Natrons — kas tas ir, sastāvs un vēsturiskie un mūsdienu pielietojumi
Uzzini, kas ir natrons, tā ķīmiskais sastāvs, vēsturiskie izmantojumi un mūsdienu pielietojumi — no senajām tradīcijām līdz rūpnieciskām un mājsaimniecības vajadzībām.
Natrons ir dabīgs nātrija karbonāta dekahidrāta (Na 2CO3 -10H 2O, kalcinētās sodas veids) un aptuveni 17 % nātrija bikarbonāta (saukts arī par nahkolītu vai cepamo sodu, NaHCO3 ) maisījums kopā ar nelielu daudzumu mājsaimniecības sāls (halīts, nātrija hlorīds) un nātrija sulfāta. Natrons ir balts vai bezkrāsains, ja tas ir tīrs. Ar piemaisījumiem tas var būt pelēks vai dzeltens. Natrona nogulsnes dažkārt atrodamas sāļo ezeru gultnēs, kas radušās sausā vidē. Vēstures gaitā natronam ir bijuši daudzi praktiski pielietojumi, kas joprojām tiek izmantoti tā sastāvā esošo minerālvielu sastāvdaļu plašā mūsdienu pielietojuma spektrā.
Mūsdienu mineraloģijā ar vārdu natrons apzīmē tikai nātrija karbonāta dekahidrātu (hidratētu nātrija karbonātu), kas veido lielāko daļu vēsturiskās sāls.
Īss raksturojums un ķīmija
Vēsturiskā nozīmē natrons bija dabīgs sāļu maisījums, kura galvenās sastāvdaļas ir nātrija karbonāts un nātrija bikarbonāts, kā arī dažādi sāļi kā halīts un nātrija sulfāts. Mūsdienu mineraloģijā ar nosaukumu natrons parasti apzīmē konkrētu minerālu — nātrija karbonāta dekahidrātu (ķīmiskā formula bieži rakstīta kā Na2CO3·10H2O).
Fizikālās īpašības
- Krāsa: balta vai bezkrāsaina, taču var būt pelēka vai dzeltena, ja ir piemaisījumi.
- Stāvoklis: kristāliska viela vai pulveris.
- Ūdenī šķīstošs — viegli šķīst ūdenī.
- Hidrāts: dekahidrāta veids satur kristālūdeni; sildot, atbrīvo ūdeni un pārvēršas par bezūdens nātrija karbonātu ("soda ash").
Veidošanās un atradnes
Natrona nogulsnes veidojas sāļos, sārmains apstākļos — parasti sausos ezeros un plūstošās ūdens ķēdēs, kur ūdens intensīvi iztvaiko un atstāj minerālus. Piemēri un slavenas natrona atradnes pasaulē ir:
- Wadi El Natrun (Ēģipte) — nosaukums saistīts ar natronu un vēsturisku ieguvi;
- Lake Natron (Tanzānija) — sārmains ezers, kura nosaukums atspoguļo augsto nātrija karbonāta saturu;
- Mono Lake (ASV) un citas sāļās ezeru sistēmas — vietās pieejamas dažādas nātrija sāļu nogulsnes.
Vēsturiskie pielietojumi
Natrons spēlēja nozīmīgu lomu vairākās senajās kultūrās, īpaši Ēģiptē un Vidusjūras reģionā:
- Embalsamēšana un mumifikācija: natronu izmantoja ķermeņu žāvēšanai un dezinfekcijai, jo tas absorbēja mitrumu un palīdzēja pret mikrobiem.
- Tīrīšana un higiēna: kā mehāniskais un ķīmiskais līdzeklis mazgāšanai, lai noņemtu taukus un netīrumus.
- Stikla ražošana: nātrija karbonāts samazina kvarca kausēšanās temperatūru, tāpēc senatnē natronu izmantoja stikla ražošanā.
- Ķīmiskie un tehniskie pielietojumi: kā izteiksmes līdzeklis krāvējiem un citās amatniecības procedūrās.
Mūsdienu pielietojumi
Mūsdienās tieša dabīgā natrona izmantošana ir retāka, bet tā galvenā ķīmiskā sastāvdaļa — nātrija karbonāts — ir plaši nozīmīga industrijā:
- Stikla rūpniecība: nātrija karbonāts (soda ash) ir viena no galvenajām izejvielām stikla ražošanā.
- Detergenti un mazgāšanas līdzekļi: kā pH regulētājs un mīkstinātājs ūdenim.
