كلوريد الصوديوم (NACL): التركيب ، الخصائص ، الاستخدامات - كيمياء - 2026

و كلوريد الصوديوم ، المعروف أيضا باسم ملح الطعام أو ملح الطعام، هو ملح غير عضوي ثنائي القلوي معدن الصوديوم والكلور الهالوجين. إنه أكبر مكون من ملح الطعام ويعرف شكله المعدني باسم الهاليت. صيغته الجزيئية هي NaCl ، ويصف النسبة المتكافئة من أيوناته (Na ⁺ Cl ^-) وليس جزيء منفصل (Na-Cl)

كلوريد الصوديوم عبارة عن مادة صلبة بلورية بيضاء تتكون من مزيج من الصوديوم ، وهو معدن فضي أبيض يتفاعل بعنف مع الماء ، وعنصر الكلور ، وهو غاز سام أخضر شاحب ومسبب للتآكل.

المصدر: Pixabay

تُظهر الصورة العلوية جزءًا من بلورات كلوريد الصوديوم. كيف يمكن أن يتكون ملح الطعام من عنصرين خطرين مثل Na و Cl ₂ ؟ أولاً ، المعادلة الكيميائية لتكوينها هي:

2Na (s) + Cl ₂ (g) => 2NaCl (s)

تكمن الإجابة في طبيعة الرابطة في كلوريد الصوديوم. كونها أيونية ، فإن خصائص Na ⁺ و Cl ^- تختلف قطريًا عن خصائص ذراتها المحايدة.

الصوديوم عنصر حيوي ولكن في شكله الأيوني. Na ⁺ هو الكاتيون الرئيسي خارج الخلية بتركيز 140 ملي مكافئ / لتر تقريبًا ، جنبًا إلى جنب مع الأنيونات المصاحبة لها ، Cl ^- و HCO ₃ ^- (بيكربونات) ، هي المسؤولة الرئيسية عن قيمة الأسمولية والحجم خارج الخلية..

بالإضافة إلى ذلك ، فإن Na ⁺ مسؤولة عن توليد وتوصيل النبضات العصبية في المحاور العصبية ، وكذلك عن بدء تقلص العضلات.

يستخدم كلوريد الصوديوم منذ العصور القديمة لتذوق الطعام والحفاظ على اللحوم ، نظرًا لقدرته على قتل البكتيريا ومنع التلف.

إنه ضروري أيضًا لإنتاج هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) والكلور الجزيئي (Cl ₂) ، تفاعل كلوريد الصوديوم مع الماء تحت التحلل المائي:

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

H ₂ (g) و NaOH يتراكمان عند الكاثود (-). وفي الوقت نفسه ، يتراكم Cl ₂ (g) عند الأنود (+). يستخدم هيدروكسيد الصوديوم في صناعة الصابون والكلور في صناعة البلاستيك PVC.

هيكل كلوريد الصوديوم

المصدر: بواسطة Solid State ، من ويكيميديا ​​كومنز

في الصورة العليا ، يتم تمثيل الهيكل المكعب المضغوط لكلوريد الصوديوم. المجالات الخضراء الضخمة تتوافق مع الكلور ^- الأنيونات ، في حين أن الشعرات البيضاء إلى Na ⁺ الكاتيونات. لاحظ كيف تتكون بلورة كلوريد الصوديوم من شبكة من الأيونات مرتبة حسب تفاعلاتها الكهروستاتيكية بنسبة 1: 1.

على الرغم من ظهور الأشرطة في الصورة ، فإن الروابط ليست تساهمية بل أيونية. يعد استخدام الأشرطة مفيدًا عند إظهار هندسة التنسيق حول أيون. على سبيل المثال ، في حالة كلوريد الصوديوم ، يحيط كل Na ⁺ بستة Cl ^- (ثماني السطوح من اللون الأبيض) ، وكل Cl ^- من ستة Na ⁺ (ثماني الوجوه من اللون الأخضر).

لذلك ، لديه تنسيق (6،6) تشير أرقامه إلى عدد الجيران المحيطين بكل أيون. الرقم الموجود على اليمين يشير إلى جيران Na ⁺ ، بينما الرقم الموجود على اليسار ، يشير إلى جيران Cl ^-.

تمثيلات أخرى حذفت استخدام القضبان لتسليط الضوء على الفراغات ثماني السطوح في الهيكل، والتي تنجم عن الفضاء الخلالي بين ستة معبأة الكلور ^- الأنيونات (أو نا ⁺ الكاتيونات). لوحظ هذا الترتيب في أملاح أحادية أخرى (MX) أو أملاح غير عضوية متعددة الذرات ، ويسمى ملح الأحجار الكريمة.

