Nátrium-klorid | |
---|---|
Tábornok | |
Szisztematikus név |
Nátrium-klorid |
Hagyományos nevek | Só, konyhasó, konyhasó, konyhasó, kősó, halit [1] |
Chem. képlet | NaCl |
Fizikai tulajdonságok | |
Moláris tömeg | 58,44277 g/ mol |
Sűrűség | 2,165 g/cm³ |
Termikus tulajdonságok | |
Hőfok | |
• olvadás | 800,8 °C |
• forralás | 1465 °C |
Mol. hőkapacitás | 50,8 J/(mol K) |
Entalpia | |
• oktatás | −234,8 kJ/mol |
Fajlagos párolgási hő | 170,85 kJ/mol |
Fajlagos olvadási hő | 28,68 kJ/mol |
Kémiai tulajdonságok | |
Oldhatóság | |
• vízben |
35,6 g/100 ml (0°C) 35,9 g/100 ml (+25°C) 39,1 g/100 ml (+100°C) |
• metanolban | 1,49 g/100 ml |
• ammóniában | 21,5 g/100 ml |
Optikai tulajdonságok | |
Törésmutató | 1,544202 (589 nm) |
Szerkezet | |
Koordinációs geometria |
Oktaéder (Na+) Oktaéder (Cl-) |
Kristályos szerkezet | arcközpontú köbös, cF8 |
Osztályozás | |
Reg. CAS szám | 7647-14-5 |
PubChem | 5234 |
Reg. EINECS szám | 231-598-3 |
MOSOLYOK | [Na+].[Cl-] |
InChI | InChI=1S/ClH.Na/h1H;/q;+1/p-1FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M |
RTECS | VZ4725000 |
CHEBI | 26710 |
ChemSpider | 5044 |
Biztonság | |
LD 50 | 3000-8000 mg/kg |
NFPA 704 | 0 0 0 |
Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve. | |
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon |
A nátrium-klorid vagy nátrium-klorid (NaCl) a sósav nátriumsója . A mindennapi életben konyhasó néven ismert , melynek fő összetevője az. A nátrium-klorid jelentős mennyiségben található a tengervízben . A természetben halit ásványként (kősó) fordul elő. A tiszta nátrium-klorid színtelen kristály, de különböző szennyeződésekkel színe kék, lila, rózsaszín, sárga vagy szürke árnyalatot vehet fel.
A természetben a nátrium-klorid halit ásvány formájában fordul elő , amely kősólerakódásokat képez az üledékes kőzetekben, rétegekben és lencsékben a sós tavak és torkolatok partjain , sókéregben a sós mocsarakban és a vulkánkráterek falán és solfataras. A tengervízben hatalmas mennyiségű nátrium-klorid oldódik fel. A világóceán 4 × 10 15 tonna NaCl-t tartalmaz. A NaCl nyomai tartósan jelen vannak a légkörben a tengervízpermet elpárolgása következtében. A másfél kilométeres magasságban lévő felhőkben a 10 mikronnál nagyobb cseppek 30%-a tartalmaz NaCl-t. Hókristályokban is megtalálható [2] .
Valószínűleg az ember első sóval való megismerkedése a meleg tengerek lagúnáiban vagy sós tavakban történt, ahol a sekély vízben a magas hőmérséklet és a szél hatására a sós víz intenzíven elpárolgott, és az üledékben felhalmozódott só. Pythagoras képi kifejezése szerint "a só nemes szülőktől született: a naptól és a tengertől" [3] .
A természetben a nátrium-klorid leggyakrabban halit ásványként fordul elő. Arcközpontú köbös rácsával rendelkezik, és 39,34 % Na -t, 60,66% Cl -t tartalmaz . A szennyeződéseket alkotó további kémiai elemek a következők : Br , N , H , Mn , Cu , Ga , As , I , Ag , Ba , Tl , Pb , K , Ca , S , O. Sűrűsége 2,1-2,2 g / cm³, keménysége a Mohs-skálán - 2. Színtelen, átlátszó, üveges fényű ásvány. Sótartalmú rétegekben gyakori ásvány. Zárt tározókban történő ülepedés során keletkezik, valamint vulkáni kráterek falán fellépő lökések termékeként. Laguna- és tengeri fáciesű üledékes kőzetekben rétegeket, sókupolákban állományszerű testeket és hasonlókat képez [4] .
