انواع نمک ها در شیمی و کاربرد آنها

انواع نمک ها در شیمی و کاربرد آنها

نمک ها ترکیبات یونی هستند که از واکنش خنثی سازی بین اسید و باز به وجود می آیند. بسته به قدرت مربوط به واکنش دهنده ها، انواع نمک ها در شیمی را می توان به اسیدی، بازی، نرمال (خنثی) یا دو طبقه بندی کرد.

یک نمک بازی از واکنش بین یک باز قوی و یک اسید ضعیف تشکیل می شود. برعکس، نمک های اسیدی از واکنش بین یک اسید قوی و یک باز ضعیف تولید می شوند. هنگامی که اسید و باز هر دو قوی باشند، یک نمک معمولی یا خنثی تشکیل می شود.

در نهایت، نمک های مضاعف از واکنش دو نمک ساده که در یک شبکه یونی متبلور شده اند، تشکیل می شوند. از این رو نمک های مضاعف بیش از یک نوع آنیون یا کاتیون دارند.

همه ما با نمک، به ویژه کلرید سدیم، یا نمک خوراکی آشنا هستیم. ما به طور مرتب از آن برای طعم دادن و نگهداری غذا استفاده می کنیم. با این حال، همه با انواع دیگر نمک ها و کاربردهای آنها، به عنوان مثال، در تولید محصولاتی مانند کودها، رنگ ها و پارچه های پلی استر آشنا نیستند.

و نمک ها عملکرد بیولوژیکی نیز دارند. در موجودات بیولوژیکی مانند انسان، نمک به عنوان یک الکترولیت عمل می کند که سیگنال های عصبی را قادر می سازد توسط مغز به عضلات و اندام ها منتقل شود و بالعکس. سیگنال های عصبی حرکات ارادی و غیر ارادی عضلات را کنترل می کنند. آنها همچنین اطلاعات را از اندام های حسی مانند چشم و زبان منتقل می کنند و ترشح هورمون ها را از سیستم غدد درون ریز تنظیم می کنند.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع مختلف نمک ها در شیمی و کاربرد آنها به خواندن ادامه دهید.

منظور از نمک در شیمی چیست؟

در شیمی نمک به عنوان یک ترکیب معدنی یا آلی که دارای پیوندهای یونی است تعریف می شود. هنگامی که در آب حل می شود، یون ها به کاتیون ها و آنیون های دارای بار مثبت که دارای بار منفی هستند، تجزیه می شوند. اینها محلول های یونی را الکترولیت های ایده آلی می سازند که به راحتی می توانند الکتریسیته را هدایت کنند.

نمک ها اغلب محصول واکنش های خنثی سازی بین اسیدها و بازها هستند. به عنوان مثال، کلرید سدیم را می توان از طریق واکنش خنثی سازی بین اسید کلریدریک و هیدروکسید سدیم تولید کرد، همانطور که در معادله شیمیایی متعادل زیر نشان داده شده است.

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

همانطور که می بینید، اسید هیدروکلریک اسیدی توسط هیدروکسید سدیم بازی خنثی می شود و نمک خوراکی و آب را تشکیل می دهد. این واکنش همچنین می تواند به عنوان یک واکنش جایگزینی دوگانه طبقه بندی شود که در آن آنیون ها و کاتیون ها شرکای تبادلی می کنند.

نمک ها همچنین می توانند از طریق واکنش های ترکیبی تولید شوند. به عنوان مثال، همانطور که این معادله شیمیایی متعادل نشان می دهد، کلرید سدیم را می توان از طریق واکنش ترکیبی بین سدیم فلزی و کلر گازی ایجاد کرد.

2Na + Cl₂ → 2NaCl

همانطور که این معادله نشان می دهد، برای تولید دو مولکول کلرید سدیم به دو مولکول سدیم و یک مولکول دیاتومیک کلرید نیاز است. این نوع واکنش بین یک فلز قلیایی و یک هالوژن بسیار گرمازا است.

انواع نمک ها در شیمی کدامند؟

نمک ها را می توان به روش های مختلفی بسته به نحوه تولید، ترکیب آنها و سطح pH آنها در یک محلول آبی طبقه بندی کرد. نمک ها را می توان به دسته های زیر دسته بندی کرد:

