โซเดียมคาร์บอเนต (Na 2 CO 3) เป็นเกลือนินทรีย์ของโซเดียมโลหะอัลคาไลและกรดคาร์บอ เป็นที่รู้จักกันทั่วโลกว่าโซดาแอช ทะเลสาบและกิจกรรมของภูเขาไฟทำให้ดินอุดมไปด้วยโซเดียมซึ่งพืชได้รับการหล่อเลี้ยง หลังจากไฟไหม้พืชเหล่านี้ก็จะแพร่กระจายขี้เถ้าคาร์บอเนต
เกลือนี้เกิดขึ้นจากโซเดียมโลหะได้อย่างไร? โซเดียมบริสุทธิ์มี 3s 1การกำหนดค่าความจุ อิเล็กตรอนของ 3s 1โคจรถูกถอดออกได้อย่างง่ายดายโดยองค์ประกอบอื่น ๆ ในธรรมชาติ (เช่นกำมะถันออกซิเจนคลอรีนฟลูออรีน, ฯลฯ ), การขึ้นรูปสารประกอบแร่ธาตุที่มีเสถียรภาพไอออน Na + มีส่วนร่วม
Na +มาพร้อมกับสายพันธุ์ไอออนิกอื่น ๆ ในของแข็งเหล่านี้ ในจำนวนนี้โซเดียมคาร์บอเนตเป็นเพียงอีกชนิดหนึ่งที่มีอยู่ในธรรมชาติ ตั้งแต่นั้นมาก็ถูกใช้ในทุกอารยธรรมตลอดทุกยุคทุกสมัย อารยธรรมเหล่านี้พบในคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ของผงสีขาวอมเทาสำหรับบ้านและผู้คนของพวกเขา
คุณสมบัติเหล่านี้แสดงถึงการใช้งานซึ่งปัจจุบันยังคงรักษาลักษณะดั้งเดิมของอดีตไว้และอื่น ๆ ก็ปรับให้เข้ากับความต้องการในปัจจุบัน
โซเดียมคาร์บอเนตมีมากในธรรมชาติและอาจอยู่ในดินแดนอื่นนอกโลกด้วยเช่นดวงจันทร์บางดวงของระบบสุริยะ
สูตร
สูตรสารเคมีสำหรับโซเดียมคาร์บอเนตเป็น Na 2 CO 3 ตีความอย่างไร? หมายความว่าในผลึกของแข็งทุก ๆ CO 3 2–ไอออนจะมี Na +ไอออนสองตัว
โครงสร้าง
ภาพด้านบนแสดงโครงสร้างของ Na 2 CO 3 anhydride (เรียกอีกอย่างว่าโซดาเผา) ทรงกลมสีม่วงตรงตามลักษณะที่นา+ไอออนในขณะที่สีดำและสีแดงทรงกลมตรงตามลักษณะที่CO 3 2-ไอออน
คาร์บอเนตไอออนมีโครงสร้างแบบตรีโกณมิติโดยมีอะตอมของออกซิเจนอยู่ที่จุดยอด
ภาพนี้ให้ภาพพาโนรามาที่มองเห็นได้จากระนาบที่สูงขึ้น นา+ไอออนถูกล้อมรอบด้วยหกอะตอมออกซิเจนมาจาก CO 3 2-ไอออน นั่นคือในโซเดียมแอนไฮไดรด์Na 2 CO 3ตรงตามรูปเรขาคณิตโคออร์ดิเนชันแปดด้าน (ล้อมรอบอยู่ตรงกลางของรูปแปดหน้า)
อย่างไรก็ตามโครงสร้างนี้ยังสามารถรองรับโมเลกุลของน้ำโดยมีปฏิสัมพันธ์โดยพันธะไฮโดรเจนกับจุดยอดของรูปสามเหลี่ยม
ในความเป็นจริงไฮเดรตของ 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 และอื่น ๆ ) มีความอุดมสมบูรณ์มากกว่าเกลือปราศจากน้ำ
Thermonatrite (Na 2 CO 3 · H 2 O), natron (Na 2 CO 3 · 10H 2 O) และ trone (Na 3 (HCO 3 ) (CO 3 ) · 2H 2 O เป็นแหล่งธรรมชาติหลักของคาร์บอเนต โซเดียมโดยเฉพาะแร่ธาตุ trona แสดงในภาพแรก
