Natrijum karbonat

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu
Natrijum karbonat
Sodium carbonate-2009-23-04b.svg
Sodium-carbonate-xtal-3D-balls-C.png
Sodium-carbonate-xtal-3D-SF-C.png
Nazivi
IUPAC naziv
Natrijum karbonat
Drugi nazivi
Soda pepeo
Soda za pranje
Soda cristali
Identifikacija
3D model (Jmol)
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.007.127
EC broj 207-838-8
E-brojevi E500(i) (regulator kiselosti, ...)
RTECS VZ4050000
UNII
Svojstva
Na2CO3
Molarna masa 105,9888 g/mol (anhidrat)
286,1416 g/mol (dekahidrat)
Agregatno stanje Bela čvrsta materija, higroskopna
Miris Bezmirisan
Gustina
  • 2,54 g/cm3 (25  °C, anhidrat)
  • 1,92 g/cm3 (856  °C)
  • 2,25 g/cm3 (monohidrat)[3]
  • 1,51 g/cm3 (heptahidrat)
  • 1,46 g/cm3 (dekahidrat)[4]
Tačka topljenja 851 °C (1.564 °F; 1.124 K) (Anhidratni)
100 °C (212 °F; 373 K)
razlaže se (monohidrat)
335 °C (635 °F; 608 K)
razlaže se (heptahidrat)
34 °C (93 °F; 307 K)
(dekahidrat)[4][8]
Anhidratni, g/100 mL:
  • 7 (0  °C)
  • 16,4 (15  °C)
  • 34,07 (27.8  °C)
  • 48,69 (34.8  °C)
  • 48,1 (41.9  °C)
  • 45,62 (60  °C)
  • 43,6 (100  °C)[5]
Rastvorljivost Rastvoran u aq. alkalijama,[5] glicerolu
Donekle rastvoran u aq. alkoholu
Nerastvoran u CS2, acetonu, alkil acetatu, alkoholu, benzonitrilu, tečnom amonijaku[6]
Rastvorljivost u glicerin 98,3 g/100 g (155  °C)[6]
Rastvorljivost u etandiol 3,46 g/100 g (20  °C)[7]
Rastvorljivost u dimetilformamid 0,5 g/kg[7]
Baznost (pKb) 3,67
−4,1·10−5 cm³/mol[4]
Indeks refrakcije (nD) 1,485 (anhidratni)
1,420 (monohidrat)[8]
1.405 (dekahidrat)
Viskoznost 3,4 cP (887  °C)[7]
Struktura
Kristalna rešetka/struktura monoklinična (γ-forma, β-forma, δ-forma, anhidrat)[9]
Ortorombna (monohidrat, heptahidrat)[3][10]
Kristalografska grupa C2/m, br. 12 (γ-forma, anhidrat, 170 K)
C2/m, br. 12 (β-forma, anhidrat, 628 K)
P21/n, br. 14 (δ-forma, anhidrat, 110 K)[9]
Pca21, br. 29 (monohidrat)[3]
Pbca, br. 61 (heptahidrat)[10]
2/m (γ-forma, β-forma, δ-forma, anhidrat)[9]
mm2 (monohidrat)[3]
2/m 2/m 2/m (heptahidrat)[10]
a = 8,920(7) Å, b = 5,245(5) Å, c = 6,050(5) Å (γ-forma, anhidrat, 295 K)[9]
α = 90°, β = 101,35(8)°, γ = 90°
Geometrija molekula Oktaedralna (Na+, anhidrat)
Termohemija
Specifični toplotni kapacitet, C 112,3 J/mol·K[4]
Standardna molarna entropija So298 135 J/mol·K[4]
Standardna entalpija stvaranja jedinjenja ΔfHo298 −1130,7 kJ/mol[4][7]
−1044,4 kJ/mol[4]
Opasnosti
Opasnost u toku rada Iritant
Bezbednost prilikom rukovanja MSDS
GHS grafikoni The exclamation-mark pictogram in the Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS)[11]
GHS signalna reč Upozorenje
H319[11]
P305+351+338[11]
Letalna doza ili koncentracija (LD, LC):
LD50 (LD50)
4090 mg/kg (pacov, oralno)[12]
Srodna jedinjenja
Drugi anjoni
Natrijum bikarbonat
Drugi katjoni
Litijum karbonat
Kalijum karbonat
Rubidijum karbonat
Cezijum karbonat
Srodna jedinjenja
Amonijum karbonat
Natron
Natrijum perkarbonat
Ukoliko nije drugačije napomenuto, podaci se odnose na standardno stanje materijala (na 25 °C [77 °F], 100 kPa).
ДаY verifikuj (šta je ДаYНеН ?)
Reference infokutije