نمک های ساده: نمک های ساده از طریق واکنش های خنثی سازی بین اسیدها و بازها تشکیل می شوند. آنها را می توان بیشتر به نمک های اسیدی، بازی و خنثی طبقه بندی کرد.
نمک های اسیدی: نمک های اسیدی زمانی تولید می شوند که یک اسید قوی با یک باز ضعیف واکنش نشان دهد. PH این نوع نمک به دلیل واکنش خنثی سازی ناقص زیر 7 است.
نمک های بازی: بر خلاف نمک های اسیدی، نمک های بازی از واکنش بین اسید ضعیف و یک باز قوی تشکیل می شوند. سطح pH بالاتر از 7.2 است.
نمک های خنثی: نمک های خنثی نه حاوی یون های هیدروژن قابل تعویض هستند و نه یون های هیدروکسیل و در نتیجه سطح pH خنثی ایجاد می شود.
نمک های مضاعف: نمک های مضاعف که از طریق واکنش بین نمک های ساده تولید می شوند، حاوی بیش از یک آنیون یا کاتیون در هر مولکول هستند.
نمک های پیچیده: ترکیبی از ترکیبات مولکولی و یون ها هستند، به این معنی که هر دو دارای یون های باردار و مولکول های خنثی هستند. یک فلز مرکزی توسط یون ها و مولکول های خنثی احاطه شده است و در نتیجه یک کمپلکس را تشکیل می دهد.
نمک های مخلوط: نمک های مخلوط از دو آنیون تشکیل شده اند که یک کاتیون مشترک دارند یا برعکس. آنها از طریق واکنش بیش از یک اسید یا باز تولید می شوند.

نمونه هایی از نمک ها در شیمی

در اینجا چند نمونه از هر دسته یا نوع نمک آورده شده است:

نمک های ساده : کلرید سدیم (NaCl)
نمک های اسیدی : کربنات سدیم (NaHCO3) و کلرید آمونیوم (NH4Cl)
نمک های بازی : استات سدیم (NAOOCCH3)، سیانید پتاسیم (KCN) و هیدروکسید کلرید روی (Zn(OH)Cl)
نمک های خنثی : کلرات پتاسیم (KClO3)، فسفات کلسیم (Ca3(PO4)2) و نیترات سدیم (NaNO3)
نمک های مضاعف : فلوراید پتاسیم سریم (KCeF4) و نمک مور ((NH4)2Fe(SO4)2.6H2O)
نمک های پیچیده : تترا آمینو سولفات مس ([Cu(NH3)4]SO4) و هگزامین کروم (III) کلرید [CR(NH3)6]Cl3]
نمک های مخلوط : پودر سفید کننده (Ca(ClO)2) و سدیم سولفات پتاسیم (NaKSO4)

خواص نمک در شیمی چیست؟

نمک ها از نظر طعم، رنگ، بو، حلالیت، رسانایی و نقطه ذوب خواص متفاوتی دارند. این ویژگی ها با ترکیب نمک و ساختار کریستالی آن تعیین می شود.

به غیر از ساختار شبکه کریستالی و پیوندهای یونی آنها، در اینجا برخی از خواص دیگر نمک آورده شده است:

طعم
اگرچه بسیاری از نمک ها طعم «نمکی» مشخصی دارند، اما برخی دیگر طعم بسیار متفاوتی دارند. برای مثال دی استات سرب می تواند شیرین مزه اما سمی باشد. از طرف دیگر سولفات منیزیم طعم تلخی دارد در حالی که بی تارتارات پتاسیم ترش است. مونوسدیم گلوتامات دارای طعمی خوش طعم است که مزه سایر مواد غذایی را برجسته می کند.

رنگ
بسیاری از نمک ها شفاف یا نیمه شفاف هستند، اما برخی مات هستند.

کدورت، شفافیت و رنگ نمک ها عمدتاً توسط آرایش یا ساختار تک کریستال ها تعیین می شود. نمک ها در طیف گسترده ای از رنگ ها هستند که به ترکیب یونی بستگی دارد. به عنوان مثال، نیترات کبالت به دلیل وجود کبالت هیدراته (II) قرمز است، در حالی که سولفات مس در نتیجه کروموفور مس (II) آبی است.

بو
نمک هایی که از واکنش های خنثی سازی بین اسیدهای قوی و بازهای قوی تولید می شوند، بو ندارند. با این حال، آنهایی که یا از یک اسید ضعیف و یک باز قوی تشکیل می شوند، یا برعکس، تمایل به بو دارند. رایج ترین نمک های سیانید هستند که از هیدروژن سیانید تشکیل می شوند. آنها بویی شبیه بادام دارند.

انحلال پذیری
از آنجایی که نمک ها ترکیبات یونی هستند، اکثر آنها در آب و همچنین انواع دیگر حلال ها بسیار محلول هستند. برخی استثناها شامل هگزا کلروپلاتینات آمونیوم، کوبالتینیتیت پتاسیم و بیشتر کربنات های فلزی است.

رسانایی
نمک های مذاب و محلول های نمک ها به دلیل خواص یونی و قطبی خود، رسانای الکتریسیته هستند.

نقطه ذوب
نمک ها به دلیل پیوندهای یونی قوی، دارای نقطه ذوب بالایی هستند. به عنوان مثال، نمک خوراکی معمولی دارای نقطه ذوب 801 درجه سانتیگراد است.

