SZCZAWIAN SODU (NA2C2O4): STRUKTURA, WŁAŚCIWOŚCI, ZASTOSOWANIA, ZAGROŻENIA - CHEMIA - 2025

Szczawian sodu jest związek organiczny, składa się z dwóch jonów sodowych i szczawianu jonów. Jego wzór chemiczny to Na ₂ C ₂ O ₄ lub też Na ₂ (COO) ₂ . Jest to sól sodowa kwasu szczawiowego lub kwasu etanodiowego. Na ₂ C ₂ O ₄ jest białą krystaliczną substancją stałą, a jej wodne roztwory są zasadowe (alkaliczne).

Szczawian sodu występuje w roślinach i warzywach. U ludzi kwas szczawiowy jest wytwarzany w sposób naturalny ze sprzężonego kwasu, który z kolei jest wytwarzany w wyniku pewnych procesów metabolicznych.

Stały szczawian sodu Na ₂ (COO) ₂ . Leiem. Źródło: Wikimedia Commons.

Na ₂ C ₂ O ₄ jest stosowany w laboratoriach analiz chemicznych jako środek redukujący (przeciwieństwo utleniacza). Również w celu umożliwienia badania niektórych związków organicznych podczas oczyszczania ścieków.

Służy do usuwania odpadów chlorofluorowęglowodorów (CGC), które niszczą warstwę ozonową. Jest to również surowiec do ekonomicznego pozyskiwania kwasu szczawiowego.

Ze względu na wysoką zawartość szczawianu sodu w niektórych warzywach jadalnych osoby, które mają skłonność do tworzenia kamieni lub kamieni nerkowych, powinny unikać spożywania takich pokarmów. Dzieje się tak, ponieważ kamienie są zwykle tworzone ze szczawianów.

Struktura

Szczawian sodu składa się z dwóch kationów sodu Na ⁺ i jednego anionu szczawianowego (COO) ₂ ^{2 -} . Anion szczawianowy jest z kolei tworzony przez dwie jednostki COO ^- połączone przez dwa atomy węgla: ^- OOC - COO ^- .

W stałym szczawianie sodu anion szczawianowy ma płaski kształt. Oznacza to, że zarówno węgiel, jak i tlen znajdują się w tej samej płaszczyźnie.

Struktura chemiczna szczawianu sodu Na ₂ (COO) ₂ . Autor: Benjah-bmm27. Źródło: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

- szczawian sodu

- szczawian disodu

- Sól sodowa kwasu etanodiowego

Nieruchomości

Stan fizyczny

Krystaliczne białe ciało stałe.

Waga molekularna

134,0 g / mol

Gęstość

2,27 g / cm ³ w 20 ° C

Rozpuszczalność

Rozpuszczalny w wodzie: 3,7 g / 100 ml w 20 ° C

pH

Jego wodne roztwory są zasadowe (alkaliczne), ponieważ anion szczawianowy ma tendencję do pobierania protonów z wody, pozostawiając jony OH ^- wolne .

Właściwości chemiczne

Może neutralizować kwasy, a reakcje są egzotermiczne, to znaczy wydzielają ciepło.

Służy jako środek redukujący iw tych reakcjach wytwarza dwutlenek węgla CO ₂ .

Ma właściwość silnego wiązania różnych jonów metali, takich jak jony żelaza żelazawego Fe ²⁺ i żelazowe Fe ³⁺ .

Otrzymywanie

Według KONSULTOWANE źródła, szczawian sodu, można otrzymać przez utlenianie węgla z tlenu O ₂ w temperaturze około 250 ° C, w postaci stężonego roztworu wodorotlenku sodu NaOH.

Obecność w przyrodzie

Szczawian sodu jest obecny w wielu roślinach i warzywach, takich jak boćwina, szpinak i rabarbar, oraz w zbożach, takich jak soja, wśród wielu innych produktów roślinnych.

