Natron: naravna mešanica natrijevih soli — definicija in uporaba

Natron je naravna mešanica natrijevega karbonata dekahidrata (Na ₂CO₃-10H ₂O, vrsta pepelike sode) in približno 17 % natrijevega bikarbonata (imenovanega tudi nahkolit ali soda bikarbona, NaHCO₃) skupaj z majhnimi količinami kuhinjske soli (halit, natrijev klorid) in natrijevega sulfata. Natron je bel ali brez barve, kadar je čist. Z nečistočami je lahko siv ali rumen. Nahajališča natrona včasih najdemo v slani (salini) jezerski plasti, ki je nastala v sušnih okoljih. V zgodovini je imel natron številne praktične uporabe, ki se še vedno uporabljajo v širokem spektru sodobnih uporab njegovih sestavnih mineralnih komponent.

V sodobni mineralogiji beseda natron pomeni le dekahidrat natrijevega karbonata (hidrirana soda), ki predstavlja večino zgodovinske soli.

Sestava in osnovne lastnosti

Natron je torej predvsem mešanica mineralov, katerih glavni sestavini sta:

natrijev karbonat dekahidrat (Na₂CO₃·10H₂O) — glavna sestavina, znana tudi kot natron v mineralogiji;
natrijev bikarbonat (NaHCO₃) — prisoten v manjših deležih, znan kot nahkolit, sestavina, ki daje natronu del njegovih upornih lastnosti (npr. kot sredstvo za peko in nevtralizacijo kislin).

Natron je topen v vodi in se ob segrevanju ali sušenju dehidrira; čista snov je običajno bela. Zaradi primesi ali vulkanskih/biokemijskih procesov v jezerih je lahko obarvan ali vsebuje druge soli, kot so halit (NaCl) in natrijev sulfat.

Kje nastaja

Natron se naravno kopiči v plasteh ob slanih, alkaličnih jezerih v sušnih območjih. Pri izhlapevanju vode se v slanih jezerih v prvih stopnjah izločijo karbonatne soli, med njimi natrijev karbonat in bikarbonat. Znana nahajališča in etimološki vir imena je območje Wadi Natrun v Egiptu, kjer so v antiki nabirali natron.

Zgodovinske uporabe

V antični dobi je imel natron pomembno vlogo:

mummifikacija in embalming: natron so uporabljali za sušenje in dezinfekcijo teles;
osebna higiena in čiščenje: natron je nadomestil ali dopolnjeval mila in detergente;
domača uporaba: za beljenje perila, odstranjevanje madežev in kot abrazivno čistilo;
industrijske uporabe v antiki: kot topilo oziroma sredstvo za izdelavo stekla (soda kot talilo za steklo) in pri barvah/tekstilni industriji;
konzerviranje hrane: natrijev karbonat in bikarbonat so pomagali pri nekaterih postopkih konzerviranja in obdelave hrane.

Sodobne uporabe sestavin natrona

Danes naravni natron ni več tako razširjen kot surovina, saj so številne uporabe nadomestili industrijsko proizvedeni natrijev karbonat (soda) in natrijev bikarbonat. Kljub temu so komponente natrona še vedno pomembne:

natrijev karbonat (soda) — uporaben v industriji stekla, detergentih, kemijski industriji in pri obdelavi vode;
natrijev bikarbonat — gospodinjski izdelek za peko (mehčanje testa), kot antacid (nevtralizacija želodčne kisline), v gasilnikih za manjše požare tipa B/C, pri nevtralizaciji kislin in v čiščenju;
v laboratorijih in industriji se komponente uporabljajo kot pH-regulatorji, sredstva za čiščenje in surovine za različne kemične procese.

Sicherheit in okoljski vidiki

Večina komponent natrona je kemično razmeroma stabilnih, vendar velja nekaj previdnostnih ukrepov:

natrijev karbonat je alkalna snov in lahko povzroči draženje kože in oči; pri delu z večjimi količinami uporabite zaščitne rokavice in očala;
natrijev bikarbonat je veliko manj koroziven, vendar pri večjih odmerkih lahko povzroči motnje pri vnosu ali vdihavanju prahu;
izkopavanje ali intenzivno črpanje solnih/alkaličnih jezer lahko vpliva na lokalne ekosisteme, zato je pri pridobivanju naravnih solnih virov priporočljiva okoljska presoja in trajnostni pristop.

Sorodni minerali in pojmi

V geologiji in industriji se pogosto pojavljajo tudi sorodni minerali, ki jih je dobro ločiti od natrona:

trona (natrijev karbonat-hidrokarbonat hidrat; drugačna kemijska formula) — pomemben industrijski vir sode;
nahkolit (NaHCO₃) — mineral, ki predstavlja naravni natrijev bikarbonat;
mirabilit (natrijev sulfat dekahidrat) — drug hidriran natrijev sulfat, ki se pojavlja v evaporitnih okoljih.

Skupaj povzemimo: izraz natron ima zgodovinski pomen kot naravna mešanica natrijevih soli, v sodobni mineralogiji pa se nanaša predvsem na natrijev karbonat dekahidrat. Njegove sestavine so bile in so še vedno uporabne v številnih gospodinjskih, industrijskih in kulturnih praksah, medtem ko so sodobne tehnologije delno nadomestile naravno pridobivanje z industrijskimi postopki.

