Sól kuchenna to chlorek sodu stosowany jako dodatek do żywności, konserwant żywności. Znajduje również zastosowanie w przemyśle chemicznym, medycynie. Służy jako najważniejszy surowiec do produkcji sody kaustycznej, kwasu solnego, sody i innych substancji. Formuła soli - NaCl.
Tworzenie wiązania jonowego między sodem a chlorem
Skład chemiczny chlorku sodu odzwierciedla wzór warunkowy NaCl, który daje wyobrażenie o równej liczbie atomów sodu i chloru. Ale substancja nie składa się z cząsteczek dwuatomowych, ale składa się z kryształów. Kiedy metal alkaliczny oddziałuje z silnym niemetalem, każdy atom sodu przekazuje elektron walencyjny do bardziej elektroujemnego chloru. Istnieją kationy sodu Na+ i aniony pozostałości kwasowej kwasu solnego Cl-. Przyciągane są przeciwnie naładowane cząstki, tworząc substancję z jonową siecią krystaliczną. Małe kationy sodu znajdują się pomiędzy dużymi anionami chlorku. Liczba cząstek dodatnich wskład chlorku sodu jest równy liczbie ujemnej, substancja jako całość jest obojętna.
Wzór chemiczny. Sól kuchenna i halit
Sole to złożone substancje jonowe, których nazwy zaczynają się od nazwy pozostałości kwasowej. Formuła soli kuchennej to NaCl. Geolodzy nazywają minerał o tym składzie „halitem”, a skałę osadową nazywa się „solą kamienną”. Przestarzały termin chemiczny, często używany w przemyśle, to „chlorek sodu”. Substancja ta znana jest ludziom od czasów starożytnych, kiedyś uważano ją za „białe złoto”. Współcześni uczniowie i studenci, czytając równania reakcji z udziałem chlorku sodu, wywołują znaki chemiczne („chlorek sodu”).
Przeprowadźmy proste obliczenia, korzystając ze wzoru substancji:
1) Mr (NaCl)=Ar (Na) + Ar (Cl)=22,99 + 35,45=58,44.
Względna masa cząsteczkowa wynosi 58,44 (w amu).
2) Masa molowa jest liczbowo równa masie cząsteczkowej, ale ta wartość ma jednostki g/mol: M (NaCl)=58,44 g/mol.
3) 100 g próbka soli zawiera 60,663 g atomów chloru i 39,337 g atomów sodu.
Właściwości fizyczne soli kuchennej
Kruche kryształki halitu - bezbarwne lub białe. W naturze występują też złoża soli kamiennej, pomalowanej na szaro, żółto lub niebiesko. Czasami substancja mineralna ma czerwony odcień, co jest spowodowane rodzajem i ilością zanieczyszczeń. Twardość halitu w skali Mohsa to tylko 2-2,5, szkło pozostawia na swojej powierzchni linię.
Inne parametry fizyczne chlorku sodu:
- zapach - nieobecny;
- smak - słony;
- gęstość - 2, 165 g/cm3 (20 °C);
- temperatura topnienia - 801 °C;
- temperatura wrzenia - 1413 °C;
- rozpuszczalność w wodzie - 359 g/l (25 °C);
Otrzymywanie chlorku sodu w laboratorium
Gdy metaliczny sód reaguje z gazowym chlorem w probówce, powstaje biała substancja - chlorek sodu NaCl (formuła soli kuchennej).
Chemia daje wyobrażenie o różnych sposobach uzyskania tego samego związku. Oto kilka przykładów:
Reakcja neutralizacji: NaOH (aq.) + HCl=NaCl + H2O.
Reakcja redoks między metalem a kwasem:
2Na + 2HCl=2NaCl + H2.
Działanie kwasu na tlenek metalu: Na2O + 2HCl (aq.)=2NaCl + H2O
Zastąpienie słabego kwasu z roztworu jego soli przez silniejszy:
Na2CO3 + 2HCl (aq.)=2NaCl + H2 O + CO2 (gaz).
Do użytku przemysłowego wszystkie te metody są zbyt drogie i skomplikowane.
