l'clorur de sodi

Font: By Solid State, from Wikimedia Commons

A la imatge superior es representa l'estructura cúbica compacta de el clorur de sodi. Les voluminoses esferes verdes corresponen als anions Cl ^-, mentre que les blanques, als cations Na ⁺. Cal notar com el vidre de NaCl consisteix en una xarxa de ions disposats per les seves interaccions electrostàtiques en una proporció 1: 1.

Encara que en la imatge es mostrin barres, els enllaços no són covalents sinó iònics. L'ús de les barres és útil a l'hora de mostrar la geometria de coordinació al voltant d'un ió. Per exemple, en el cas de l'NaCl cada Na ⁺ s'envolta de sis Cl ^- (octaedre de color blanc), i cada Cl ^- de sis Na ⁺ (octaedre de color verd).

Per tant, té una coordinació (6,6) els nombres indiquen quants veïns envolten a cada ió. El nombre de la dreta assenyala els veïns de l'Na ⁺, mentre que el de l'esquerra, els de el Cl ^-.

Altres representacions ometen l'ús de les barres per ressaltar els buits octaèdrics que posseeix l'estructura, els quals resulten de l'espai intersticial entre sis anions Cl ^- (o cations Na ⁺) empaquetats. Aquest ordenament s'observa en altres sals inorgàniques mico (MX) o poliatòmiques, i rep el nom de sal gemma.

cel·la unitària

La cel·la unitària de la sal gemma és cúbica, però quins cubs exactament la representen en la imatge superior? Els octàedres donen la resposta. Tots dos abasten en total una cel·la conformat per quatre cubs petits.

Aquests cubs posseeixen porcions dels ions en els seus vèrtexs, arestes i cares. Observant detingudament, un ion Na ⁺ s'ubica al centre i dotze d'ells en les arestes. Un ió en una aresta pot ser compartit per quatre cubs. De manera que hi ha 4 ions Na ⁺ (12 × 1/4 + 1 = 4).

Per als ions Cl ^-, vuit se situen en els vèrtexs i sis a les arestes. Com els ions posicionats en els vèrtexs comparteixen espai amb vuit cubs, i en les arestes amb sis, es tenen 4 ions Cl ^- (8 × 1/8 + 6 × 1/2 = 4).

El resultat anterior s'interpreta de la següent manera: a la cel·la unitària de l'NaCl hi ha quatre cations Na ⁺ -quatre anions Cl ^-; proporció que concorda amb la fórmula química (1 Na ⁺ per cada Cl ^-).

propietats

fórmula molecular

NaCl.

pes molecular

58,44 g / mol.

Descripció física

Un sòlid cristal·lí.

color

Cristalls incolors transparents o pols blanca cristal·lina.

sabor

Salat.

Punt d'ebullició

2.575 º F a 760 mmHg.

1.465 ºC.

Punt de fusió

1.474 º F (800,7 ºC).

Tant el punt d'ebullició, com el de fusió, reflecteixen la calor necessària per vèncer l'energia reticular cristal·lina. Per tant, aquests mesuraments confirma el caràcter iònic de l'NaCl.

Solubilitat en aigua

Major o igual a 100 mg / ml a 68 º F.

36,0 g / 100 ml a 25 ºC.

És de fet una sal higroscòpica, la qual reté humitat de l'ambient.

Solubilitat en solvents orgànics

0,065 g / 100 ml d'etanol a 25 ° C; 10 g / 100 g de glicerol a 25 ° C; 2,15 g / 100 ml d'amoni líquid a 40 ºC; 1,4 g / 100 ml de metanol a 25ºC; 7,15 g / 100 d'etilenglicol a 25 ° C i 5,21 g / 100 g d'àcid fòrmic a 25 ° C.

densitat

2,165 g / cm ³ a 77 ºC.