کاربردهای عملی نمک ها در شیمی

کاربردهای عملی نمک ها بسته به نوع نمک متفاوت است. به عنوان مثال، کلرید سدیم معمولی (نمک سفره) معمولاً در صنایع تولید مواد شیمیایی برای تولید محصولات شیمیایی دیگر مانند بی کربنات سدیم، هیدروکسید سدیم، کلر و اسید هیدروکلریک استفاده می شود.

همچنین در ساخت صابون و مینای چینی و همچنین فرآیندهای متالورژیکی مختلف استفاده می‌شود (نمک فلزات را به ذوب شدن تشویق می‌کند).

انواع دیگر نمک ها، مانند هیپوکلریت سدیم، مواد پاک کننده و سفید کننده موثری ایجاد می کنند، در حالی که زاج به دلیل توانایی آن در حذف ذرات معدنی در تصفیه آب مفید است.

نمک در سیستم های بیولوژیکی

نمک ها در سیستم های بیولوژیکی بسیار مهم هستند زیرا به حفظ یکپارچگی سلولی کمک می کنند. آنها تعادل آب و مواد مغذی را از طریق فشار تورگ کنترل می کنند.

نمک ها همچنین الکترولیت های مهمی هستند که سیگنال های الکتروشیمیایی مانند تکانه های عصبی را تسهیل می کنند.

نمک در شیمی چگونه تشکیل می شود؟

راه های مختلفی برای تولید نمک وجود دارد، اما رایج ترین آنها از طریق واکنش خنثی سازی (یا واکنش جایگزینی دوگانه) است که بین اسیدها و بازها رخ می دهد.

نمک ها همچنین می توانند از طریق واکنش بین فلزات قلیایی و هالوژن تشکیل شوند که به عنوان واکنش ترکیبی طبقه بندی می شود.

نمک ها به این دلیل مهم هستند که کاربردهای متعددی دارند. در اینجا چند نمونه آورده شده است:

کلرید سدیم : همچنین به عنوان نمک خوراکی شناخته می شود، کلرید سدیم رایج ترین نوع نمک مورد استفاده در چاشنی و نگهداری مواد غذایی است.
مونوسدیم گلوتامات : از این نوع نمک برای خوش طعم کردن غذا و افزایش طعم آن استفاده می شود.
نیترات سدیم : معمولاً در ساخت مواد منفجره و کودها استفاده می شود.
پرمنگنات پتاسیم : در درمان برخی از بیماری های پوستی مانند عفونت های قارچی استفاده می شود. همچنین در سنتز ترکیبات آلی مانند اسید اسکوربیک استفاده می شود.
تترا آمینو سولفات مس : این نوع نمک در تولید پارچه های مصنوعی، به ویژه ابریشم مصنوعی کاپرامونیم استفاده می شود.
زینک کلرید هیدروکسید مونوهیدرات : یک افزودنی خوراکی و مکمل غذایی رایج برای حیوانات اهلی. همچنین یک جزء ضد قارچی برای درمان گیاهان است.

ملاحظات ایمنی و زیست محیطی

رایج ترین نوع نمک، کلرید سدیم، برای حفظ زندگی ضروری است. با این حال، اگر نمک بیش از حد وارد آب شیرین شود، می تواند مشکلاتی ایجاد کند و به طور بالقوه به تامین آب آشامیدنی آسیب برساند. غلظت بالای نمک در خاک نیز ممکن است برای گیاهان مضر باشد زیرا بهره وری و رشد را محدود می کند.

نمک های موجود در کودها (به عنوان مثال، کلرید پتاسیم و سولفات پتاسیم) برای محیط زیست نیز خطرناک هستند. این به این دلیل است که رواناب کود می تواند اقیانوس را آلوده کند و خطر اوتروفیکاسیون را افزایش دهد. این یک چرخه معیوب از شکوفایی جلبک ها و تولید بیش از حد باکتری هایی است که از جلبک های در حال تجزیه تغذیه می کنند. مقدار اکسیژن محلول در آب را کاهش می دهد و در نهایت بسیاری از موجودات دریایی را از بین می برد.

خلاصه

نمک ها انواع مختلفی دارند و می توان آنها را به دسته های مختلفی طبقه بندی کرد. رایج ترین نوع آن کلرید سدیم است که در اقیانوس ها و پوسته زمین به وفور یافت می شود. نمک ها کاربردهای صنعتی و خانگی گسترده ای دارند. به عنوان مثال، کلرید سدیم علاوه بر اینکه به عنوان چاشنی و نگهدارنده مواد غذایی عمل می کند، برای تولید مواد شیمیایی مختلف و همچنین صابون و مینای چینی استفاده می شود.