Cloreto de sódio (NaCl): estrutura, propriedades, usos - Ciência - 2023

science

Contente

o cloreto de sódioTambém chamado de sal comum ou sal de mesa, é um sal inorgânico binário do sódio de metal alcalino e do cloro halógeno. É o maior componente do sal comestível e sua forma mineral é conhecida como halita. Sua fórmula molecular é NaCl, e descreve a razão estequiométrica de seus íons (Na+ Cl–) e não de uma molécula discreta (Na-Cl)

O cloreto de sódio é um sólido cristalino branco formado pela combinação de sódio, um metal branco prateado, que reage violentamente com a água, e cloro, um gás venenoso, corrosivo e verde claro.

A imagem superior mostra uma porção de cristais de NaCl. Como é possível que dois elementos tão perigosos como Na e Cl2pode formar-se um sal comestível? Primeiro, a equação química para sua formação é:


2Na (s) + Cl2(g) => 2NaCl (s)

A resposta está na natureza da ligação em NaCl. Por ser iônico, as propriedades do Na+ e Cl– eles são diagonalmente diferentes daqueles de seus átomos neutros.

O sódio é um elemento vital, mas em sua forma iônica. Então uma+ é o principal cátion extracelular com uma concentração de aproximadamente 140 mEq / l, e junto com seus ânions acompanhantes, Cl– e o HCO3– (bicarbonato), são os principais responsáveis ​​pelo valor da osmolaridade e do volume extracelular.

Além disso, o Na+ é responsável pela geração e condução do impulso nervoso nos axônios neuronais, bem como por iniciar a contração muscular.

O NaCl tem sido usado desde a antiguidade para dar sabor aos alimentos e preservar a carne, devido à sua capacidade de matar bactérias e prevenir a deterioração.

Também é necessário para a produção de hidróxido de sódio (NaOH) e cloro molecular (Cl2), reagindo NaCl com água sob hidrólise:


2h2O (l) + 2 NaCl (s) => 2NaOH (aq) + Cl2(g) + H2(g)

No cátodo (-) o H2 (g) e NaOH. Enquanto isso, no ânodo (+) o Cl se acumula2 (g). O hidróxido de sódio é utilizado na fabricação de sabões e o cloro na fabricação de plásticos de PVC.

Estrutura do cloreto de sódio

A imagem superior mostra a estrutura cúbica compacta do cloreto de sódio. As volumosas esferas verdes correspondem aos ânions Cl–, enquanto os brancos, para os Na cations+. Observe como o cristal de NaCl consiste em uma rede de íons organizados por suas interações eletrostáticas em uma proporção de 1: 1.

Embora barras sejam mostradas na imagem, as ligações não são covalentes, mas iônicas. O uso de barras é útil ao mostrar a geometria de coordenação em torno de um íon. Por exemplo, no caso de NaCl cada Na+ é cercado por seis Cl– (octaedro branco), e cada Cl– de seis Na+ (octaedro verde).


Portanto, tem uma coordenação (6,6) cujos números indicam quantos vizinhos circundam cada íon. O número à direita indica os vizinhos do Na+, enquanto o da esquerda, os do Cl–.

Outras representações omitem o uso de barras para destacar os orifícios octaédricos na estrutura, que resultam do espaço intersticial entre seis ânions Cl.– (ou Na cations+) embalado. Este arranjo é observado em outros sais inorgânicos mono (MX) ou poliatômicos e é chamado de sal-gema.

Célula unitária

A célula unitária do sal-gema é cúbica, mas quais cubos a representam exatamente na imagem acima? Os octaedros dão a resposta. Ambos cobrem uma célula total composta por quatro pequenos cubos.

Esses cubos têm porções dos íons em seus vértices, arestas e faces. Olhando de perto, um íon Na+ ele está localizado no centro e doze deles nas bordas. Um íon em uma borda pode ser compartilhado por quatro cubos. Portanto, existem 4 íons de Na+ (12×1/4 + 1= 4).

Para íons Cl–, oito estão localizados nos vértices e seis nas arestas. Como os íons posicionados nos vértices compartilham espaço com outros oito cubos, e nas arestas com seis, temos 4 íons Cl– (8×1/8 + 6×1/2= 4).

O resultado acima é interpretado da seguinte forma: na célula unitária do NaCl existem quatro cátions Na+ e quatro ânions Cl–; proporção que concorda com a fórmula química (um Na+ para cada Cl–).