وحدة الخلية

وحدة خلية الملح الصخري هي مكعب ، لكن أي المكعبات تمثلها بالضبط في الصورة أعلاه؟ تعطي المجسمات الثماني الإجابة. كلاهما يغطي خلية كاملة تتكون من أربعة مكعبات صغيرة.

تحتوي هذه المكعبات على أجزاء من الأيونات عند رؤوسها وأطرافها وأوجهها. بالنظر عن كثب ، يوجد أيون Na ⁺ واحد في المركز واثني عشر منهم على الحواف. يمكن مشاركة أيون على الحافة بواسطة أربعة مكعبات. لذلك هناك 4 نا ⁺ الأيونات (12 × 1/4 + 1 = 4).

بالنسبة إلى Cl ^- أيونات ، توجد ثمانية عند الرؤوس وستة عند الحواف. نظرًا لأن الأيونات الموضوعة على الرؤوس تشترك في المساحة مع ثمانية مكعبات أخرى ، وعند الأطراف بستة ، لدينا 4 كلوريد ^- أيونات (8 × 1/8 + 6 × 1/2 = 4).

يتم تفسير النتيجة أعلاه على النحو التالي: في الخلية وحدة كلوريد الصوديوم هناك أربعة نا ⁺ الكاتيونات وأربعة الكلور ^- الأنيونات. نسبة التي تتفق مع الصيغة الكيميائية (واحد نا ⁺ لكل الكلور ^-).

الخصائص

الصيغة الجزيئية

كلوريد الصوديوم.

الوزن الجزيئي الغرامي

58.44 جم / مول.

الوصف المادي

مادة صلبة بلورية.

اللون

بلورات شفافة عديمة اللون أو مسحوق بلوري أبيض.

المذاق

مالح.

نقطة الغليان

2575 درجة فهرنهايت عند 760 ملم زئبق.

1465 درجة مئوية.

نقطة الانصهار

1،474 درجة فهرنهايت (800.7 درجة مئوية).

تعكس كل من نقطة الغليان ونقطة الانصهار الحرارة اللازمة للتغلب على طاقة الشبكة البلورية. لذلك ، تؤكد هذه القياسات الطابع الأيوني لكلوريد الصوديوم.

الذوبان في الماء

أكبر من أو يساوي 100 مجم / مل عند 68 درجة فهرنهايت.

36.0 جم / 100 مل عند 25 درجة مئوية.

إنه في الواقع ملح استرطابي ، والذي يحتفظ بالرطوبة من البيئة.

الذوبان في المذيبات العضوية

0.065 جم / 100 مل من الإيثانول عند 25 درجة مئوية ؛ 10 جم / 100 جم من الجلسرين عند 25 درجة مئوية ؛ 2.15 جم / 100 مل من الأمونيا السائلة عند 40 درجة مئوية ؛ 1.4 جم / 100 مل من الميثانول عند 25 درجة مئوية ؛ 7.15 جم / 100 جلايكول الإيثيلين عند 25 درجة مئوية و 5.21 جم / 100 جم من حمض الفورميك عند 25 درجة مئوية.

كثافة

2.165 جم / سم ³ عند 77 درجة مئوية.

ضغط البخار

1 مم زئبق عند 1589 درجة فهرنهايت.

المزيد

إنه مستقر في ظل ظروف التخزين الموصى بها.

تقسيم

عند تسخينه إلى درجات حرارة عالية ، يتحلل وينبعث منه حمض الهيدروكلوريك وأبخرة أكسيد ثنائي الصوديوم.

اللزوجة

لزوجة المحاليل المشبعة 1.93 mPa-s.

تآكل

أنها تآكل للعديد من المعادن.

الرقم الهيدروجيني

6.7 إلى 7.3 في محلول مائي.

التطبيقات

في الغذاء

- يستخدم كلوريد الصوديوم منذ القدم لتحسين مذاق الطعام والحفاظ عليه. تمليح اللحوم هو وسيلة للحفاظ عليها من تأثير البكتيريا ، لأنها تؤخر تكسير البروتين.

- من ناحية أخرى فإن الملح يزيد الأسمولية حول اللحم مما يؤدي إلى امتصاص البكتيريا بالتناضح مما يؤدي إلى القضاء عليها.

