CLORURO DI SODIO (NACL): STRUTTURA, PROPRIETÀ, USI - CHIMICA - 2024

Il cloruro di sodio , noto anche come sale comune o sale da cucina, è un sale inorganico binario del metallo alcalino sodio e cloro alogeno. È il più grande componente del sale commestibile e la sua forma minerale è nota come alite. La sua formula molecolare è NaCl, e descrive la proporzione stechiometrica dei suoi ioni (Na ⁺ Cl ^- ) e non quella di una molecola discreta (Na-Cl)

Il cloruro di sodio è un solido cristallino bianco che si forma dalla combinazione di sodio, un metallo bianco-argenteo, che reagisce violentemente con l'acqua, e l'elemento cloro, un gas velenoso, corrosivo e di colore verde chiaro.

Fonte: Pixabay

L'immagine in alto mostra una porzione di cristalli di NaCl. Come è possibile che da due elementi pericolosi come Na e Cl _{2 si} possa formare un sale commestibile? Innanzitutto, l'equazione chimica per la sua formazione è:

2Na (s) + Cl ₂ (g) => 2NaCl (s)

La risposta sta nella natura del legame in NaCl. Essendo ioniche, le proprietà di Na ⁺ e Cl ^- sono diagonalmente diverse da quelle dei loro atomi neutri.

Il sodio è un elemento vitale, ma nella sua forma ionica. Na ⁺ è il principale catione extracellulare con una concentrazione di circa 140 mEq / l, e insieme ai loro anioni associati, Cl ^- e HCO ₃ ^- (bicarbonato), sono i principali responsabili del valore dell'osmolarità e del volume extracellulare .

Inoltre, Na ⁺ è responsabile della generazione e della conduzione dell'impulso nervoso negli assoni neuronali, nonché dell'avvio della contrazione muscolare.

Il NaCl è stato utilizzato fin dall'antichità per aromatizzare i cibi e per conservare la carne, grazie alla sua capacità di uccidere i batteri e prevenirne il deterioramento.

È inoltre necessario per la produzione di idrossido di sodio (NaOH) e cloro molecolare (Cl ₂ ), facendo reagire NaCl con acqua sotto idrolisi:

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

H ₂ (g) e NaOH si accumulano al catodo (-) . Nel frattempo, Cl ₂ (g) si accumula all'anodo (+ ). L'idrossido di sodio viene utilizzato nella produzione di saponi e il cloro nella produzione di plastica in PVC.

Struttura del cloruro di sodio

Fonte: da Solid State, da Wikimedia Commons

Nell'immagine in alto è rappresentata la struttura cubica compatta del cloruro di sodio. Le sfere verdi voluminosi corrispondono alla Cl ^- anioni , mentre quelli bianchi a Na ⁺ cationi . Nota come il cristallo NaCl è costituito da una rete di ioni organizzati dalle loro interazioni elettrostatiche in un rapporto 1: 1.

Sebbene le barre siano mostrate nell'immagine, i legami non sono covalenti ma ionici. L'uso delle barre è utile quando si mostra la geometria di coordinazione attorno a uno ione. Ad esempio, nel caso di NaCl ogni Na ⁺ è circondato da sei Cl ^- (ottaedro di colore bianco) e ogni Cl ^- di sei Na ⁺ (ottaedro di colore verde).

Pertanto, ha una coordinazione (6,6) i cui numeri indicano quanti vicini circondano ogni ione. Il numero a destra indica i vicini di Na ⁺ , mentre quello a sinistra quelli di Cl ^- .

Altre rappresentazioni omettono l'uso di barre per evidenziare i vuoti ottaedrici nella struttura, che risultano dallo spazio interstiziale tra sei Cl ^- anioni (o cationi Na ⁺ ). Questa disposizione si osserva in altri sali inorganici mono (MX) o poliatomici ed è chiamata sale gemma.

Cella unitaria

La cella unitaria del salgemma è cubica, ma quali cubi la rappresentano esattamente nell'immagine sopra? Gli ottaedri danno la risposta. Entrambi coprono una cella totale composta da quattro piccoli cubi.

Questi cubi hanno parti degli ioni ai loro vertici, bordi e facce. Guardando da vicino, uno ione Na ⁺ si trova al centro e dodici sui bordi. Uno ione su un bordo può essere condiviso da quattro cubi. Quindi ci sono 4 ioni Na ⁺ (12 × 1/4 + 1 = 4).

Per gli ioni Cl ^- , otto si trovano ai vertici e sei ai bordi. Poiché gli ioni posizionati ai vertici condividono lo spazio con altri otto cubi e ai bordi con sei, abbiamo 4 ioni Cl ^- (8 × 1/8 + 6 × 1/2 = 4).

Il risultato di cui sopra è interpretato come segue: nella cella unitaria NaCl ci sono quattro cationi Na ⁺ e quattro anioni Cl ^- ; proporzione che concorda con la formula chimica (un Na ⁺ per ogni Cl ^- ).