A kősó az evaporitok csoportjába tartozó üledékes kőzet, amely több mint 90%-ban halitból áll. A halitet gyakran kősónak is nevezik. Ez az üledékes kőzet lehet színtelen vagy hófehér, de gyakrabban agyag, talkum (szürke), vas-oxidok és -hidroxidok (sárga, narancssárga, rózsaszín, piros), bitumen (barna) szennyeződésekkel színezi. A kősó nátrium-, kálium-, magnézium- és kalcium-kloridokat és -szulfátokat, bromidokat, jodidokat, borátokat, gipszet, karbonát-agyag szennyeződéseket, dolomitot, ankerit, magnezit, bitumen stb. tartalmaz [4] .
A lerakódások kialakulásának körülményei szerint a kősót a következő típusokra osztják [4] :
A tengeri só sók ( kloridok , karbonátok , szulfátok stb.) keveréke, amely a tengervíz teljes elpárolgása során keletkezik. A tengervíz átlagos sótartalma:
Összetett | Tömeg. részvény, % |
---|---|
NaCl | 77.8 |
MgCl 2 | 10.9 |
MgSO4_ _ | 4.7 |
KCl | 2.5 |
K2SO4 _ _ _ | 2.5 |
CaCO3_ _ | 0.3 |
Ca(HCO 3 ) 2 | 0.3 |
egyéb sók | 0.2 |
Amikor a tengervíz +20 és +35 °C közötti hőmérsékleten elpárolog, az üledékben először a legkevésbé oldódó sók, a kalcium- és magnézium-karbonátok, valamint a kalcium-szulfát kristályosodnak ki. Ezután jobban oldódó nátrium- és magnézium-szulfátok, nátrium-, kálium- és magnézium-kloridok, majd ezek után - kálium- és magnézium-szulfátok esnek ki. A sók kristályosodásának sorrendje és a csapadék összetétele a hőmérséklettől, a párolgási sebességtől és egyéb körülményektől függően némileg változhat. Az iparban a tengeri sót tengervízből nyerik, főként hagyományos bepárlással. A kősótól lényegesen magasabb egyéb kémiai sók, ásványi anyagok és különféle nyomelemek, elsősorban jód, kálium, magnézium és mangán tartalma különbözik. Ennek megfelelően ízében különbözik a nátrium-kloridtól - keserű-sós ízt adnak neki a magnéziumsók. Az orvostudományban alkalmazzák: bőrbetegségek, például pikkelysömör kezelésére . Gyógyszerként a gyógyszertárban és a hagyományos kereskedelmi hálózatban elterjedt termék a Holt-tengeri só . Ezt a sófajtát tisztított formában az élelmiszer-kereskedelmi hálózat is kínálja - természetes és jódban gazdag élelmiszerként [5] .
A kősó lelőhelyek minden geológiai rendszerben megtalálhatók. Ezek közül a legfontosabbak a kambriumi , devon , perm és harmadidőszaki lelőhelyeken koncentrálódnak. A kősó erőteljes tározólerakódásokat és boltíves szerkezetek (sókolák és készletek) magjait képezi, közbenső rétegeket, lencséket, fészkeket és zárványokat képez más kőzetekben [4] . Az oroszországi tavak közül a legnagyobbak az Eltonszkoje , a Kaszpi-tengeri Baskunchak , a Kuchukskoye-tó , a Kulundinszkoje -tó , az Ebeyty -tó és más nyugat-szibériai tavak.
Az ókorban a sókitermelés technológiája abból állt, hogy a sóoldatot (oldatot) lóhajtással húzták ki a bányákból, amelyeket „kútnak” vagy „ablaknak” neveztek, és elég mélyek voltak - 60-90 m. A kivont sóoldatot egy speciálisan kialakított tartályba öntötték , ahonnan a lyukakon keresztül az alsó tározóba áramlott, majd egy ereszcsatorna rendszerrel a fatornyokba táplálták. Ott nagy kádakba öntötték, amelyeken felforralták a sót.