الاستخدامات الصناعية

الصناعات الغذائية

- في صناعة الأغذية ، يستخدم الملح كمُحسِّن للنكهة ، ومضاف للتحكم في التخمير ، وعامل للتحكم في الملمس ومطور اللون. على سبيل المثال ، يضاف الملح لإبراز اللون في لحم الخنزير المقدد ولحم الخنزير ومنتجات اللحوم الأخرى.

- يستخدم الملح كعامل رابطة في صناعة النقانق. يساهم في تكوين مادة هلامية مكونة من اللحم والدهون والرطوبة.

- في معالجة الدقيق لصنع الخبز ، يضاف الملح أثناء الخبز للتحكم في معدل تخمير عجين الخبز. كما أنها تستخدم لتقوية الغلوتين وكمحسّن للنكهة ، بالإضافة إلى حشو المخبوزات.

- يستخدم في صناعة حبوب الإفطار ، الطحين المختلط أو الجاهز ، رقائق البطاطس ، طعام الكلاب والقطط ، إلخ.

التوليف الكيميائي

- يستخدم كلوريد الصوديوم كمادة خام في إنتاج هيدروكسيد الصوديوم والكلور والتي بدورها تفيد في العديد من الصناعات الكيماوية.

- يستخدم الملح في معالجة المعادن المختلفة مثل الألومنيوم والنحاس والفولاذ والفاناديوم. كما أنها تستخدم لصنع كلورات الصوديوم ، والتي تستخدم لاحقًا في تخليق ثاني أكسيد الكلور ، وهو مبيض قائم على الأكسجين. ثاني أكسيد الكلور أقل ضررًا بالبيئة من مواد التبييض الأخرى.

في صناعة الجلود

- يستخدم الملح لتثبيط عمل البكتيريا داخل القشرة ، وكذلك للمساعدة في معالجة الجفاف.

في صناعة النسيج

- يستخدم الملح كمادة لاذعة في صباغة الأقمشة. يتم استخدامه كمحلول ملحي لإزالة الملوثات العضوية ولإنشاء شحنة موجبة على سطح الأقمشة تسمح للصبغات سالبة الشحنة بالالتصاق.

في صناعة النفط

-في التنقيب عن النفط والغاز ، يعتبر الملح مكونًا مهمًا لسوائل حفر الآبار. يتم استخدامه لتلبد وزيادة كثافة سوائل الحفر ، مما يسمح بالتغلب على ضغوط الغاز العالية في الآبار التي سيتم الوصول إليها. بالإضافة إلى ذلك ، يحافظ الملح على تشبع سائل الحفر.

- يساعد الملح في رص التربة التي تقام عليها الطرق. يقلل الإزاحة الناتجة في باطن الأرض عن طريق تغيرات الرطوبة وحركة مرور السيارات.

في البيت

تم استخدام الملح عن طريق الفرك في تنظيف الأسطح والأواني والمقالي. أيضا في الوقاية من العفن وكمزيل للبقع. كما أنه يستخدم في العديد من ماركات الشامبو ومعجون الأسنان.

استخدامات اخرى

على الطرق

- تحسبا لتساقط الثلوج ، فإن الطرق مغطاة بالمحلول الملحي ، مما يمنع ارتباط الجليد بسطح الطريق. لإذابة الجليد ، يتم استخدام خليط من محلول ملحي وملح ، وأحيانًا يتم إضافة مكونات كيميائية أخرى مثل المغنيسيوم أو كلوريد الكالسيوم. استخدام الملح والمحلول الملحي غير فعال في درجات حرارة أقل من -10 درجة مئوية.

تؤدي إضافة الملح إلى انخفاض نقطة التجميد ، وهي خاصية تجميعية للحلول ، مما يعيق تكوين الجليد بطريقة معينة.

- يستخدم الملح كمجفف رخيص بسبب حالته الرطبة.

في الراتنجات المستخدمة لتليين الماء

يحتوي الماء العسر على أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم التي تعيق عمل الصابون وتتسبب في ترسب المواد القلوية على مختلف المعدات والأنابيب. في تليين المياه ، يتم استخدام راتنجات التبادل الأيوني. يستخدم الملح في تحضير وتجديد الراتنجات.

في طفايات الحريق

يستخدم كلوريد الصوديوم في طفايات الحريق لمكافحة الحرائق التي توجد فيها معادن قابلة للاشتعال ، مثل المغنيسيوم والبوتاسيوم والصوديوم وسبائك NK.

