Натриев карбонат
Натриев карбонат (Na2CO3) е йонна сол. Свойствата произтичат от състава, връзките, геометрията и поведението на частиците в чистото вещество или в разтвор.
Основни данни
Какво показва формулата
Една формулна единица Na2CO3 съдържа 2 × натрий (Na), 1 × въглерод (C), 3 × кислород (O). От относителните атомни маси се получава моларна маса приблизително 105.988 g/mol. Индексите показват броя атоми; сами по себе си не определят заряд, геометрия или степен на окисление.
Масови дялове на елементите
По маса най-голям принос има кислород (O, 45.3 %). Масовият дял зависи едновременно от броя атоми и относителните им атомни маси, затова не може да се съди само по индексите във формулата.
| Елементи във формулата | # | % m/m |
|---|---|---|
| натрий (Na) | 2 | 43.4 % |
| въглерод (C) | 1 | 11.3 % |
| кислород (O) | 3 | 45.3 % |
Строеж и химични връзки
Натриевият карбонат Na₂CO₃ е йонно твърдо вещество от Na⁺ и CO₃²⁻ в съотношение 2:1. В карбонатния анион трите C–O връзки са еквивалентни в усреднения резонансен модел, а въглеродът има приблизително тригонално планарно обкръжение.
При тълкуване на строежа трябва да се различават връзките вътре в частицата от силите между частиците. Полярността на връзките, формата на молекулата, делокализацията на електрони или мрежовият строеж влияят по различни механизми върху разтворимостта, фазовите преходи и реактивността.
R3 визуализации
Химично поведение
Във вода солта се дисоциира на хидратирани йони, а карбонатът реагира с водата като Брьонстедова основа и образува HCO₃⁻ и OH⁻; затова разтворът е основен. С киселини карбонатът преминава през хидрогенкарбонат до CO₂ и вода.
Числените свойства имат смисъл само при посочени условия. Температурата, налягането, чистотата и съставът на сместа могат да променят агрегатното състояние, плътността, разтворимостта и скоростта на реакция. При летливи вещества е важна концентрацията на парите, а при твърди — кристалната форма и размерът на частиците.
Разтвори, равновесия и условия
В разтвор или газова смес може да не преобладава същата форма както в чистото вещество. Хидратация, асоциация, димеризация или реакция с разтворителя могат да променят реалното разпределение на химичните видове.
При сравняване на данни трябва да се посочат средата и концентрацията. Една и съща сумарна формула не показва дали има отделни молекули, обширна мрежа, хидратирана форма или равновесна смес от няколко вида.
Приложения и значение
Използва се при производство на стъкло, детергенти, обработка на вода и регулиране на алкалността.
Приложението на веществото произтича от съчетание на реактивност, полярност, летливост, механични свойства или способност за образуване на други материали. Полезно свойство в контролиран процес може при неконтролирано излагане да стане източник на риск.
Безопасност и правилен контекст
Прахът и концентрираните разтвори могат силно да дразнят очите и кожата, макар рискът да не е същият като при NaOH.
Профилът на безопасност зависи от дозата, концентрацията, агрегатното състояние и пътя на експозиция. При газове и летливи течности е ключова вентилацията, а при прахове и размерът на частиците. Самото химично име не е достатъчно за оценка на риска.
Важно сравнение
Спрямо натриевия хидрогенкарбонат карбонатът е по-основен и съдържа два Na⁺ на един CO₃²⁻.
Сравнението на сродни съединения показва, че малка промяна във функционалната група, степента на окисление или пространствения строеж може силно да промени полярност, реактивност, токсичност и приложение.