Oroszországban a pomorok sót főztek a Fehér-tenger partján, és Morinkának nevezték . 1137- ben Szvjatoszlav novgorodi herceg adót állapított meg a sótartókra [6] :
... a tengeren a kakastól és a salgától a hason ... [7]
A "morjankának" nevezett fehér-tengeri sóval a 20. század elejéig az egész Orosz Birodalomban kereskedtek, amikor is olcsóbb Volga-sóval váltották fel.
A nátrium-klorid modern kivonása gépesített és automatizált. A sót tömegesen állítják elő tengervíz (akkoriban tengeri só) vagy sóoldat elpárologtatásával más erőforrásokból, például sós forrásokból és sós tavakból, valamint sóbányák bányászatával és kősó kitermelésével.
A nátrium-klorid tengervízből való kinyeréséhez meleg éghajlatra van szükség, alacsony páratartalmú levegővel, jelentős, tengerszint alatti vagy árapály által elárasztott alacsonyan fekvő területek jelenléte, a párolgási medencék rossz talajáteresztő képessége, alacsony csapadék az aktív időszakban. párolgás, az édes folyóvizek befolyásának hiánya és a fejlett közlekedési infrastruktúra elérhetősége.
A világ sótermelését 2009 - ben 260 millió tonnára becsülik. A világ legnagyobb termelői Kína (60,0 millió tonna), USA (46,0 millió tonna), Németország (16,5 millió tonna), India (15,8 millió tonna) és Kanada (14 millió tonna) [8] .
Sóbányászat a Holt-tenger déli részén, Izraelben
kősó kristályok
Tengeri só ültetvény Dakarban
Sóhalmok a bolíviai Uyuni sósíkságban
Az élelmiszeriparban és a főzésben nátrium-kloridot használnak, amelynek tisztaságának legalább 97%-osnak kell lennie. Aromaanyagként és élelmiszerek tartósítására használják. Az ilyen nátrium-kloridnak az asztali só kereskedelmi neve van , néha az élelmiszer, konyhasó megnevezéseket is használják, valamint a név specifikációját eredetétől függően - kő, tenger, valamint az adalékanyagok összetétele szerint - jódozott, fluorozott, stb. Az ilyen só sós ízű, utóíz nélküli, szagtalan kristályos ömlesztett termék (kivéve a jódozott sót), amelyben a sókivonási módszerrel nem összefüggő idegen szennyeződések nem megengedettek. A konyhasó a nátrium-kloridon kívül kis mennyiségű kalcium-, magnézium- és káliumsót is tartalmaz, amelyek higroszkópossá és keménysé teszik. Minél kevesebb ez a szennyeződés a sóban, annál jobb a minősége.
Vannak fajtái: extra, legmagasabb, első és második. A nátrium-klorid tömeghányada fajtákban, %:
A nedvesség tömeghányada az "extra" minőségű elpárolgott sóban 0,1%, a legmagasabb fokozatban - 0,7%. Kálium-jodid (kálium-jodid), kálium-jodát, kálium- és nátrium-fluorid hozzáadása megengedett. A jód tömeghányada (40,0 ± 15,0) × 10 -4 %, a fluoré (25,0 ± 5,0) × 10 -3 %. Az extra és prémium kategóriák színe fehér, azonban az első és második osztálynál a só eredetétől függően megengedettek a szürke, sárgás, rózsaszín és kékes árnyalatok. Az étkezési sót őrölve és kimagozva állítják elő. A szemcseméret szerint az őrölt sót számokra osztjuk: 0, 1, 2, 3. Minél nagyobb a szám, annál nagyobbak a sószemcsék.
A főzés során a nátrium-kloridot fogyasztják a legfontosabb fűszerként. A só jellegzetes ízű, enélkül az étel íztelennek tűnik az ember számára. A sónak ez a tulajdonsága az emberi fiziológiának köszönhető. Az emberek azonban gyakran több sót fogyasztanak, mint amennyi az élettani folyamatokhoz szükséges.
A nátrium-klorid gyenge fertőtlenítő tulajdonságokkal rendelkezik - 10-15% sótartalom megakadályozza a rothadó baktériumok növekedését. Ez a tény határozza meg tartósítószerként való széles körű használatát.