Natrijum karbonat (Na2CO3), često pogrešno nazvan soda, jeste so natrijuma i ugljene kiseline (H2CO3). Kao dodatak prehrambenim proizvodima nosi oznaku E500. Sve forme su bele, u vodi rastvorne soli. Sve forme imaju jako alkalni ukus i formiraju umereno alkalne rastvore u vodi. Istorijski ova so je ekstrahovana iz pepela biljki koje rastu na natrijumom batom zemljištu. Kako je pepeo ovih biljaka bogatih natrijumom bio je primetno različit od pepela iz drveta (nekada korištenog za proizvodnju potaše), natrijum karbonat je ostao poznat kao „sodni pepeo”.[14] On se proizvodi u velikim količinama iz natrijum hlorida i krečnjaka putem Solvejovog procesa.

Modifikacije[uredi]

Natrijum karbonat je polimorfna supstanca, koja kristalizira u različitim kristalnim sistemima, u zavisnosti od pritiska i temperature. Može biti bezvodna ili sadržavati kristalnu vodu (hidrat).

  • Bezvodni natrijum karbonat: Poznat i kao mineral natrit ili kao kalcinisana soda. To je beli prah koji se topi na 853 °C i ima gustoću od 2,51 g/cm³. Stvara se na temperaturama višim od 107 °C.
  • Monohidrat, Na2CO3•H2O: Poznat i kao mineral termonatrit, stvara se na temperaturama višim od 35,4 °C iz heptahidrata.
  • Dihidrat, Na2Ca(CO3)2•2H2O: poznat i kao mineral pirsonit
  • Pentahidrat, Na2Ca(CO3)2•5H2O: mineral Gailusit ili natrokalcit.
  • Heptahidrat, Na2Ca(CO3)2•7H2O: Stvara se na temperaturama iznad 32,5 °C iz dekahidrata.
  • Dekahidrat, Na2Ca(CO3)2•10H2O: poznat i kao mineral soda ili kristalna soda, kristalizira se na temperaturama ispod 32,5 °C iz zasićenog rastvora natrijum karbonata.

Dekahidrat se formira iz vodenih rastvora kristalizacijom u temperaturnom opsegu -2,1 do +32,0 °C, heptahidrat u uskom opsegu 32,0 do 35,4 °C, a iznad te temperature monohidratne forme.[15] Na suvom vayduhu dekahidrat i heptahidrat gube bodu i daju monohidrat. Drugi hidrati su opisani u literaturi, e.g. sa 2,5 jedinica vode po jednici natrijum karbonata (pentahemihidrat).[16]

Osobine[uredi]

Kao so slabe ugljene kiseline reaguje sa jakim kiselinama koje iz njega istiskuju ugljen-dioksid. U vodi se rastvara oslobađajući toplotu te usled hidrolize daje bazni rastvor.

Nalazišta[uredi]

Veća nalazišta natrijum karbonata se nalaze u Egiptu (jezero Natron), istočnoj Africi (mnoga isušena jezera i vodotoci), Kaliforniji, Meksiku i južnoj Sahari.

Upotreba[uredi]

Natrijum karbonat se koristi još od antičkog doba. U starom Egiptu se koristio za mumificiranje, kao i za proizvodnju keramike, stakla te kao sredstvo za čišćenje. Danas se koristi u razne industrijske svrhe, te se smatra jednim od važnih hemijskih proizvoda. U svetu se godišnje proizvede oko 39 miliona tona sode (1997), a najveći deo se upotrebi u industriji stakla, proizvodnji sredstava za čišćenje i izbeljivanje, industriji papira i drugim.[17]

Proizvodnja stakla[uredi]

Natrijum karbonat služi kao sredstvo za odvajanje silike, snižavanje tačke topljenja smeše do vrednosti ostvarive bez primene specijalnih materijala. Ovo „sodno staklo” je u izvesnoj meri rastvorno u vodi, te se dodaje kalcijum karbonat u istopljenu smešu da bi se formirano staklo učinilo nerastvornim. Boce i prozorsko staklo (sodno-krečnjačko staklo) je napravljeno topljenjem takvih smeša natrijum karbonata, kalcijum karbonata, i silicijumskog peska (silicijum dioksida (SiO2)). Kad se ovi materijali zagreju, karbonati oslobađaju ugljen dioksid. Na taj način, natrijum karbonat je izvor natrijum oksida. Sodno krečnjačko staklo je vekovima bilo najčešća forma stakla.