Proprietà

Formula molecolare

NaCl.

Peso molecolare

58,44 g / mol.

Descrizione fisica

Un solido cristallino.

Colore

Cristalli incolori trasparenti o polvere cristallina bianca.

Gusto

Salato.

Punto di ebollizione

2.575 ° F a 760 mmHg.

1.465 ° C.

Punto di fusione

1.474 ° F (800,7 ° C).

Sia il punto di ebollizione che il punto di fusione riflettono il calore necessario per superare l'energia del reticolo cristallino. Pertanto, queste misurazioni confermano il carattere ionico di NaCl.

Solubilità dell'acqua

Maggiore o uguale a 100 mg / ml a 68ºF.

36,0 g / 100 ml a 25 ° C.

Si tratta infatti di un sale igroscopico, che trattiene l'umidità dall'ambiente.

Solubilità in solventi organici

0,065 g / 100 mL di etanolo a 25 ° C; 10 g / 100 g di glicerolo a 25 ° C; 2,15 g / 100 mL di ammoniaca liquida a 40 ° C; 1,4 g / 100 mL di metanolo a 25 ° C; 7,15 g / 100 di glicole etilenico a 25 ° C e 5,21 g / 100 g di acido formico a 25 ° C.

Densità

2,165 g / cm ³ a 77 ° C.

Pressione del vapore

1 mmHg a 1.589ºF.

Stabilità

È stabile nelle condizioni di conservazione consigliate.

Decomposizione

Se riscaldato a temperature elevate, si decompone emettendo acido cloridrico e vapori di ossido di disodio.

Viscosità

Viscosità delle soluzioni sature 1,93 mPa-s.

Corrosione

È corrosivo per molti metalli.

pH

Da 6,7 ​​a 7,3 in soluzione acquosa.

applicazioni

Nel cibo

-Il cloruro di sodio è stato utilizzato fin dall'antichità per migliorare il gusto del cibo e per conservarlo. Salare la carne è un modo per preservarla dall'azione batterica, poiché ritarda la disgregazione delle proteine.

-D'altra parte, il sale aumenta l'osmolarità attorno alla carne, che provoca l'assorbimento per osmosi dell'acqua dei batteri, provocandone l'eliminazione.

Usi industriali

Industria alimentare

-Nell'industria alimentare, il sale viene utilizzato come esaltatore di sapidità, additivo per il controllo della fermentazione, agente per il controllo della consistenza e sviluppatore del colore. Ad esempio, il sale viene aggiunto per far risaltare il colore di pancetta, prosciutto e altri prodotti a base di carne.

-Il sale funge da legante nella produzione di salsicce. Contribuisce alla formazione di un gel legante composto da carne, grasso e umidità.

-Nella lavorazione della farina per la panificazione, il sale viene aggiunto durante la cottura per controllare la velocità di lievitazione della pasta di pane. Viene anche utilizzato per rafforzare il glutine e come esaltatore di sapidità, nonché come ripieno nei prodotti da forno.

-Utilizzato nella produzione di cereali per la colazione, farine miste o preparate, patatine, cibo per cani e gatti, ecc.

Sintesi chimica

-Il cloruro di sodio è utilizzato come materia prima nella produzione di idrossido di sodio e cloro, che, a loro volta, sono utili in molte industrie chimiche.

-Il sale viene utilizzato nella lavorazione di vari metalli, ad esempio alluminio, rame, acciaio e vanadio. Viene anche utilizzato per produrre clorato di sodio, che viene successivamente utilizzato nella sintesi del biossido di cloro, una candeggina a base di ossigeno. Il biossido di cloro è meno dannoso per l'ambiente rispetto ad altre candeggine.

Nell'industria della pelle

-Il sale viene utilizzato per inibire l'azione batterica all'interno delle pelli, oltre che per aiutare nella loro reidratazione.

Nell'industria tessile

-Il sale è usato come mordente nella tintura dei tessuti. Viene utilizzato come risciacquo con salamoia per rimuovere contaminanti organici e per creare una carica positiva sulla superficie dei tessuti che consente ai coloranti caricati negativamente di legarsi.

Nell'industria petrolifera

-Nell'esplorazione di petrolio e gas, il sale è una componente importante dei fluidi di perforazione dei pozzi. Serve per flocculare e aumentare la densità dei liquidi di perforazione, che permette di superare le elevate pressioni di gas nei pozzi da raggiungere. Inoltre, il sale mantiene la saturazione del liquido di perforazione.

-Il sale aiuta a compattare il terreno su cui sono costruite le strade. Riduce lo spostamento causato nel sottosuolo dalle variazioni di umidità e dal traffico automobilistico.

Dentro casa

Il sale è stato usato sfregando per pulire superfici, pentole e padelle. Anche nella prevenzione delle muffe e come smacchiatore. È anche usato in molte marche di shampoo e dentifricio.