Propriedades

Fórmula molecular

NaCl.

Peso molecular

58,44 g / mol.

Descrição física

Um sólido cristalino.

Cor

Cristais incolores transparentes ou pó cristalino branco.

Sabor

Salgado.

Ponto de ebulição

2.575 ° F a 760 mmHg.

1.465 ° C

Ponto de fusão

1.474 ° F (800,7 ° C).

Tanto o ponto de ebulição quanto o ponto de fusão refletem o calor necessário para superar a energia da rede cristalina. Portanto, essas medições confirmam o caráter iônico do NaCl.

Solubilidade em água

Maior ou igual a 100 mg / ml a 68ºF.

36,0 g / 100 ml a 25 ° C

Na verdade, é um sal higroscópico, que retém a umidade do meio ambiente.

Solubilidade em solventes orgânicos

0,065 g / 100 mL de etanol a 25 ° C; 10 g / 100 g de glicerol a 25 ° C; 2,15 g / 100 mL de amoníaco líquido a 40 ° C; 1,4 g / 100 mL de metanol a 25 ° C; 7,15 g / 100 de etilenoglicol a 25 ° C e 5,21 g / 100 g de ácido fórmico a 25 ° C.

Densidade

2,165 g / cm3 a 77 ° C

Pressão de vapor

1 mmHg a 1.589ºF.

Estabilidade

É estável nas condições de armazenamento recomendadas.

Decomposição

Quando aquecido a altas temperaturas, ele se decompõe, emitindo vapores de ácido clorídrico e óxido dissódico.

Viscosidade

Viscosidade de soluções saturadas 1,93 mPa-s.

Corrosão

É corrosivo para muitos metais.

pH

6,7 a 7,3 em solução aquosa.

Formulários

Na comida

-O cloreto de sódio é utilizado desde a antiguidade para melhorar o sabor dos alimentos e preservá-los. Salgar a carne é uma forma de preservá-la da ação bacteriana, pois retarda a degradação das proteínas.

- Por outro lado, o sal aumenta a osmolaridade ao redor da carne, o que provoca a absorção por osmose da água da bactéria, causando sua eliminação.

Usos industriais

Indústria de alimentos

- Na indústria de alimentos, o sal é usado como intensificador de sabor, aditivo de controle de fermentação, agente de controle de textura e revelador de cor. Por exemplo, sal é adicionado para realçar a cor do bacon, presunto e outros produtos de carne.

-O sal serve como aglutinante na fabricação de embutidos. Contribui para a formação de um gel aglutinante composto por carne, gordura e umidade.

-No processamento da farinha para fazer pão, o sal é adicionado durante o cozimento para controlar a taxa de fermentação da massa do pão. Também é utilizado para fortalecer o glúten e como intensificador de sabor, além de recheio de assados.

- É utilizado na fabricação de cereais matinais, farinhas misturadas ou preparadas, batatas fritas, alimentos para cães e gatos, etc.

Síntese química

-O cloreto de sódio é utilizado como matéria-prima na produção de hidróxido de sódio e cloro, que, por sua vez, são úteis em muitas indústrias químicas.

-O sal é utilizado no processamento de diversos metais, por exemplo alumínio, cobre, aço e vanádio. Ele também é usado para fazer clorato de sódio, que mais tarde é usado na síntese de dióxido de cloro, um alvejante à base de oxigênio. O dióxido de cloro é menos prejudicial ao meio ambiente do que outros alvejantes.

Na industria do couro

-O sal é utilizado para inibir a ação bacteriana no interior da pele, bem como para auxiliar na sua reidratação.

Na industria textil

-O sal é utilizado como mordente na tinturaria de tecidos. É usado como um enxágue de salmoura para remover contaminantes orgânicos e para criar uma carga positiva na superfície dos tecidos que permite que os corantes carregados negativamente se liguem.

Na industria do petróleo

-Na exploração de petróleo e gás, o sal é um componente importante dos fluidos de perfuração de poços. É utilizado para flocular e aumentar a densidade dos líquidos de perfuração, o que permite superar as altas pressões do gás nos poços a serem atingidas. Além disso, o sal mantém a saturação do líquido de perfuração.

-O sal ajuda a compactar o solo sobre o qual as estradas são construídas. Reduz o deslocamento causado no subsolo por mudanças de umidade e tráfego automotivo.

No lar

O sal tem sido usado para esfregar na limpeza de superfícies, potes e frigideiras. Também na prevenção de bolor e como tira nódoas. Também é usado em muitas marcas de shampoo e creme dental.