Etimologija

Angleška beseda natron je sorodna francoska beseda, ki je nastala iz španske besede natrón prek grške besede νιτρων nitron, ki izhaja iz staroegipčanske besede netjeri, ki pomeni natron. Sodobni kemijski simbol za natrij, Na, je okrajšava novolatinskega imena tega elementa natrium, ki izhaja iz natron.

Uporaba

Zgodovinski natron so kot mešanico soli pridobivali na dnu suhih jezer v starem Egiptu in so ga tisočletja uporabljali za čiščenje. Skupaj z oljem je bil zgodnja oblika mila. Mehča vodo ter hkrati odstranjuje olje in maščobo. Natron je bil tudi sredstvo za čiščenje zob in zgodnja ustna voda. Mineral so mešali v zgodnje antiseptike za rane in manjše ureznine. Natron se lahko uporablja za sušenje in konzerviranje rib in mesa. Bil je tudi starodavni gospodinjski insekticid, uporabljal se je za izdelavo usnja in kot belilo za oblačila.

Mineral so uporabljali pri egipčanski mumifikaciji, saj absorbira vodo in je bil sredstvo za sušenje. Poleg tega karbonat v natronu ob izpostavljenosti vlagi poveča pH, kar je dobro okolje za bakterije. V nekaterih kulturah naj bi natron ohranjal duhovno varnost živih in mrtvih. Natron so dodajali ricinusovemu olju, da so dobili brezdimno gorivo, ki je egipčanskim umetnikom omogočalo slikanje umetnin v starodavnih grobnicah, ne da bi jih obarvali s sajami.

Natron je sestavina za izdelavo barve, imenovane egipčanska modra. Rimljani in drugi so ga skupaj s peskom in apnom uporabljali za izdelavo keramike in stekla vsaj do leta 640 po Kristusu. Mineral so uporabljali tudi kot topilo za spajkanje plemenitih kovin.

Zmanjšanje uporabe

Večino uporab natrona v gospodinjstvu in industriji so sčasoma nadomestile sorodne natrijeve spojine in minerali. Lastnosti natrona kot detergenta se zdaj komercialno zagotavljajo s sodo bikarbono, glavno sestavino mešanice, skupaj z drugimi kemikalijami. Natron je nadomestil tudi natron v steklarstvu. Nekatere njegove starodavne vloge v gospodinjstvu zdaj opravlja navadna soda bikarbona, druga pomembna sestavina natrona.

Kemija hidratiziranega natrijevega karbonata

Natron je tudi mineraloško ime za spojino natrijev karbonat dekahidrat (Na ₂CO ₃-10H₂ O), ki je glavna sestavina zgodovinskega natrona. Natrijev karbonat dekahidrat ima specifično težo od 1,42 do 1,47 in Mohsovo trdoto 1. Kristalizira v monoklinsko-domatičnem kristalnem sistemu in običajno tvori eflorescence in inkrustacije.

Izraz hidratiziran natrijev karbonat se običajno uporablja za monohidrat (Na ₂CO ₃-H₂ O), dekahidrat in heptahidrat (Na₂ CO ₃-7H₂ O), vendar se v industriji pogosto uporablja samo za dekahidrat. Tako heptahidrat kot dekahidrat izhlapevata (izgubljata vodo) v suhem zraku in se delno pretvorita v monohidratni termonatrit Na ₂CO ₃-H ₂O.

Kot vir sode bikarbone

Pri sobni temperaturi ostane natrijev karbonat dekahidrat enak, vendar se spremeni v kristalno snov Na ₂CO₃ -7H₂ O, nato pa nad 37-38 °C (99-100 °F) v natrijev karbonat monohidrat, Na ₂CO₃ -H ₂O, če temperatura doseže 32 °C (90 °F). Pri tem se sprosti večinoma bistra, brezbarvna slana voda z malo trdnega termonatrita. Mineral natron pogosto najdemo v povezavi z drugimi minerali, kot sta sadra in kalcit. Večina natrijevega karbonata, ki ga proizvaja človek, je natrijev karbonat anhidrat Na ₂CO₃ , ki ga dobimo s kalcinacijo (suho segrevanje pri temperaturah od 150 do 200 °C) natrijevega bikarbonata, natrijevega karbonata monohidrata ali trona.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je Natron?

O: Natron je mešanica natrijevega karbonata dekahidrata, natrijevega bikarbonata, kuhinjske soli in natrijevega sulfata.

V: Kakšna je barva čistega natrona?

O: Barva čistega natrona je bela ali brezbarvna.

V: Kje so nahajališča natrona?

O: Nahajališča natrona so včasih v slani jezerski plasti, ki je nastala v sušnih okoljih.

V: Katere so praktične uporabe natrona v zgodovini?

O: Natron se je v zgodovini velikokrat uporabljal v praksi, na primer za konzerviranje mumij, izdelavo mila in kot čistilno sredstvo.

V: Kaj pomeni beseda "natron" v sodobni mineralogiji?

O: V sodobni mineralogiji se beseda "natron" nanaša samo na natrijev karbonatni dekahidrat (hidratizirana soda), ki sestavlja večino zgodovinske soli.

V: Kako je znanstveno ime za sodo bikarbono?

O: Znanstveno ime za sodo bikarbono je natrijev bikarbonat.

V: Kolikšen je odstotek natrijevega bikarbonata v Natronu?

O: Odstotek natrijevega bikarbonata v Natronu je približno 17 %.