Pressió de vapor

1 mmHg a 1.589 º F.

estabilitat

És estable sota les condicions recomanades d'emmagatzematge.

descomposició

Quan és escalfat a altes temperatures es descompon emetent vapors d'àcid clorhídric i d'òxid disòdic.

viscositat

Viscositat de solucions saturades 1,93 mPa-s.

corrosió

És corrosiu per a molts metalls.

pH

6,7-7,3 en solució aquosa.

usos

En els aliments

-El clorur de sodi s'ha fet servir des de l'antiguitat per millorar el sabor dels aliments i per a la seva conservació. La salaó de la carn és una forma de preservar-la de l'acció bacteriana, ja que retarda la descomposició proteica.

-Per altra banda, la sal augmenta l'osmolaritat entorn de la carn, la qual cosa provoca l'absorció per osmosi de l'aigua dels bacteris causant la seva eliminació.

usos industrials

indústria alimentària

-A la indústria dels aliments, es fa servir la sal com un potenciador de l'sabor, additiu de control de la fermentació, agent de control de la textura i revelador de la color. Per exemple, s'agrega sal per ressaltar el color en la cansalada, pernil i altres productes carnis.

-La sal serveix com a aglutinant en la fabricació de salsitxes. Contribueix a la formació d'un gel aglutinant compost de carn, greix i la humitat.

-En el processament de la farina per a l'elaboració d'el pa, s'agrega sal durant la cocció per controlar la taxa de fermentació de massa de pa. També s'usa per enfortir el gluten i com a potenciador de l'sabor, així com un farciment de productes al forn.

-Es fa servir en la fabricació de cereals per esmorzar, farines barrejades o preparades, patates fregides, menjars per a gos i gats, etc.

Síntesi de productes químics

-El clorur de sodi s'usa com a matèria primera en la producció d'hidròxid de sodi i clor, el quals, al seu torn, tenen utilitat en nombroses indústries químiques.

-Es fa servir la sal en el processament de diversos metalls, per exemple alumini, coure, acer i vanadi. També s'usa per fabricar clorat de sodi, que posteriorment s'utilitza en la síntesi diòxid de clor, un blanquejador basat en oxigen. El diòxid de clor és menys nociu per a l'ambient que altres blanquejadors.

En la indústria de l'cuir

-Es fa servir la sal per inhibir l'acció bacteriana a la interior de les pells, així com ajudar en la seva rehidratació.

En la indústria tèxtil

-La sal s'empra com a mordent en el tenyit de les teles. S'empra com una esbandida de salmorra per eliminar els contaminants orgànics i per crear una càrrega positiva en la superfície de les teles que permeti la unió dels colorants de càrrega negativa.

En la indústria petroliera

-En l'exploració de petroli i de gas, la sal és un component important dels líquids de perforació de pous. S'usa per flocular i augmentar la densitat dels líquids de perforació, el que permet superar les altes pressions de gas en els pous que es volen assolir. A més, la sal manté la saturació de el líquid de perforació.

-La sal ajuda a compactar el sòl sobre el qual es construeixen les carreteres. Disminueix el desplaçament causat al subsòl pels canvis d'humitat i el trànsit automotriu.

A la llar

La sal s'ha utilitzat mitjançant fregament en la neteja de les superfícies, les olles i els paelles. També en la prevenció de la floridura i com quitamancha. Així mateix, s'usa en moltes marques de xampú i pastes dentals.

altres usos

A les carreteres

-En previsió de les nevades es cobreixen les carreteres amb salmorra, la qual cosa prevé la unió de el gel a la superfície de la carretera. Pel descongelament, s'usa una barreja de salmorra i sal, i de vegades s'hi afegeixen altres components químics com clorurs de magnesi o de calci. L'ús de la sal i la salmorra no és efectiu a temperatures menors a -10 ºC.

A l'afegir sal es produeix un descens del punt crioscòpic, una propietat coligativa de les solucions, de manera que obstaculitza en certa forma la formació de gel.

-A causa la seva condició higroscòpica, la sal s'utilitza com un dessecant barat.