A nátrium-klorid vizes izotóniás oldatát (0,9%) méregtelenítő szerként, a testrendszerek állapotának korrigálására használják kiszáradás esetén, más gyógyszerek oldószereként. A hipertóniás oldatokat (10%-os oldat) kiegészítő ozmotikus diuretikumként használják agyödéma esetén, nyomásnövelésre vérzéskor, nátrium- és klórionhiányos állapotokban, ezüst-nitrátos mérgezés esetén, gennyes sebek kezelésére. (helyileg). A szemészetben helyi gyógymódként a nátrium-klorid-oldat dekongesztáns hatású [9] .
Télen más sóval, homokkal vagy agyaggal kevert nátrium-kloridot - az úgynevezett technikai sót - használják fagyállóként a jég ellen. Egyes országokban az úttestre és a járdákra szórják, bár ez a korrozív folyamatok miatt negatívan befolyásolja a bőrcipőket és a járművek műszaki állapotát.
A Na-kationit szűrőket széles körben használják vízlágyító üzemekben, mindenféle vízkezelési kapacitásban . A modern víztisztító telepek kationos anyagai főként glaukonit , polimer ioncserélő gyanták és szulfonált szén. A szulfokationos ioncserélő gyanták a leggyakoribbak.
A Na-kationcserélő szűrők regenerálása 6-10%-os nátrium-klorid oldattal történik, ennek eredményeként a kationcserélő Na-formává alakul és regenerálódik. A reakciók a következő egyenletek szerint zajlanak:
A só, a szén, a mészkő és a kén mellett a „négy nagy” ásványi terméket alkotja, amelyek a vegyipar számára a legfontosabbak [10] . Szódát, klórt, sósavat, nátrium-hidroxidot, nátrium-szulfátot és fémnátriumot nyernek belőle. Ezenkívül a sót a vízben könnyen oldódó nátrium-klorát ipari előállítására is használják, amely gyomirtó [11] . A teljes reakcióegyenlet forró nátrium-klorid oldat elektrolíziséhez [12] :
Klór és nátrium-hidroxid előállításaAz iparban a klórt nátrium -klorid oldat elektrolízisével nyerik . Az elektródákon végbemenő folyamatok [13] [14] :
Amint az a teljes reakcióegyenletből látható, egy másik termék a nátrium-hidroxid. A villamosenergia-fogyasztás 1 tonna klórra körülbelül 2700 kWh. A keletkező klór megemelt nyomáson már normál hőmérsékleten sárga folyadékká cseppfolyósodik [15] .
Ha nincs membrán az anód és a katód között, akkor a vízben oldott klór reakcióba lép a nátrium-hidroxiddal, kloridot és nátrium-hipokloritot képezve NaClO [14] :
Ezért a nátrium-hidroxid előállításához membránt használnak , és a NaOH előállításának megfelelő módszerét diafragmának nevezik. Membránként azbeszt kartont használnak . Az elektrolízis során az anódtérbe folyamatosan nátrium-klorid oldatot juttatnak, a katódtérből pedig folyamatosan nátrium-klorid és nátrium-hidroxid oldat áramlik ki. Ez utóbbi párologtatása során a klorid kikristályosodik, mivel oldhatósága 50%-os NaOH-oldatban rendkívül alacsony (0,9%). A kapott NaOH-oldatot vaskádban bepároljuk, majd a száraz maradékot újra megolvasztjuk.
A tiszta nátrium-hidroxid előállításához (nátrium-klorid adalékok nélkül) a higanyos módszert alkalmazzák, ahol grafit anódot és higanykatódot használnak. Mivel a higany hidrogénfejlődésének túlfeszültsége nagyon nagy, újra nátriumionok jelennek meg rajta, és nátrium- amalgám képződik [14] [16] :
Az amalgámot később forró vízzel lebontják, így nátrium-hidroxid és hidrogén keletkezik, majd a higanyt visszaszivattyúzzák az elektrolizátorba:
A folyamat általános reakciója megegyezik a membrános módszerrel.