Szpinak zawiera dużą ilość szczawianu sodu. Autor: Aline Ponce. Źródło: Pixabay.

Jego sprzężony kwas, kwas szczawiowy, jest wytwarzany w ludzkim organizmie w wyniku metabolizmu kwasu glikolowego lub kwasu askorbinowego. Raz wyprodukowany nie jest metabolizowany, ale jest wydalany z moczem w postaci szczawianu.

Rabarbar zawiera szczawian sodu. Autorzy: S. Hermann i F. Richter. Źródło: Pixabay.

Aplikacje

W laboratoriach analiz chemicznych

Jest stosowany jako odczynnik chemiczny, ogólnie jako środek redukujący, na przykład do standaryzacji roztworów nadmanganianu potasu, to znaczy do dokładnego określenia, ile zawierają nadmanganianu sodu.

Podczas niszczenia chlorofluorowęglowodorów

Do niszczenia chlorofluorowęglanów (CFC) użyto szczawianu sodu. Te związki CFC są jednymi z odpowiedzialnych za zniszczenie warstwy ozonowej planety (która chroni nas przed promieniowaniem ultrafioletowym).

W 1996 roku niektórzy badacze zaproponowali zastosowanie szczawianu sodu do ich eliminacji, ponieważ łatwo reaguje z CFC w temperaturach 270-290 ° C, czyniąc je nieszkodliwymi dla warstwy ozonowej.

Reakcję szczawianu sodu z CFC można kontrolować w celu uzyskania chlorowcowanych węglowodorów aromatycznych, które nie są szkodliwe dla warstwy ozonowej, ale są związkami użytecznymi w przemyśle chemicznym.

Taką reakcję można również zmaksymalizować i przekształcić wszystkie CFC w fluorek sodu NaF, chlorek sodu NaCl, węgiel elementarny i dwutlenek węgla CO ₂ .

Warstwa ozonowa planety chroni nas przed promieniami ultrafioletowymi słońca. Szczawian sodu eliminuje związki CFC, które go uszkadzają. Autor: One94. Źródło: Pixabay.

Przy określaniu ważnych parametrów oczyszczania ścieków

Stwierdzono, że szczawian sodu jest przydatny do pomiaru ilości i rodzajów związków organicznych wydzielanych przez mikroorganizmy z szlamu używanego do oczyszczania ścieków.

Pomiar takich związków jest ważny dla określenia ich funkcji podczas oczyszczania ścieków, ponieważ od nich zależy łatwość oddzielenia szlamu od wody.

Stosowanie szczawianu sodu pozwala uniknąć wad innych metod.

Aby otrzymać kwas szczawiowy

Surowy szczawian sodu z odpadów poprodukcyjnych został wykorzystany do produkcji kwasu szczawiowego H ₂ C ₂ O ₄ w dużych ilościach.

Metoda wykorzystuje szlam z procesu Bayera do obróbki boksytu (rudy aluminium). W procesie Bayera boksyt jest traktowany wodorotlenkiem sodu NaOH w celu rozpuszczenia tlenku glinu w tym minerale.

W procesie rozpuszczania tlenku glinu, niektóre związki organiczne obecne w minerale, takie jak kwasy humusowe, są atakowane przez NaOH, generując dużą ilość szczawianu sodu Na ₂ C ₂ O ₄ .

Ten szczawian sodu jest wprowadzany do szlamu ze związkami glinu. W celu oczyszczenia całość rozpuszcza się, filtruje i przepuszcza przez kwaśną kolumnę jonowymienną.

W kolumnie znajduje się żywica kwasu sulfonowego RSO ₃ H, w której jony metalu Na ⁺ są wymieniane na jony wodoru H ⁺ , uzyskując w ten sposób kwas szczawiowy H ₂ C ₂ O ₄ .