En les resines emprades per l'estovament de l'aigua

L'aigua dura conté ions de calci i magnesi que obstaculitzen l'acció de l'sabó i produeixen dipòsits de materials alcalins en diferents equips i canonades. En l'estovament de l'aigua, es fan servir resines d'intercanvi iònic. La sal s'empra en la preparació i regeneració de les resines.

En els extintors

El clorur de sodi s'usa en els extintors per combatre incendis en els quals estan presents metalls combustibles, com ara magnesi, potassi, sodi i aliatges NK.

La sal actua com un dissipador de la calor i també com a formadora d'una escorça que restringeix l'accés de l'oxigen a el foc.

En els vidres

S'utilitzen els cristalls de clorur de sodi en components òptics com finestres i prismes, especialment per la llum infraroja. No obstant això, a l'ésser la sal molt higroscòpica, es produeix una mena de gebre que recobreix els lents. Per aquesta raó, els lents de clorur de sodi s'han substituïts pels de seleniur de zinc (ZnSe).

usos terapèutics

Suplir la falta de sals en l'organisme

-Quan hi ha una depleció corporal de l'Na ⁺, ha de ser reemplaçat per mantenir l'osmolaritat extracel·lular, la conducció nerviosa i la contracció muscular.

-El NaCl s'utilitza en el tractament i la prevenció d'una deficiència de sodi i clor, resultant d'una sudoració excessiva durant una exposició a altes temperatures. S'usa també en una excessiva diüresi o una excessiva restricció de la ingesta salina.

-El subministrament parenteral d'una solució de NaCl a l'045% s'usa en el maneig de la diabetis hiperosmolar. Compleix una funció rehidratant i serveix per avaluar l'estatus de la funció renal.

-Les injeccions de solucions hipertòniques, amb una concentració de NaCl major a l'0,9% p / v, -Es fan servir quan hi ha una depleció severa de Na ⁺, sent una restauració de l'ió essencial. Aquesta hiponatrèmia pot ser la conseqüència d'un tractament amb electròlits lliures o amb una concentració de Na ⁺.

També la hiponatrèmia pot tenir per causa una excessiva ingesta d'aigua, no controlada per un funcionament renal no adequat.

En tractaments i usos no convencionals

-Solucions d'inhalació de NaCl es fan servir per diluir les drogues emprades durant el procés de nebulització. També s'utilitza per al rentat traqueal i irrigació. La solució salina a l'0,9% en usada en els aerosols nasals.

-Solucions de NaCl a el 20% es fan servir per a la seva instal·lació transabdominal intra-amniòtica, induint d'aquesta manera un avortament tardà durant el segon trimestre d'embaràs.

-El clorur de sodi es pot usar com a antisèptic local. Gràcies a la seva capacitat osmòtica és capaç de deshidratar un ampli espectre de virus i bacteris en estat no espuralado; per tant, s'usa com un dolorós antisèptic per desinfectar ferides.

toxicitat

ingestió

Només té un efecte nociu sobre la salut si la ingesta és alta i durant molt de temps. Sota aquestes circumstàncies es produiria una hipernatrèmia amb el conseqüent augment de l'volum extracel·lular que portaria a una hipertensió arterial.

Irritació i contacte físic

Té un efecte tòxic només si la inhalació és molt alta. A l'contacte amb la pell en forma excessiva pot causar la seva sequedat. Finalment, ocasiona irritació momentània a l'contacte amb els ulls.

referències

1. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. (Quarta edició., Pàg. 84, 90, 93, 263). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Química. (8va ed.). Cengage Learning, pàg 482-483.
3. Clorur de sodi. (2018). Clorur de sodi: Beneficis, Usos, Propietats, Riscos. Pres de: clorurodesodio.org
4. PubChem. (2018). Sodium Chloride. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Wikipedia. (2018). Sodium chloride. Pres de: en.wikipedia.org
6. American Elements. (2018). Sodium Chloride. Pres de: americanelements.com