Outros usos

Nas estradas

- Antecipando a queda de neve, as estradas são cobertas com salmoura, o que evita que o gelo se fixe na superfície da estrada. Para o descongelamento, é usada uma mistura de salmoura e sal e, às vezes, outros componentes químicos, como cloreto de magnésio ou cálcio, são adicionados. O uso de sal e salmoura não é eficaz em temperaturas abaixo de -10 ºC.

Adicionar sal produz uma diminuição do ponto crioscópico, propriedade coligativa das soluções, dificultando de certa forma a formação de gelo.

-Por sua condição higroscópica, o sal é usado como um dessecante barato.

Em resinas usadas para amaciar água

A água dura contém íons cálcio e magnésio que interferem na ação do sabão e causam depósitos de materiais alcalinos em vários equipamentos e tubulações. No amaciamento de água, são utilizadas resinas de troca iônica. O sal é utilizado na preparação e regeneração das resinas.

Em extintores de incêndio

O cloreto de sódio é usado em extintores de incêndio para combater incêndios nos quais estão presentes metais combustíveis, como magnésio, potássio, sódio e ligas NK.

O sal atua como dissipador de calor e também forma uma crosta que restringe o acesso do oxigênio ao fogo.

Nos copos

Cristais de cloreto de sódio são usados ​​em componentes ópticos como janelas e prismas, especialmente para luz infravermelha. Porém, como o sal é muito higroscópico, produz-se uma espécie de gelo que cobre as lentes. Por esse motivo, as lentes de cloreto de sódio foram substituídas por lentes de seleneto de zinco (ZnSe).

Usos terapêuticos

Suprem a falta de sais no corpo

-Quando há uma depleção corporal de Na+, deve ser substituído para manter a osmolaridade extracelular, a condução nervosa e a contração muscular.

-NaCl é utilizado no tratamento e prevenção da deficiência de sódio e cloro, decorrentes da transpiração excessiva durante a exposição a altas temperaturas. Também é usado em uma diurese excessiva ou em uma restrição excessiva da ingestão de solução salina.

-O fornecimento parenteral de uma solução de NaCl a 045% é usado no tratamento do diabetes hiperosmolar. Ele desempenha uma função reidratante e é usado para avaliar o estado da função renal.

- Injeções de soluções hipertônicas, com concentração de NaCl superior a 0,9% p / v,

- Eles são usados ​​quando há uma grave depleção de Na+, sendo uma restauração do íon essencial. Essa hiponatremia pode ser consequência de um tratamento com eletrólitos livres ou com concentração de Na+.

A hiponatremia também pode ser causada por uma ingestão excessiva de água, não controlada por uma função renal inadequada.

Em tratamentos e usos não convencionais

As soluções de inalação -NaCl são usadas para diluir os medicamentos usados ​​durante o processo de nebulização. Também é usado para lavagem e irrigação traqueal. A solução salina 0,9% é usada em sprays nasais.

Soluções de NaCl a 20% são usadas para sua instalação intra-amniótica transabdominal, induzindo assim um aborto tardio durante o segundo trimestre da gravidez.

-O cloreto de sódio pode ser usado como um anti-séptico local. Graças à sua capacidade osmótica, é capaz de desidratar um amplo espectro de vírus e bactérias em um estado não-espalhado; portanto, é usado como um anti-séptico doloroso para desinfetar feridas.

Toxicidade

Ingestão

Só tem efeito nocivo para a saúde se a ingestão for elevada e por muito tempo. Nessas circunstâncias, ocorreria hipernatremia com conseqüente aumento do volume extracelular que levaria à hipertensão arterial.

Irritação e contato físico

Tem efeito tóxico apenas se a inalação for muito elevada. O contato excessivo com a pele pode causar ressecamento. Finalmente, causa uma irritação momentânea no contato com os olhos.

Referências

  1. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (Quarta edição., P. 84, 90, 93, 263). Mc Graw Hill.
  2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning, p 482-483.
  3. Cloreto de sódio. (2018). Cloreto de sódio: benefícios, usos, propriedades, riscos. Retirado de: cloreto de sódio.org
  4. PubChem. (2018). Cloreto de Sódio. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  5. Wikipedia. (2018). Cloreto de Sódio. Retirado de: en.wikipedia.org
  6. Elementos americanos. (2018). Cloreto de Sódio. Retirado de: americanelements.com