يعمل الملح كحوض حرارة ويشكل أيضًا قشرة تحد من وصول الأكسجين إلى النار.

في النظارات

تُستخدم بلورات كلوريد الصوديوم في المكونات البصرية مثل النوافذ والمنشورات ، خاصة بالنسبة لضوء الأشعة تحت الحمراء. ومع ذلك ، نظرًا لأن الملح شديد الرطوبة ، يتم إنتاج نوع من الصقيع يغطي العدسات. لهذا السبب ، تم استبدال عدسات كلوريد الصوديوم بعدسات سيلينيد الزنك (ZnSe).

الاستخدامات العلاجية

يمد نقص الأملاح في الجسم

- عندما يكون هناك نضوب في الجسم لـ Na ⁺ ، يجب استبداله للحفاظ على الأسمولية خارج الخلية والتوصيل العصبي وتقلص العضلات.

- يستخدم NaCl في العلاج والوقاية من نقص الصوديوم والكلور الناتج عن التعرق المفرط أثناء التعرض لدرجات حرارة عالية. كما أنها تستخدم في إدرار البول المفرط أو التقييد المفرط لتناول المحلول الملحي.

- يستخدم الإمداد الوريدي لمحلول كلوريد الصوديوم بنسبة 045٪ في علاج فرط الأسمولية. يؤدي وظيفة إعادة الترطيب ويعمل على تقييم حالة وظائف الكلى.

- حقن محاليل مفرطة التوتر بتركيز كلوريد الصوديوم أكبر من 0.9٪ وزن / حجم ،

- يتم استخدامها عندما يكون هناك استنفاد شديد لـ Na ⁺ ، كونها استعادة للأيون الأساسي. هذا نقص صوديوم الدم يمكن أن يكون نتيجة للمعاملة مع الشوارد الحرة أو مع تركيز الصوديوم ⁺.

يمكن أن يحدث نقص صوديوم الدم أيضًا بسبب الإفراط في تناول الماء ، ولا يتم التحكم فيه عن طريق قصور وظائف الكلى

في العلاجات والاستخدامات غير التقليدية

- تستخدم محاليل الاستنشاق -NaCl لتخفيف الأدوية المستخدمة أثناء عملية الإرذاذ. كما أنها تستخدم لغسل القصبة الهوائية والري. يستخدم محلول ملحي 0.9٪ في بخاخات الأنف.

تستخدم محاليل كلوريد الصوديوم -20٪ للتركيب داخل البطن داخل السلى ، مما يؤدي إلى الإجهاض المتأخر خلال الثلث الثاني من الحمل.

- يمكن استخدام كلوريد الصوديوم كمطهر موضعي. بفضل قدرتها التناضحية ، فهي قادرة على تجفيف مجموعة واسعة من الفيروسات والبكتيريا في حالة غير محفزة ؛ لذلك فهو يستخدم كمطهر مؤلم لتطهير الجروح.

تسمم

ابتلاع

يكون له تأثير ضار على الصحة فقط إذا كان المدخول مرتفعًا ولفترة طويلة. في ظل هذه الظروف ، قد يحدث فرط صوديوم الدم مع الزيادة اللاحقة في الحجم خارج الخلية الذي قد يؤدي إلى ارتفاع ضغط الدم الشرياني.

التهيج والاتصال الجسدي

له تأثير سام فقط إذا كان الاستنشاق مرتفعًا جدًا. يمكن أن يؤدي التلامس المفرط مع الجلد إلى جفافه. أخيرًا ، يسبب تهيجًا مؤقتًا عند ملامسته للعينين.

المراجع

1. رجفة وأتكينز. (2008). الكيمياء غير العضوية. (الطبعة الرابعة ص 84 ، 90 ، 93 ، 263). ماك جراو هيل.
2. ويتن ، ديفيس ، بيك وستانلي. كيمياء. (الطبعة الثامنة). تعلم سنجاج ، ص 482-483.
3. كلوريد الصوديوم. (2018). كلوريد الصوديوم: الفوائد ، الاستخدامات ، الخصائص ، المخاطر. مأخوذة من: sodium chloride.org
4. بوبكيم. (2018). كلوريد الصوديوم. تم الاسترجاع من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. ويكيبيديا. (2018). كلوريد الصوديوم. مأخوذة من: en.wikipedia.org
6. العناصر الأمريكية. (2018). كلوريد الصوديوم. مأخوذة من: americanelements.com