RSO ₃ H + Na ₂ C ₂ O ₄ ⇔ RSO ₃ Na + NaHC ₂ O ₄

RSO ₃ H + NaHC ₂ O ₄ ⇔ RSO ₃ Na + H ₂ C ₂ O ₄

Jest to niedrogi proces, a otrzymany kwas szczawiowy ma dopuszczalną czystość.

Aby usunąć niechciane związki

Sprzężony kwas szczawianu sodu, kwas szczawiowy H ₂ C ₂ O ₄ , jest stosowany do rozpuszczania niektórych rodzajów zanieczyszczeń i kamienia.

Charakterystyka przemiany kwasu szczawiowego w szczawian jest wykorzystywana przez działanie jako czynnik kompleksujący lub wytrącający, na przykład podczas przetwarzania odpadów z różnych paliw jądrowych.

Kwas szczawiowy jest również stosowany do usuwania kamienia mineralnego i tlenków żelaza w rurach i innych urządzeniach, co wynika z jego zdolności do silnego wiązania zarówno jonu żelazawego Fe ^{2+, jak} i jonu żelaza Fe ^3+, tworząc szczawiany.

Ryzyka

W przypadku bezpośredniego wdychania lub spożycia szczawian sodu powoduje ból gardła, przełyku i żołądka. Powoduje wymioty, silne przeczyszczanie, słaby puls, zapaść sercowo-naczyniową, objawy nerwowo-mięśniowe i uszkodzenie nerek.

Osoby, które mają skłonność do tworzenia się kamieni nerkowych w wyniku gromadzenia się szczawianów w moczu, powinny unikać spożywania warzyw o dużej zawartości rozpuszczalnych szczawianów, takich jak sód.

Szczawian sodu w dużych ilościach w pożywieniu, gdy dociera do moczu, wiąże się z obecnym w nim wapniem i może powodować kamienie lub kamienie szczawianu wapnia w nerkach u osób, które mają do tego skłonność.

Szczawian sodu w niektórych produktach spożywczych może prowadzić do tworzenia się kamieni w nerkach osób z predyspozycjami do tego. Autor: Azwer. Źródło: Pixabay.

Bibliografia

1. Narodowa Biblioteka Medyczna Stanów Zjednoczonych. (2019). Szczawian sodu. Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. Odzyskany z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Chai, W. i Liebman, M. (2005). Wpływ różnych metod gotowania na zawartość szczawianów w warzywach. J. Agric. Food Chem.2005, 53, 3027-3030. Odzyskany z pubs.acs.org.
3. Dagani, R. (1996). Niszcząca reakcja CFC. Archiwum wiadomości z dziedziny chemii i inżynierii 1996, 74, 4, 6-7. Odzyskany z pubs.acs.org.
4. Sajjad, M. i Kim, KS (2016). Ekstrakcja pozakomórkowych substancji polimerowych z osadu czynnego przy użyciu szczawianu sodu. Int. J. Environ. Sci. Technol. 13, 1697-1706 (2016). Odzyskany z link.springer.com.
5. Jeffrey, GA i Parry, GS (1954). Struktura krystaliczna szczawianu sodu. J. Am Chem Soc. 1954, 76, 21, 5283-5286. Odzyskany z pubs.acs.org.
6. Okuwaki, A. i in. (1984). Produkcja szczawianu przez utlenianie węgla tlenem w stężonym roztworze wodorotlenku sodu. Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev. 1984, 23, 648-651. Odzyskany z pubs.acs.org.
7. Hefter, G. i in. (2018). Rozpuszczalność szczawianu sodu w stężonych roztworach elektrolitów. J Chem & Eng Data. 2018, 63, 3, 542-552. Odzyskany z pubs.acs.org.
8. The, KI (1992). Proces otrzymywania kwasu szczawiowego i wodoroszczawianu sodu z surowego szczawianu sodu. Patent USA nr 5,171,887. 15 grudnia 1992. Odzyskany z freepatentsonline.com.