Cloruro de sodio: qué es, estructura, propiedades, usos y toxicidad

¿Qué es el cloruro de sodio?

El cloruro de sodio, denominado también sal común o sal de mesa, es una sal inorgánica binaria del metal alcalino sodio y el halógeno cloro. Es el mayor componente de la sal comestible y su forma mineral es conocida como halita. Su fórmula molecular es NaCl, y describe la proporción estequiométrica de sus iones (Na⁺ Cl^–) y no la de una molécula discreta (Na-Cl)

Es un sólido blanco cristalino que se forma por la combinación del sodio, metal blanco plateado, el cual reacciona violentamente con el agua, y el elemento cloro, un gas venenoso, corrosivo y de color verde pálido.

Estructura del cloruro de sodio

En la imagen superior se representa la estructura cúbica compacta del cloruro de sodio. Las voluminosas esferas verdes corresponden a los aniones Cl^–, mientras que las blancas, a los cationes Na⁺. Nótese cómo el cristal de NaCl consiste en una red de iones dispuestos por sus interacciones electrostáticas en una proporción 1:1.

Aunque en la imagen se muestren barras, los enlaces no son covalentes sino iónicos. El uso de las barras resulta útil al momento de mostrar la geometría de coordinación en torno a un ion.

Por ejemplo, en el caso del NaCl cada Na⁺ se rodea de seis Cl^– (octaedro de color blanco), y cada Cl^– de seis Na⁺ (octaedro de color verde).

Por lo tanto, tiene una coordinación (6,6) cuyos números indican cuántos vecinos rodean a cada ion. El número de la derecha señala los vecinos del Na⁺, mientras que el de la izquierda, los del Cl^–.

Otras representaciones omiten el uso de las barras para resaltar los huecos octaédricos que posee la estructura, los cuales resultan del espacio intersticial entre seis aniones Cl^– (o cationes Na⁺) empaquetados. Este ordenamiento se observa en otras sales inorgánicas mono (MX) o poliatómicas, y recibe el nombre de sal gema.

Celda unitaria

La celda unitaria de la sal gema es cúbica, pero ¿cuáles cubos exactamente la representan en la imagen superior? Los octaedros dan la respuesta. Ambos abarcan en total una celda conformada por cuatro cubos pequeños.

Estos cubos poseen porciones de los iones en sus vértices, aristas y caras. Observando detenidamente, un ion Na⁺ se ubica en el centro y doce de ellos en las aristas. Un ion en una arista puede ser compartido por cuatro cubos. De manera que hay 4 iones Na⁺ (12×1/4 + 1= 4).

Para los iones Cl^–, ocho se ubican en los vértices y seis en las aristas. Como los iones posicionados en los vértices comparten espacio con otros ocho cubos, y en las aristas con seis, se tienen 4 iones Cl^– (8×1/8 + 6×1/2= 4).

El resultado anterior se interpreta del siguiente modo: en la celda unitaria del NaCl hay cuatro cationes Na⁺ y cuatro aniones Cl^–; proporción que concuerda con la fórmula química (un Na⁺ por cada Cl^–).

Propiedades del cloruro de sodio

Fórmula molecular

NaCl.

Peso molecular

58,44 g/mol.

Descripción física

Un sólido cristalino.

Color

Cristales incoloros transparentes o polvo blanco cristalino.

Sabor

Salado.

Punto de ebullición

2.575º F a 760 mmHg.

1.465º C.

Punto de fusión

1.474º F (800,7º C).

Tanto el punto de ebullición, como el de fusión, reflejan el calor necesario para vencer la energía reticular cristalina. Por lo tanto, estas mediciones confirman el carácter iónico del NaCl.

Solubilidad en agua

Mayor o igual a 100 mg/ml a 68º F.

36,0 g/100 ml a 25º C.

Es de hecho una sal higroscópica, la cual retiene humedad del ambiente.

Solubilidad en solventes orgánicos

0,065 g/100 mL de etanol a 25º C; 10 g/100 g de glicerol a 25º C; 2,15 g/100 mL de amonio líquido a 40º C; 1,4 g/100 mL de metanol a 25º C; 7,15 g/100 de etilenglicol a 25º C y 5,21 g/100 g de ácido fórmico a 25º C.