Altri usi

Sulla strada

-In previsione della nevicata, le strade sono ricoperte di salamoia, che impedisce il legame del ghiaccio al manto stradale. Per lo scongelamento, viene utilizzata una miscela di salamoia e sale e talvolta vengono aggiunti altri componenti chimici come magnesio o cloruro di calcio. L'uso di sale e salamoia non è efficace a temperature inferiori a -10 ºC.

L'aggiunta di sale produce una diminuzione del punto crioscopico, proprietà colligativa delle soluzioni, ostacolando così in un certo modo la formazione di ghiaccio.

-A causa della sua condizione igroscopica, il sale viene utilizzato come essiccante economico.

Nelle resine utilizzate per addolcire l'acqua

L'acqua dura contiene ioni di calcio e magnesio che ostacolano l'azione del sapone e provocano depositi di materiali alcalini su varie apparecchiature e tubi. Nell'addolcimento dell'acqua vengono utilizzate resine a scambio ionico. Il sale viene utilizzato nella preparazione e rigenerazione delle resine.

Negli estintori

Il cloruro di sodio viene utilizzato negli estintori per combattere gli incendi in cui sono presenti metalli combustibili, come magnesio, potassio, sodio e leghe NK.

Il sale funge da dissipatore di calore e forma anche una crosta che limita l'accesso dell'ossigeno al fuoco.

Negli occhiali

I cristalli di cloruro di sodio sono utilizzati in componenti ottici come finestre e prismi, in particolare per la luce a infrarossi. Tuttavia, poiché il sale è molto igroscopico, si produce una sorta di brina che copre le lenti. Per questo motivo, le lenti al cloruro di sodio sono state sostituite da lenti al seleniuro di zinco (ZnSe).

Usi terapeutici

Fornire la mancanza di sali nel corpo

-Quando si verifica una deplezione corporea di Na ⁺ , deve essere sostituito per mantenere l'osmolarità extracellulare, la conduzione nervosa e la contrazione muscolare.

-NaCl è utilizzato nel trattamento e nella prevenzione della carenza di sodio e cloro, derivante dall'eccessiva sudorazione durante l'esposizione ad alte temperature. Viene anche utilizzato in una diuresi eccessiva o una limitazione eccessiva dell'assunzione di soluzione salina.

-La fornitura parenterale di una soluzione di NaCl allo 045% viene utilizzata nella gestione del diabete iperosmolare. Svolge una funzione reidratante e serve per valutare lo stato della funzionalità renale.

-Iniezioni di soluzioni ipertoniche, con una concentrazione di NaCl maggiore dello 0,9% p / v,

-Sono usati quando c'è un grave esaurimento di Na ⁺ , essendo un ripristino dello ione essenziale. Questa iponatriemia può essere la conseguenza di un trattamento con elettroliti liberi o con una concentrazione di Na ⁺ .

L'iponatriemia può anche essere causata da un'eccessiva assunzione di acqua, non controllata da una funzione renale inadeguata.

In trattamenti e usi non convenzionali

-Le soluzioni per inalazione NaCl vengono utilizzate per diluire i farmaci utilizzati durante il processo di nebulizzazione. Viene anche utilizzato per il lavaggio e l'irrigazione tracheale. La soluzione salina allo 0,9% viene utilizzata negli spray nasali.

Le soluzioni di NaCl al -20% vengono utilizzate per l'installazione transaddominale intra-amniotica, inducendo così un aborto tardivo durante il secondo trimestre di gravidanza.

-Il cloruro di sodio può essere utilizzato come antisettico locale. Grazie alla sua capacità osmotica, è in grado di disidratare un ampio spettro di virus e batteri allo stato non saturo; pertanto, è usato come antisettico doloroso per disinfettare le ferite.

Tossicità

L'ingestione

Ha un effetto dannoso sulla salute solo se l'assunzione è elevata e per lungo tempo. In queste circostanze si manifesterebbe ipernatriemia con conseguente aumento del volume extracellulare che porterebbe ad ipertensione arteriosa.

Irritazione e contatto fisico

Ha un effetto tossico solo se l'inalazione è molto alta. Un contatto eccessivo con la pelle può renderla secca. Infine, provoca una momentanea irritazione al contatto con gli occhi.

Riferimenti

1. Shiver & Atkins. (2008). Chimica inorganica. (Quarta edizione., Pp. 84, 90, 93, 263). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck e Stanley. Chimica. (8 ° ed.). CENGAGE Learning, p 482-483.
3. Cloruro di sodio. (2018). Cloruro di sodio: benefici, usi, proprietà, rischi. Tratto da: cloruro di sodio.org
4. PubChem. (2018). Cloruro di sodio. Estratto da: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Wikipedia. (2018). Cloruro di sodio. Tratto da: en.wikipedia.org
6. Elementi americani. (2018). Cloruro di sodio. Tratto da: americanelements.com