Fémes nátrium kinyeréseA fémnátriumot nátrium-klorid olvadék elektrolízisével nyerik. A következő folyamatok zajlanak:
A cellafürdő béléssel ellátott acélházból , grafit anódból és gyűrű alakú vaskatódból áll. A katód és az anód között egy hálós membrán található. A NaCl olvadáspontjának (+800 °C) csökkentésére az elektrolit nem tiszta nátrium-klorid, hanem kalcium-klorid CaCl 2 (40:60) keveréke, amelynek olvadáspontja +580 °C. A katódtér felső részében összegyűlő fémes nátrium legfeljebb 5% kalciumszennyeződést tartalmaz, de ez utóbbi idővel szinte teljesen leválik, mivel olvadáspontján (+371 K = 98 °C) folyékony nátriumban oldódik. ) csak 0,01 %. NaCl fogyasztásával folyamatosan adják a fürdőhöz. Az elektromos áram költsége hozzávetőlegesen 15 kWh/1 kg nátrium [17] .
Sósav és nátrium-szulfát beszerzéseA sósav, azaz a hidrogén-klorid vizes oldatának (HCl) előállításának számos ipari módszere közül a szilárd nátrium-klorid és a tömény kénsav közötti cserereakciót alkalmazzák:
Az első reakció már normál körülmények között nagymértékben megtörténik, és gyenge melegítéssel majdnem a végére megy. A második csak magas hőmérsékleten fordul elő. Az eljárást speciális, nagy teljesítményű gépesített kemencékben hajtják végre. A felszabaduló hidrogén-kloridot pormentesítik, lehűtik és a víz felszívja, így sósav keletkezik. Melléktermékként nátrium-szulfát Na 2 SO 4 [18] [19] képződik .
Ezt a módszert használják a hidrogén-klorid laboratóriumi előállítására is.
Olvadáspont +800,8 °C, forráspont +1465 °C.
Vízben mérsékelten oldódik, az oldhatóság alig függ a hőmérséklettől: a NaCl oldhatósága (grammban 100 g vízben) +21 °C-on 35,9, +80 °C-on 38,1. Jelentősen csökken hidrogén-klorid, nátrium-hidroxid, más fémek kloridjai jelenlétében. Folyékony ammóniában oldódik, kicserélődési reakciókba lép [ meghatározza ] . A tiszta nátrium-klorid nem higroszkópos. A só azonban gyakran szennyezett szennyeződésekkel (főleg Ca 2+ , Mg 2+ és SO2-4
_), és az ilyen só a levegőben nedves lesz [20] . A NaCl · 2H 2 O kristályos hidrát +0,15 °C alatti hőmérsékleten izolálható [21] .
A zúzott jég és a finom nátrium-klorid por keveréke hatékony hűtőfolyadék. Tehát 30 g NaCl és 100 g jég összekeverésekor az elegyet –20 °C hőmérsékletre hűtjük. Ennek az az oka, hogy a só vizes oldata 0 °C alatti hőmérsékleten megfagy. A jég, amelynek hőmérséklete körülbelül 0 ° C, ilyen oldatban megolvad, elnyeli a környezet hőjét.
Termodinamikai jellemzők | |
---|---|
∆ f H 0 g | −181,42 kJ/mol |
∆ f H 0 l | −385,92 kJ/mol |
∆ f H 0 s | −411,12 kJ/mol |
Δ f H 0 aq | −407 kJ/mol |
S 0 g, 1 bar | 229,79 J/(mol K) |
S 0 l, 1 bar | 95,06 J/(mol K) |
S 0 s | 72,11 J/(mol K) |
A NaCl dielektromos állandója - 6,3
NaCl vizes oldatok sűrűsége és koncentrációja
Koncentráció, % | Koncentráció, g/l | Sűrűség, g/ml |
---|---|---|
egy | 10.05 | 1.005 |
2 | 20.25 | 1.012 |
négy | 41.07 | 1.027 |
6 | 62.47 | 1.041 |
nyolc | 84,47 | 1.056 |
tíz | 107.1 | 1.071 |
12 | 130.2 | 1.086 |
tizennégy | 154.1 | 1.101 |
16 | 178,5 | 1.116 |
tizennyolc | 203.7 | 1.132 |
húsz | 229,5 | 1.148 |
22 | 256 | 1.164 |
24 | 283.2 | 1.18 |
26 | 311.2 | 1.197 |
Egy ember évente átlagosan körülbelül 5 kilogramm nátrium-kloridot fogyaszt [22] . Egy felnőtt szervezetében átlagosan 5 liter vér van, amely 0,9% sót is tartalmaz. A vizelettel együtt egy személy körülbelül 15 gramm NaCl-t távolít el naponta. Az emberi verejték is körülbelül 0,5% NaCl-t tartalmaz, ezért fokozott izzadás esetén 0,5% NaCl-t is tartalmazó szénsavas víz fogyasztása javasolt [2] .