การประยุกต์ใช้งาน
โซเดียมคาร์บอเนตตอบสนองการทำงานมากมายในผู้คนที่อยู่อาศัยและอุตสาหกรรมโดยมีหน้าที่ดังต่อไปนี้:
- โซเดียมคาร์บอเนตถูกใช้ในผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดหลายชนิด เนื่องจากความสามารถในการฆ่าเชื้ออำนาจในการละลายไขมันและคุณสมบัติในการทำให้น้ำนิ่มลง เป็นส่วนหนึ่งของผงซักฟอกที่ใช้ในเครื่องซักผ้าเครื่องล้างจานอัตโนมัติน้ำยาเช็ดกระจกน้ำยาขจัดคราบน้ำยาฟอกขาว ฯลฯ
- น้ำยาฆ่าเชื้อคาร์บอเนตสามารถใช้กับพื้นผิวแข็งที่ไม่หยาบเช่นพื้นผนังเครื่องลายครามและอ่างอาบน้ำยกเว้นไฟเบอร์กลาสและอลูมิเนียมซึ่งอาจทำให้เกิดรอยขีดข่วนได้
- ใช้ในอาหารบางชนิดเพื่อหลีกเลี่ยงการอบที่อาจเกิดขึ้นในอาหารเหล่านี้
- มีอยู่ในผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนตัวต่างๆเช่นบับเบิ้ลบา ธ ยาสีฟันและสบู่
- ใช้ในอุตสาหกรรมแก้วเนื่องจากมีความสามารถในการย่อยสลายซิลิเกต
- ใช้ในการบำรุงรักษาสระว่ายน้ำซึ่งทำหน้าที่ฆ่าเชื้อและควบคุม pH
- ในมนุษย์ใช้ในการรักษาอาการเสียดท้องและผิวหนังอักเสบ
- ในทางสัตวแพทย์ใช้ในการรักษากลากเกลื้อนและทำความสะอาดผิวหนัง
เสร็จแล้วเป็นยังไงบ้าง?
โซเดียมคาร์บอเนตสามารถผลิตได้โดยใช้น้ำเกลือจากทะเลและหินปูน (CaCO 3 ) ในกระบวนการโซลเวย์ ในภาพด้านบนแผนภาพของกระบวนการจะแสดงให้เห็นถึงเส้นทางการผลิตตลอดจนรีเอเจนต์ตัวกลางและผลิตภัณฑ์ น้ำยาเขียนด้วยตัวอักษรสีเขียวและผลิตภัณฑ์ด้วยตัวอักษรสีแดง
การติดตามปฏิกิริยาเหล่านี้อาจยุ่งยากเล็กน้อย แต่สมการโดยรวมที่ระบุเฉพาะสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์คือ:
2NaCl (aq) + CaCO 3 (s) <=> Na 2 CO 3 (s) + CaCl 2 (aq)
CaCO 3มีโครงสร้างผลึกที่มีเสถียรภาพมากดังนั้นจึงเรียกร้องอย่างต่อเนื่องจำนวนมากของพลังงานในการย่อยสลายลงใน CO 2 นอกจากนี้กระบวนการนี้ยังสร้าง CaCl 2 (แคลเซียมคลอไรด์) และสิ่งสกปรกอื่น ๆ จำนวนมากซึ่งการปล่อยออกมาจะส่งผลต่อคุณภาพของน้ำและสิ่งแวดล้อม
นอกจากนี้ยังมีวิธีการผลิตอื่น ๆ สำหรับโซเดียมคาร์บอเนตในโรงงานอุตสาหกรรมเช่นกระบวนการ Hou และ Leblanc
ปัจจุบันมีความยั่งยืนที่จะได้รับจากแร่ธาตุตามธรรมชาติซึ่ง trona เป็นแร่ธาตุที่มีอยู่มากที่สุด
ในทางกลับกันวิธีการแบบดั้งเดิมประกอบด้วยการปลูกและเผาพืชและสาหร่ายที่อุดมด้วยโซเดียม จากนั้นนำขี้เถ้าไปอาบน้ำและนำไปให้ความร้อนจนกว่าจะได้ผลิตภัณฑ์ จากที่นี่โซดาแอชที่มีชื่อเสียงมา