Omekšavanje vode[uredi]

Natrijum karbonat se koristio za omekšavanje vode putem uklanjanja Mg2+ i Ca2+. Ovi joni formiraju nerastvorne čvrste precipitate nakon tretmana sa karbonatnim jonima:

Ca2+ + CO32- → CaCO3

Natrijum karbonat je jeftin i u vodi rastvoran izvor karbonatnih jona.

Prehrambeni atitivi i kuvanje[uredi]

Natrijum karbonat je prehrambeni addtiv (E500) koji se koristi kao regulator kiselosti, agens za sprečavanje lepljenja, agens za podizanje testa, i stabilizator. On je jedna od komponenti kansui (かん水), rastvora alkalnih soli koje se koriste za davanje ramen knedlama njihovog karakterističnog ukusa i teksture. On se koristi u produkciji snusa za stabilizovanje pH vrednosit finalnog produkta. Natrijum karbonat se koristi u produkciji šerbet praha. Osećaj hlađenja i penjenja je rezultat endotermne reakcije između natrijum karbonata i slabe kiseline, obično limunske kiseline, čime se oslobađa ugljen dioksidni gas, do čega dolazi kad se šerbet ovlaži pljuvačkom. U Kini se on koristi u zameni za lužinu vodu u kori tradicionalnih kantonskih mesečevih kolača, i u mnogim drugim kineskim kuvanim pecivima i rezancima. U kuvanju, natrijum karbonat se ponekad koristi umesto natrijum hidroksida za zalužavanje, posebno u nemačkim perecama i lužnom pecivu. Ova jela se tretiraju rastvorom alkalne supstance da bi se promenio pH površine hrane i poboljšala pojava braon boje.

Slaba baza[uredi]

Natrijum karbonat se takođe koristi kao relativno jaka baza u raznim poljima. Kao uobičajena alkalija, poželjan je u mnogim hemijskim procesima, jer je jeftiniji od NaOH i daleko bezbedniji za rukovanje. Zbog blagosti naročito se preporučuje njegova upotreba u primenama u domaćinstvu.

Na primer, on se može koristiti kao pH regulator za održavanje stabilnih alkalnih uslova neophodnih za dejstvo većine fotografskih agenasa za razvijanje filma. On je uobičajeni aditiv vode u plivačkim bazenima i akvarijumima radi održavanja željene pH vrednosti i karbonatne tvrdoće (KH). U bojenju sa bojama koje reaguju sa vlaknima, natrijum karbonat (obično pod imenom kao što je fiksirajuću sodni pepeo ili aktivirajći sodni pepeo) se koristi za osiguravanje odgovarajućeg hemijskog vezivanja boje sa celuloznim (biljnim) blaknima, tipično pre bojenja (za vezivanje boje), pomešan sa bojom (za slikarske boje), ili nakon bojenja (za bojenje potapanjem).

Natrijum bikarbonat (NaHCO3) ili pekarska soda, koji je isto tako komponenta aparata za gasenje pozara, često se formira iz natrijum karbonata. Mada je sam NaHCO3 intermedijerni produkt Solvejevog postupka, zagrevanje je neophodno da bi se uklonio amonijak koji ga kontaminira. Pri tome se razlaže deo NaHCO3, te je ekonomičnije da se reaguje završni Na2CO3 sa CO2:

Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO3

U srodnoj reakciji, natrijum karbonat se koristi za pravljenje natrijum bisulfita (NaHSO3), koji se koristi za „sulfitni” metod odvajanja lignina od celuloze. On se koristi za uklanjanje sumpor dioksida iz dimljačkih gasova u elektranama:

Na2CO3 + SO2 + H2O → NaHCO3 + NaHSO3

Ovaj vid primene postaje sve zastupljeniji, posebno tamo gde elektrane moraju da zadovolje strožije kriterijume emisione kontrole.

Natrijum karbonat se koristi u industriju pamuka za neutralisanje sumporne kiseline neophodne za kiselinsko odvajanje pamučnih semenki.

Razno[uredi]

Natrijum karbonat je korišten u industriji cigle kao agens za vlaženje radi umanjenja količine vode potrebne za ekstrudiranje gline. U livenju, on je nazivan „vezujućim agensom” i korišten je da se omogući vlažnom alginatu da prione na gelirani alginat. Natrijum karbonat se koristi u pastama za zube, gde deluje kao agens za formiranje pene i kao abraziv, i za privremeno povećanje pH vrednosti usta.