A fiziológiailag ésszerű napi sóbevitel mérsékelt éghajlaton egy átlagos testsúlyú ember számára 30 éves korban 4-6 gramm só, de sok országban hagyományosan jóval magasabb - körülbelül 10-20 gramm, meleg éghajlaton pedig fokozott izzadás miatt - 25-30 grammig. A szervezetet érő rendkívüli igénybevétel esetén a napi sószükséglet elérheti a 100-150 grammot is. A só szabályozza az ozmózisnyomást , a vízanyagcserét, elősegíti a sósav képződését a gyomornedvben , aktiválja az enzimek aktivitását. De a túlzott sóbevitel magas vérnyomáshoz, vese- és szívbetegségekhez vezet. A só hiánya a szervezetben a csont- és izomszövet pusztulását okozza. Depressziót, idegrendszeri zavarokat, az emésztés és a szív- és érrendszeri aktivitás romlását, simaizom görcsöket, csontritkulást, étvágytalanságot okozhat. A nátrium-klorid krónikus hiánya esetén halálos kimenetel lehetséges. A háziállatok (tehén, juh, ló, kecske) sót is igényelnek. A nátrium-klorid hiánya egy fiatal állat testében késlelteti a növekedést és a súlygyarapodást, felnőtteknél pedig letargiát, étvágytalanságot, csökkent tejhozamot és részleges súlycsökkenést. Mivel a növény takarmánya és levelei kevés sót tartalmaznak, a modern gazdaságokban a takarmány összetételébe adják , és az állatállomány egészségéhez szükséges vitaminokkal és ásványi anyagokkal is dúsítják.
Amikor a tömény kénsav szilárd nátrium-kloridra hat, hidrogén-klorid szabadul fel:
Ezüst-nitrát oldattal fehér ezüst-klorid csapadékot képez (kvalitatív reakció a kloridionhoz):
Oldatban réz-szulfáttal keverve nátrium -tetraklór-kuprátot kapunk , míg a kék oldat a hidratált ion túlsúlya miatt zöldre vált [23] :
A nátrium-klorid hatalmas természeti készletei miatt nincs szükség ipari vagy laboratóriumi szintézisére. Különféle kémiai módszerekkel azonban fő- vagy melléktermékként nyerhető.
Mivel a nátrium-klorid vizes oldatban szinte teljesen ionokra bomlik:
Kémiai tulajdonságait vizes oldatban a nátriumkationok és klorid-anionok megfelelő kémiai tulajdonságai határozzák meg.
A nátrium-klorid színtelen köbös kristályokat képez , F m 3 m tércsoport , cellaparaméterek a = 0,563874 nm , d = 2,17 g/cm 3 . A Cl − ionok mindegyikét hat Na + ion veszi körül oktaéderes konfigurációban, és fordítva. Ha gondolatban eldobjuk például a Na + ionokat , akkor a Cl - ionok sűrűn tömörített köbös szerkezete megmarad , amit arcközpontú köbös rácsnak nevezünk. A Na + ionok is sűrűn tömörített köbös rácsot alkotnak. Így a kristály két, egymáshoz képest félciklussal eltolt részrácsból áll. Ugyanez a rács sok más ásványra is jellemző .
Az atomok közötti kristályrácsban az ionos kémiai kötés dominál , ami az ellentétes töltésű ionok elektrosztatikus kölcsönhatásának a következménye.
Szótárak és enciklopédiák |
|
---|---|
Bibliográfiai katalógusokban |
perfúziós oldatok - ATC kód: B05 | Plazmapótló és||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
|