คุณสมบัติ
Na 2 CO 3เป็นของแข็งสีขาวไม่มีกลิ่นดูดความชื้นน้ำหนักโมเลกุล 106 g / mol และความหนาแน่น 2.54 g / mL ที่ 25 ºC
คุณสมบัติของมันจะเปลี่ยนไปเมื่อรวมโมเลกุลของน้ำไว้ในโครงสร้างผลึก เนื่องจากน้ำสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนและไอออน "สร้างช่องว่าง" ระหว่างกันปริมาตรของคริสตัลจึงเพิ่มขึ้นและความหนาแน่นของไฮเดรตจะลดลง ตัวอย่างเช่นสำหรับ Na 2 CO 3 · 10H 2 O ความหนาแน่นคือ 1.46 g / mL
Na 2 CO 3ละลายที่ 851 ºCสลายตัวตามสมการต่อไปนี้:
นา2 CO 3 (s) => Na 2 O (s) + CO 2 (g)
อีกครั้งแม้ว่า CO 3 2–และ Na +ไอออนจะมีขนาดแตกต่างกัน แต่ปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิตของพวกมันก็มีประสิทธิภาพมากและรักษาตาข่ายคริสตัลให้คงที่
โมเลกุลของน้ำ "ขวางทาง" ของปฏิสัมพันธ์เหล่านี้และด้วยเหตุนี้ไฮเดรตจึงไวต่อการแตกตัวมากกว่าแอนไฮไดรด์
เป็นเกลือพื้นฐาน นั่นคือเมื่อละลายในน้ำจะสร้างสารละลายที่มี pH มากกว่า 7 ซึ่งเกิดจากการไฮโดรไลซิสของ CO 3 2–ซึ่งปฏิกิริยาจะปล่อย OH -ในตัวกลาง:
CO 3 2– (aq) + H 2 O (l) <=> HCO 3 - (aq) + OH - (aq)
ละลายได้มากในน้ำและในตัวทำละลายที่มีขั้วเช่นกลีเซอรอลกลีเซอรีนอะซิโตนอะซิเตทและแอมโมเนียเหลว
อ้างอิง
- ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. ในองค์ประกอบของกลุ่มที่ 1 (พิมพ์ครั้งที่สี่, หน้า 265). Mc Graw Hill
- scifun.org (2018) โซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนตและโซเดียมคาร์บอเนต สืบค้นเมื่อ 8 เมษายน 2018 จาก: scifun.org
- วิกิพีเดีย (2018) โซเดียมคาร์บอเนต. สืบค้นเมื่อวันที่ 8 เมษายน 2561 จาก: en.wikipedia.org
- PubChem (2018) โซเดียมคาร์บอเนต. สืบค้นเมื่อ 8 เมษายน 2561 จาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ciner Resources Corporation (2018) โซดาแอช สืบค้นเมื่อ 8 เมษายน 2561 จาก: ciner.us.com
- Qniemiec (7 พฤษภาคม 2553). กระบวนการ Solvay . สืบค้นจาก: Wikimedia.org
- Peltier K. (3 กรกฎาคม 2018). ทุกสิ่งที่คุณต้องการรู้เกี่ยวกับโซเดียมคาร์บอเนต สืบค้นเมื่อวันที่ 8 เมษายน 2018 จาก: thespruce.com
- อุตสาหกรรมสุทธิ (2018) โซเดียมคาร์บอเนต - การใช้โซเดียมคาร์บอเนต สืบค้นเมื่อวันที่ 8 เมษายน 2018 จาก: science.jrank.org