Produkcja soli kuchennej
Już u zarania cywilizacji ludzie wiedzieli, że po soleniu mięso i ryby starczają na dłużej. Przezroczyste kryształy halitu o regularnym kształcie były używane w niektórych starożytnych krajach zamiast pieniędzy i były na wagę złota. Poszukiwanie i rozwój złóż halitupozwoliło na zaspokojenie rosnących potrzeb ludności i przemysłu. Najważniejsze naturalne źródła soli kuchennej:
- złoża mineralnego halitu w różnych krajach;
- woda mórz, oceanów i słonych jezior;
- warstwy i skorupy soli kamiennej na brzegach słonych zbiorników;
- kryształy halitu na ścianach kraterów wulkanicznych;
- solne bagna.
Przemysł wykorzystuje cztery główne sposoby produkcji soli kuchennej:
- wypłukiwanie halitu z warstwy podziemnej, odparowanie powstałej solanki;
- kopalnie soli;
- odparowanie wody morskiej lub solanki ze słonych jezior (77% masy suchej pozostałości to chlorek sodu);
- używanie produktu ubocznego odsalania.
Właściwości chemiczne chlorku sodu
W swoim składzie NaCl jest średnią solą utworzoną przez zasadę i rozpuszczalny kwas. Chlorek sodu jest silnym elektrolitem. Przyciąganie między jonami jest tak silne, że tylko wysoce polarne rozpuszczalniki mogą je zniszczyć. W wodzie jonowa sieć krystaliczna substancji rozpada się, a kationy i aniony są uwalniane (Na+, Cl-). Ich obecność wynika z przewodności elektrycznej, którą ma roztwór soli kuchennej. Wzór w tym przypadku jest zapisany w taki sam sposób, jak dla suchej masy - NaCl. Jedną z jakościowych reakcji na kation sodu jest żółte zabarwienie płomienia palnika. Aby uzyskać wyniki doświadczeniamusisz nakręcić trochę twardej soli na czystą pętlę z drutu i dodać ją do środkowej części płomienia. Właściwości soli kuchennej związane są również z cechą anionu, polegającą na jakościowej reakcji na jon chlorkowy. Podczas interakcji z azotanem srebra w roztworze wytrąca się biały osad chlorku srebra (zdjęcie). Chlorowodór jest wypierany z soli przez silniejsze kwasy niż kwas solny: 2NaCl + H2SO4=Na2SO4 + 2HCl. W normalnych warunkach chlorek sodu nie ulega hydrolizie.
Obszary zastosowania soli kamiennej
Chlorek sodu obniża temperaturę topnienia lodu, dlatego zimą na drogach i chodnikach używa się soli i piasku. Pochłania dużą ilość zanieczyszczeń, podczas gdy rozmrażanie zanieczyszcza rzeki i strumienie. Sól drogowa przyspiesza również proces korozji karoserii i uszkadza drzewa sadzone przy drogach. W przemyśle chemicznym chlorek sodu jest wykorzystywany jako surowiec dla dużej grupy chemikaliów:
- kwas solny;
- sód metaliczny;
- chlor gaz;
- soda kaustyczna i inne związki.
Ponadto sól kuchenna jest wykorzystywana do produkcji mydeł i barwników. Jako środek antyseptyczny do żywności stosuje się go w konserwach, marynowaniu grzybów, ryb i warzyw. W celu zwalczania chorób tarczycy w populacji formułę soli kuchennej wzbogacono o bezpieczne związki jodu, np. KIO3, KI, NaI. Takie suplementy wspomagają produkcję hormonu tarczycy, zapobiegają chorobomwole endemiczne.
Znaczenie chlorku sodu dla organizmu ludzkiego
Formuła soli kuchennej, jej skład stał się niezbędny dla zdrowia człowieka. Jony sodu biorą udział w przekazywaniu impulsów nerwowych. Aniony chloru są niezbędne do produkcji kwasu solnego w żołądku. Ale zbyt dużo soli w żywności może prowadzić do wysokiego ciśnienia krwi i zwiększać ryzyko rozwoju chorób serca i naczyń. W medycynie, przy dużej utracie krwi, pacjentom wstrzykuje się sól fizjologiczną. Aby go otrzymać, 9 g chlorku sodu rozpuszcza się w jednym litrze wody destylowanej. Organizm ludzki potrzebuje ciągłego dostarczania tej substancji wraz z pożywieniem. Sól jest wydalana przez narządy wydalnicze i skórę. Średnia zawartość chlorku sodu w organizmie człowieka wynosi około 200 g. Europejczycy spożywają około 2-6 g soli kuchennej dziennie, w gorących krajach liczba ta jest wyższa ze względu na większą potliwość.