Densidad 

2,165 g/cm³ a 77º C.

Presión de vapor 

1 mmHg a 1.589º F.

Estabilidad

Es estable bajo las condiciones recomendadas de almacenamiento.

Descomposición

Cuando es calentado a altas temperaturas se descompone emitiendo vapores de ácido clorhídrico y de óxido disódico.

Viscosidad

Viscosidad de soluciones saturadas 1,93 mPa-s.

Corrosión

Es corrosivo para muchos metales.

pH

6,7 a 7,3 en solución acuosa.

Usos del cloruro de sodio

En los alimentos

• El cloruro de sodio se ha usado desde la Antigüedad para mejorar el sabor de los alimentos y para su conservación. La salazón de la carne es una forma de preservarla de la acción bacteriana, ya que retrasa la descomposición proteica.
• Por otro lado, la sal aumenta la osmolaridad en torno de la carne, lo cual provoca la absorción por ósmosis del agua de las bacterias causando su eliminación.

Usos industriales

Industria alimentaria

• En la industria de los alimentos, se usa la sal como un potenciador del sabor, aditivo del control de la fermentación, agente del control de la textura y revelador del color. Por ejemplo, se agrega sal para resaltar el color en el tocino, jamón y otros productos cárnicos.
• La sal sirve como aglutinante en la fabricación de salchichas. Contribuye a la formación de un gel aglutinante compuesto de carne, grasa y humedad.
• En el procesamiento de la harina para la elaboración del pan, se agrega sal durante la cocción para controlar la tasa de fermentación de masa de pan. También se usa para fortalecer el gluten y como potenciador del sabor, así como un relleno de productos horneados.
• Se usa en la fabricación de cereales para el desayuno, harinas mezcladas o preparadas, papas fritas, comidas para perros y gatos, etc.
• Se utiliza también, en bloques de sal, para aportar minerales a la alimentación del ganado bovino y mejorar las propiedades de su carne.

Síntesis de productos químicos

• El cloruro de sodio se usa como materia prima en la producción de hidróxido de sodio y cloro, los cuales, a su vez, tienen utilidad en numerosas industrias químicas.
• Se utiliza la sal en el procesamiento de varios metales, por ejemplo, aluminio, cobre, acero y vanadio. También se usa para fabricar clorato de sodio, que posteriormente se utiliza en la síntesis dióxido de cloro, un blanqueador basado en oxígeno. El dióxido de cloro es menos dañino para el ambiente que otros blanqueadores.

En la industria del cuero

• Se usa la sal para inhibir la acción bacteriana en la interior de las pieles, así como ayudar en su rehidratación.

En la industria textil

• La sal se emplea como mordiente en el teñido de las telas. Se emplea como un enjuague de salmuera para eliminar los contaminantes orgánicos y para crear una carga positiva en la superficie de las telas que permita la unión de los colorantes de carga negativa.

En la industria petrolera

• En la exploración de petróleo y de gas, la sal es un componente importante de los líquidos de perforación de pozos. Se usa para flocular y aumentar la densidad de los líquidos de perforación, lo que permite superar las altas presiones del gas en los pozos que se quieren alcanzar. Además, la sal mantiene la saturación del líquido de perforación.
• La sal ayuda a compactar el suelo sobre el que se construyen las carreteras. Disminuye el desplazamiento causado en el subsuelo por los cambios de humedad y el tráfico automotriz.

En el hogar

La sal se ha utilizado mediante frotamiento en la limpieza de las superficies, las ollas y los sartenes. También en la prevención del moho y como quitamancha. Asimismo, se usa en muchas marcas de champú y pastas dentales.

Otros usos

En las carreteras

• En previsión de las nevadas se cubren las carreteras con salmuera, lo cual previene la unión del hielo a la superficie de la carretera. Para el descongelamiento, se usa una mezcla de salmuera y sal, y a veces se agregan otros componentes químicos como cloruros de magnesio o de calcio. El uso de la sal y la salmuera no es efectivo a temperaturas menores a -10º C.
• Al agregar sal se produce un descenso del punto crioscópico, una propiedad coligativa de las soluciones, por lo que obstaculiza en cierta forma la formación del hielo.
• Debido a su condición higroscópica, la sal se utiliza como un desecante barato.