- Papīra un ķīmiskā rūpniecība: izmanto papīra apstrādē, ūdens mīkstināšanā un citos procesoros.
- Ūdens apstrāde: pH korekcija un karbonātu pievienošana ūdens ķīmiskajai vadībai.
- Laboratorijās un ražošanā: kā reagents vai rūpnieciskās ķīmijas izejmateriāls.
Atšķirība no cepamās sodas (nātrija bikarbonāta)
Nav droši vienīt vārdu: cepamā soda (NaHCO3) bieži tiek saukta par "sodu" ikdienā, bet tā ķīmiski atšķiras no nātrija karbonāta (Na2CO3). Vēsturiskajā natronā bija abu šo komponentu maisījums, taču mūsdienu pielietojumos parasti lieto tīras, specifiskas vielas (piem., sagatavotu cepamo sodu vai soda ash).
Drošība un uzglabāšana
Natronu un nātrija karbonātu jāizturas uzmanīgi:
- Var kairināt ādu, acis un elpceļus — strādājot, izmantojiet gumijas cimdus un aizsargbrilles.
- Uzglabāt sausā, vēsā vietā, cieši noslēgtā iepakojumā, lai novērstu mitruma uzsūkšanos vai karbonātu hidrolīzi.
- Norīšana var būt kaitīga — sazinieties ar medicīnas speciālistu, ja notikusi nejauša norīšana.
Izgūšana un ražošana
Dabīgais natron tiek ieguvts no sāļo ezeru un sārmainu nogulšņu raktuvēm, bet lielākā daļa rūpnieciskā nātrija karbonāta mūsdienās tiek ražota no sāls un kaļķa (Solvay process vai cita sintētiskā ceļā) vai arī tiek iegūta no trona un citiem minerāliem, kurus apstrādā rūpnieciski.
Valodas un izcelsmes piezīme
Vārds natrons cēlies no seno valodu nosaukumiem, kas apzīmēja sāļus un soda tipa vielas (piemēram, arābu “natrūn” un tiem radniecīgām formām Eiropas valodās). Nosaukums saglabājies ģeogrāfiskajās vietvārdu formās (piem., Wadi El Natrun).
Noslēgumā — natronam ir gan liela vēsturiska nozīme, gan tā ķīmiskās komponentes (īpaši nātrija karbonāts) turpina būt ļoti svarīgas mūsdienu rūpniecībā. Lai gan mūsdienu tehnoloģijās parasti lieto tīras, ražošanā iegūtas vielas, zināšanas par natrona īpašībām un lietojumiem palīdz izprast senāku amatniecību, medicīnu un ķīmijas attīstību.
Etimoloģija
Angļu vārds natron ir franču valodas atvasinājums, kas cēlies no spāņu natrón, izmantojot grieķu νιτρων nitron, kas cēlies no seno ēģiptiešu vārda netjeri, kas nozīmē natron. Mūsdienu nātrija ķīmiskais simbols Na ir saīsinājums no šī elementa jaunlatīņu nosaukuma natrium, kas radies no natron.
Izmantojiet
Vēsturiskais natrons tika ievākts kā sāls maisījums no sausām ezeru gultnēm Senajā Ēģiptē un tūkstošiem gadu tika izmantots tīrīšanai. Kopā ar eļļu tas bija agrīna ziepju forma. Tas mīkstina ūdeni un vienlaikus noņem eļļu un taukus. Natrons bija arī zobu tīrīšanas līdzeklis un agrīns mutes skalojamais līdzeklis. Minerālu piejauca agrīnajiem antiseptiskajiem līdzekļiem brūču un nelielu griezumu ārstēšanai. Natronu var izmantot zivju un gaļas žāvēšanai un konservēšanai. Tas bija arī senais mājsaimniecības insekticīds, to izmantoja ādas izgatavošanai un kā balinātāju apģērbiem.
Šo minerālu izmantoja ēģiptiešu mumifikācijā, jo tas absorbē ūdeni un bija žāvējošs līdzeklis. Turklāt natronā esošais karbonāts, pakļaujot to mitrumam, paaugstina pH, kas rada labvēlīgu vidi baktērijām. Dažās kultūrās uzskatīja, ka natrons garīgi pasargā gan dzīvos, gan mirušos. Natronu pievienoja rīcineļļai, lai iegūtu bezdūmu kurināmo, kas Ēģiptes amatniekiem ļāva apgleznot mākslas darbus seno kapu iekšpusē, neaptraipot tos ar kvēpiem.
