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óxido de sodio

El óxido de sodio es un compuesto químico con la fórmula Na 2 O . Se utiliza en cerámica y vidrios . Es un sólido blanco pero el compuesto rara vez se encuentra. En cambio, "óxido de sodio" se utiliza para describir componentes de diversos materiales, como vidrios y fertilizantes, que contienen óxidos que incluyen sodio y otros elementos.

Estructura

La estructura del óxido de sodio se ha determinado mediante cristalografía de rayos X. La mayoría de los óxidos de metales alcalinos M2O ( M = Li , Na , K , Rb ) cristalizan en la estructura antifluorita . En este motivo, las posiciones de los aniones y cationes están invertidas con respecto a sus posiciones en CaF 2 , con iones de sodio coordinados tetraédricamente con 4 iones de óxido y óxido coordinados cúbicamente con 8 iones de sodio. [3] [4]

Preparación

El óxido de sodio se produce por la reacción del sodio con hidróxido de sodio , peróxido de sodio o nitrito de sodio : [5]

2 NaOH + 2 Na → 2 Na 2 O + H 2

En la medida en que el NaOH está contaminado con agua, se emplean correspondientemente mayores cantidades de sodio. El exceso de sodio se destila del producto bruto. [6]

Un segundo método consiste en calentar una mezcla de azida de sodio y nitrato de sodio : [6]

5 NaN 3 + NaNO 3 → 3 Na 2 O + 8 N 2

La quema de sodio en el aire produce una mezcla de Na 2 O y peróxido de sodio ( Na 2 O 2 ).

Un tercer método, mucho menos conocido, consiste en calentar sodio metálico con óxido de hierro (III) :

6 Na + Fe 2 O 3 → 3 Na 2 O + 2 Fe

La reacción debe realizarse en una atmósfera inerte para evitar la reacción del sodio con el aire.

Aplicaciones

Fabricación de vidrio

Los vidrios a menudo se describen en términos de su contenido de óxido de sodio, aunque en realidad no contienen Na 2 O . Además, estos vasos no están hechos de óxido de sodio, sino que se les añade el equivalente de Na 2 O en forma de "sosa" ( carbonato de sodio ), que pierde dióxido de carbono a altas temperaturas:

Na 2 CO 3 → Na 2 O + CO 2
Na 2 O + SiO 2Na 2 SiO 3
Na 2 CO 3 + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + CO 2

Un vidrio fabricado típico contiene alrededor de un 15% de óxido de sodio, un 70% de sílice ( dióxido de silicio ) y un 9% de cal ( óxido de calcio ). El carbonato de sodio "soda" sirve como fundente para reducir la temperatura a la que se funde la mezcla de sílice. Este vidrio sodocálcico tiene una temperatura de fusión mucho más baja que la sílice pura y tiene una elasticidad ligeramente mayor. Estos cambios surgen porque el material a base de Na 2 [SiO 2 ] x [SiO 3 ] es algo más flexible.

Reacciones

El óxido de sodio reacciona rápida e irreversiblemente con el agua para dar hidróxido de sodio :

Na 2 O + H 2 O → 2 NaOH

Debido a esta reacción, el óxido de sodio a veces se denomina anhídrido básico del hidróxido de sodio (más arcaicamente, "anhídrido de sosa cáustica").

Referencias

  1. ^ ab Zumdahl, Steven S. (2009). Principios químicos 6ª ed . Compañía Houghton Mifflin. pag. A23. ISBN 978-0-618-94690-7.
  2. ^ Sigma-Aldrich Co. , Óxido de sodio. Recuperado el 25 de mayo de 2014.
  3. ^ Zintl, E .; Más difícil, A.; Dauth B. (1934). "Gitterstruktur der óxido, sulfuro, seleniuro y telururo de litio, natrio y kalio". Zeitschrift für Elektrochemie und Angewandte Physikalische Chemie . 40 (8): 588–93. doi :10.1002/bbpc.19340400811. S2CID  94213844.
  4. ^ Wells, AF (1984) Química inorgánica estructural, Oxford: Clarendon Press ISBN 0-19-855370-6 
  5. ^ Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
  6. ^ ab E. Dönges (1963). "Óxido de sodio (IV)". En G. Brauer (ed.). Manual de química inorgánica preparativa, 2.ª edición . vol. 1 páginas = 975-6. Nueva York, Nueva York: Academic Press.