En las resinas empleadas para el ablandamiento del agua

• El agua dura contiene iones de calcio y magnesio que obstaculizan la acción del jabón y producen depósitos de materiales alcalinos en diferentes equipos y tuberías. En el ablandamiento del agua, se usan resinas de intercambio iónico. La sal se emplea en la preparación y regeneración de las resinas.

En los extintores

• El cloruro de sodio se usa en los extintores para combatir incendios en los que están presentes metales combustibles, tales como magnesio, potasio, sodio y aleaciones NK.
• La sal actúa como un disipador del calor y también como formadora de una corteza que restringe el acceso del oxígeno al fuego.

En los vidrios

• Se utilizan los cristales de cloruro de sodio en componentes ópticos como ventanas y prismas, especialmente para la luz infrarroja. Sin embargo, al ser la sal muy higroscópica, se produce una especie de escarcha que recubre los lentes. Por esta razón, los lentes de cloruro de sodio se han sustituidos por los de seleniuro de zinc (ZnSe).

Usos terapéuticos

Suplir la falta de sales en el organismo

• Cuando hay una depleción corporal del Na⁺, debe ser reemplazado para mantener la osmolaridad extracelular, la conducción nerviosa y la contracción muscular.
• El NaCl se utiliza en el tratamiento y la prevención de una deficiencia de sodio y cloro, resultante de una sudoración excesiva durante una exposición a altas temperaturas. Se usa también en una excesiva diuresis o una excesiva restricción de la ingesta salina.
• El suministro parenteral de una solución de NaCl al 045% se usa en el manejo de la diabetes hiperosmolar. Cumple una función rehidratante y sirve para evaluar el estatus de la función renal.
• Las inyecciones de soluciones hipertónicas, con una concentración de NaCl mayor al 0,9% p/v.
• Se usa cuando hay una depleción severa de Na⁺, siendo una restauración del ion esencial. Esta hiponatremia puede ser la consecuencia de un tratamiento con electrolitos libres o con una concentración de Na⁺.
• También la hiponatremia puede tener por causa una excesiva ingesta de agua, no controlada por un funcionamiento renal no adecuado.

En tratamientos y usos no convencionales

• Soluciones de inhalación de NaCl se usan para diluir las drogas empleadas durante el proceso de nebulización. También se utiliza para el lavado traqueal e irrigación. La solución salina al 0,9% en usada en los aerosoles nasales.
• Soluciones de NaCl al 20% se usan para su instalación transabdominal intra-amniótica, induciendo de este modo un aborto tardío durante el segundo trimestre de embarazo.
• El cloruro de sodio se puede usar como antiséptico local. Gracias a su capacidad osmótica es capaz de deshidratar un amplio espectro de virus y bacterias en estado no espuralado; por lo tanto, se usa como un doloroso antiséptico para desinfectar heridas.

Toxicidad del cloruro de sodio

Ingestión

Solo tiene un efecto dañino sobre la salud si la ingesta es alta y durante mucho tiempo. Bajo estas circunstancias se produciría una hipernatremia con el consecuente aumento del volumen extracelular que llevaría a una hipertensión arterial.

Irritación  y contacto físico

Tiene efecto tóxico solo si la inhalación es muy alta. Al contacto con la piel en forma excesiva puede causar su resequedad. Finalmente, ocasiona una irritación momentánea al contacto con los ojos.

Referencias

1. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgánica. (Cuarta edición., pág. 84, 90, 93, 263). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Química (8va ed.). CENGAGE Learning, p 482-483.
3. Cloruro de sodio (2018). Cloruro de sodio: Beneficios, Usos, Propiedades, Riesgos. Tomado de: clorurodesodio.org
4. PubChem (2018). Sodium Chloride. Recuperado de:  pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Wikipedia (2018). Sodium chloride. Tomado de: en.wikipedia.org
6. American Elements (2018). Sodium Chloride. Tomado de: americanelements.com