Natrons ir sastāvdaļa, no kuras iegūst krāsu, ko sauc par Ēģiptes zilo. To kopā ar smiltīm un kaļķi romieši un citi romieši izmantoja keramikas un stikla ražošanā vismaz līdz 640. gadam. Minerālu izmantoja arī kā kušni dārgmetālu lodēšanai.
Izmantošanas samazināšanās
Lielākā daļa natrona lietojumu gan sadzīvē, gan rūpniecībā laika gaitā tika aizstāta ar radniecīgiem nātrija savienojumiem un minerāliem. Natronam piemītošās mazgāšanas līdzekļa īpašības tagad komerciāli nodrošina nātrija, kas ir maisījuma galvenā sastāvdaļa, kā arī citas ķīmiskās vielas. Nātronu nomainīja arī sodas karbonāts stikla ražošanā. Dažas no senajām mājsaimniecības funkcijām tagad pilda arī parasta cepamā soda, kas ir otra nozīmīgā natrona sastāvdaļa.
Hidratēta nātrija karbonāta ķīmija
Natrons ir arī mineraloģiskais nosaukums nātrija karbonāta dekahidrātam (Na 2CO3 -10H2 O), kas ir vēsturiskā natrona galvenā sastāvdaļa. Nātrija karbonāta dekahidrāta īpatnējais svars ir no 1,42 līdz 1,47 un Mosa cietība - 1. Tas kristalizējas monokliniski domatiskā kristāliskajā sistēmā, parasti veidojot izkristalizācijas un inkrustācijas.
Terminu hidratēts nātrija karbonāts parasti lieto monohidrātam (Na 2CO3 -H2 O), dekahidrātam un heptahidrātam (Na2 CO 3-7H2 O), bet rūpniecībā to bieži lieto tikai attiecībā uz dekahidrātu. Gan heptahidrāts, gan dekahidrāts izplūst (zaudē ūdeni) sausā gaisā un daļēji pārvēršas monohidrātā - termonatrītā Na 2CO 3-H 2O.
Kā nātrijahidrāta avots
Nātrija karbonāta dekahidrāts istabas temperatūrā paliek nemainīgs, bet, temperatūrai paaugstinoties līdz 32 °C (90 °F), tas pārvēršas par kristālisku materiālu Na 2CO3 -7H2 O, bet virs 37-38 °C (99-100 °F) - par nātrija karbonāta monohidrātu Na 2CO3 -H 2O. Tā izdalās galvenokārt dzidrs, bezkrāsains sāļš ūdens ar nelielu cietā termonatrīta piejaukumu. Minerālu natronu bieži atrod kopā ar citiem minerāliem, piemēram, ģipsi un kalcītu. Lielākā daļa cilvēku ražota nātrija karbonāta ir nātrija karbonāts, nātrija karbonāta anhidrāts Na 2CO3 , ko iegūst, kalcinējot (sausā veidā karsējot 150 līdz 200 °C temperatūrā) nātrija bikarbonātu, nātrija karbonāta monohidrātu vai tronu.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir Natron?
A: Natrons ir nātrija karbonāta dekahidrāta, nātrija bikarbonāta, mājsaimniecības sāls un nātrija sulfāta maisījums.
J: Kāda ir tīra Natrona krāsa?
A: Tīra Natrona krāsa ir balta vai bezkrāsaina.
J: Kur atrodamas Natrona atradnes?
A: Natrona atradnes dažkārt ir atrodamas sāļos ezeru slāņos, kas veidojušies sausā vidē.
J: Kādi ir daži praktiski natrona izmantošanas veidi vēstures gaitā?
A: Natronam vēstures gaitā ir bijuši daudzi praktiski pielietojumi, piemēram, mūmiju konservēšanai, ziepju ražošanai un kā tīrīšanas līdzeklim.
J: Kāda ir vārda "Natrons" nozīme mūsdienu mineraloģijā?
A: Mūsdienu mineraloģijā vārds "Natron" attiecas tikai uz nātrija karbonāta dekahidrātu (hidratētu karbonātnātrija sodu), kas veido lielāko daļu vēsturiskās sāls.
J: Kā zinātniski sauc cepamo sodu?
A: Zinātniskais nosaukums ir nātrija bikarbonāts.
J: Kāds ir nātrija bikarbonāta procentuālais daudzums Natronā?
A: Nātrija bikarbonāta procentuālais daudzums Natron sastāvā ir aptuveni 17 %.
Meklēt