Reference[uredi]

  1. ^ Li Q, Cheng T, Wang Y, Bryant SH (2010). „PubChem as a public resource for drug discovery.”. Drug Discov Today. 15 (23-24): 1052—7. PMID 20970519. doi:10.1016/j.drudis.2010.10.003.  уреди
  2. ^ Evan E. Bolton; Yanli Wang; Paul A. Thiessen; Stephen H. Bryant (2008). „Chapter 12 PubChem: Integrated Platform of Small Molecules and Biological Activities”. Annual Reports in Computational Chemistry. 4: 217—241. doi:10.1016/S1574-1400(08)00012-1. 
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 Harper, J.P (1936). Antipov, Evgeny; Bismayer, Ulrich; Huppertz, Hubert; Petrícek, Václav; Pöttgen, Rainer; Schmahl, Wolfgang; Tiekink, E.R.T.; Zou, Xiaodong, ур. „Crystal Structure of Sodium Carbonate Monohydrate, Na2CO3. H2O”. Zeitschrift für Kristallographie - Crystalline Materials. 95 (1): 266—273. ISSN 2196-7105. doi:10.1524/zkri.1936.95.1.266. Приступљено 25. 07. 2014. 
  4. 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 Lide, David R., ур. (2009). CRC Handbook of Chemistry and Physics (90th изд.). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-1-4200-9084-0. 
  5. 5,0 5,1 Seidell, Atherton; Linke, William F. (1919). Solubilities of Inorganic and Organic Compounds (2nd изд.). New York: D. Van Nostrand Company. стр. 633. 
  6. 6,0 6,1 Comey, Arthur Messinger; Hahn, Dorothy A. (фебруар 1921). A Dictionary of Chemical Solubilities: Inorganic (2nd изд.). New York: The MacMillan Company. стр. 208—209. 
  7. 7,0 7,1 7,2 7,3 Anatolievich, Kiper Ruslan. „sodium carbonate”. chemister.ru. Приступљено 25. 07. 2014. 
  8. 8,0 8,1 Pradyot, Patnaik (2003). Handbook of Inorganic Chemicals. The McGraw-Hill Companies, Inc. стр. 861. ISBN 978-0-07-049439-8. 
  9. 9,0 9,1 9,2 9,3 Dusek, Michal; Chapuis, Gervais; Meyer, Mathias; Petricek, Vaclav (2003). „Sodium carbonate revisited” (PDF). Acta Crystallographica Section B. 59 (3): 337—352. ISSN 0108-7681. doi:10.1107/S0108768103009017. Приступљено 25. 07. 2014. 
  10. 10,0 10,1 10,2 Betzel, C.; Saenger, W.; Loewus, D. (1982). „Sodium Carbonate Heptahydrate”. Acta Crystallographica Section B. 38 (11): 2802—2804. doi:10.1107/S0567740882009996. 
  11. 11,0 11,1 11,2 Sigma-Aldrich Co., Sodium carbonate. Retrieved on 6. 05. 2014.
  12. ^ Chambers, Michael. „ChemIDplus - 497-19-8 - CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L - Sodium carbonate [NF] - Similar structures search, synonyms, formulas, resource links, and other chemical information”. 
  13. ^ „Material Safety Data Sheet – Sodium Carbonate, Anhydrous” (PDF). conservationsupportsystems.com. ConservationSupportSystems. Приступљено 25. 07. 2014. 
  14. ^ „minerals.usgs.gov/minerals” (PDF). 
  15. ^ T.W.Richards and A.H. Fiske (1914). „On the transition temperatures of the transition temperatures of the hydrates of sodium carbonate as fix points in thermometry”. Journal of the American Chemical Society. 36 (3): 485—490. doi:10.1021/ja02180a003. 
  16. ^ Pabst, A. „On the hydrates of sodium carbonate” (PDF). 
  17. ^ Thieme, Christian (2000). „Sodium Carbonates”. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. ISBN 978-3527306732. doi:10.1002/14356007.a24_299. 

Literatura[uredi]

  • Comey, Arthur Messinger; Hahn, Dorothy A. (фебруар 1921). A Dictionary of Chemical Solubilities: Inorganic (2nd изд.). New York: The MacMillan Company. стр. 208—209. 

Spoljašnje veze[uredi]

Mediji vezani za članak Natrijum karbonat na Vikimedijinoj ostavi