Natriumchlorid | |
---|---|
Generel | |
Systematisk navn |
Natriumchlorid |
Traditionelle navne | Salt, bordsalt, bordsalt, bordsalt, stensalt, halit [1] |
Chem. formel | NaCl |
Fysiske egenskaber | |
Molar masse | 58,44277 g/ mol |
Massefylde | 2,165 g/cm³ |
Termiske egenskaber | |
Temperatur | |
• smeltning | 800,8°C |
• kogning | 1465°C |
Mol. Varmekapacitet | 50,8 J/(mol K) |
Entalpi | |
• uddannelse | -234,8 kJ/mol |
Specifik fordampningsvarme | 170,85 kJ/mol |
Specifik fusionsvarme | 28,68 kJ/mol |
Kemiske egenskaber | |
Opløselighed | |
• i vand |
35,6 g/100 ml (0°C) 35,9 g/100 ml (+25°C) 39,1 g/100 ml (+100°C) |
• i methanol | 1,49 g/100 ml |
• i ammoniak | 21,5 g/100 ml |
Optiske egenskaber | |
Brydningsindeks | 1,544202 (589 nm) |
Struktur | |
Koordinationsgeometri |
Oktaeder (Na+) Oktaeder (Cl-) |
Krystal struktur | ansigtscentreret kubisk, cF8 |
Klassifikation | |
Reg. CAS nummer | 7647-14-5 |
PubChem | 5234 |
Reg. EINECS nummer | 231-598-3 |
SMIL | [Na+].[Cl-] |
InChI | InChI=1S/ClH.Na/hlH;/q;+1/p-1FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M |
RTECS | VZ4725000 |
CHEBI | 26710 |
ChemSpider | 5044 |
Sikkerhed | |
LD 50 | 3000–8000 mg/kg |
NFPA 704 | 0 0 0 |
Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet. | |
Mediefiler på Wikimedia Commons |
Natriumchlorid eller natriumchlorid (NaCl) er natriumsaltet af saltsyre . Kendt i hverdagen under navnet bordsalt , hvis hovedkomponent er. Natriumchlorid findes i betydelige mængder i havvand . Det forekommer naturligt som mineralet halit (stensalt). Ren natriumchlorid er en farveløs krystal, men med forskellige urenheder kan dens farve antage en blå, lilla, pink, gul eller grå nuance.
I naturen forekommer natriumchlorid i form af mineralet halit , som danner aflejringer af stensalt blandt sedimentære bjergarter, lag og linser ved bredden af saltsøer og flodmundinger , saltskorper i strandenge og på væggene i vulkankratere og i solfataras. En enorm mængde natriumchlorid er opløst i havvand. Verdenshavet indeholder 4 × 10 15 tons NaCl. Spor af NaCl er permanent til stede i atmosfæren som følge af fordampning af havvandsspray. I skyer i halvanden kilometers højde indeholder 30 % af dråber større end 10 mikrometer NaCl. Den findes også i snekrystaller [2] .
Det er mest sandsynligt, at menneskets første bekendtskab med salt fandt sted i lagunerne i varme hav eller i saltsøer, hvor saltvand på lavt vand fordampede intensivt under påvirkning af høj temperatur og vind, og salt akkumulerede i sedimentet. Ifølge Pythagoras ' figurative udtryk blev "salt født af ædle forældre: solen og havet" [3] .
I naturen er natriumchlorid oftest fundet som mineralet halit. Det har et ansigtscentreret kubisk gitter og indeholder 39,34% Na , 60,66% Cl . Andre kemiske grundstoffer, der udgør urenheder, er : Br , N , H , Mn , Cu , Ga , As , I , Ag , Ba , Tl , Pb , K , Ca , S , O. Massefylde 2,1-2,2 g / cm³ og hårdhed på Mohs skala - 2. Farveløst gennemsigtigt mineral med en glasagtig glans. Et almindeligt mineral i saltholdige lag. Det dannes under sedimentation i lukkede reservoirer, og også som et produkt af en bølge på væggene af vulkanske kratere. Den danner lag i sedimentære bjergarter af lagune- og havfacies, lagerlignende kroppe i saltkupler og lignende [4] .
Stensalt er en sedimentær bjergart fra gruppen af evaporitter, der består af mere end 90 % halit. Halit omtales også ofte som stensalt. Denne sedimentære sten kan være farveløs eller snehvid, men oftere er den farvet af urenheder af ler, talkum (grå), jernoxider og hydroxider (gul, orange, pink, rød), bitumen (brun). Stensalt indeholder chlorider og sulfater af natrium, kalium, magnesium og calcium, bromider, iodider, borater, gips, urenheder af carbonat-lermateriale, dolomit, ankerit, magnesit, bitumen og så videre [4] .
I henhold til betingelserne for dannelse af aflejringer er stensalt opdelt i følgende typer [4] :
Havsalt er en blanding af salte ( chlorider , carbonater , sulfater osv.) dannet ved fuldstændig fordampning af havvand. Det gennemsnitlige saltindhold i havvand er:
Forbindelse | Masse. del, % |
---|---|
NaCl | 77,8 |
MgCl2 _ | 10.9 |
MgSO4 _ | 4.7 |
KCl | 2.5 |
K2SO4 _ _ _ | 2.5 |
CaCO3 _ | 0,3 |
Ca( HC03 ) 2 | 0,3 |
andre salte | 0,2 |
Når havvand fordamper ved en temperatur på +20 til +35 °C, krystalliserer de mindst opløselige salte, calcium- og magnesiumcarbonater og calciumsulfat, først i sedimentet. Derefter falder mere opløselige sulfater af natrium og magnesium, chlorider af natrium, kalium og magnesium, og efter dem - sulfater af kalium og magnesium ud. Krystallisationssekvensen af salte og sammensætningen af bundfaldet kan variere noget afhængigt af temperatur, fordampningshastighed og andre forhold. I industrien opnås havsalt fra havvand, hovedsageligt ved konventionel fordampning. Det adskiller sig fra stensalt ved et væsentligt højere indhold af andre kemiske salte, mineraler og forskellige sporstoffer, primært jod, kalium, magnesium og mangan. Følgelig adskiller det sig fra natriumchlorid i smag - en bitter-salt smag gives til det af magnesiumsalte. Det bruges i medicin: til behandling af hudsygdomme såsom psoriasis . Som et lægemiddel i apoteket og det almindelige handelsnetværk er et almindeligt produkt salt fra Det Døde Hav . I renset form tilbydes denne type salt også i dagligvarehandelsnetværket - som en naturlig og jodrig fødevare [5] .
Stensaltaflejringer findes i alle geologiske systemer. De vigtigste af dem er koncentreret i de kambriske , devonske , permiske og tertiære aflejringer. Stensalt udgør kraftige reservoiraflejringer og kerner af hvælvede strukturer (saltkupler og bestande), danner mellemlag, linser, reder og indeslutninger i andre bjergarter [4] . Blandt søaflejringerne i Rusland er de største Eltonskoye , Baskunchak i Det Kaspiske Hav, Kuchukskoye-søen , Kulundinskoye-søen , Ebeyty og andre søer i det vestlige Sibirien.
I oldtiden bestod teknologien til saltudvinding i det faktum, at saltlage (opløsning) blev trukket ud af en hestekørsel fra miner, som blev kaldt "brønde" eller "vinduer", og var dybe nok - 60-90 m. Den ekstraherede saltopløsning blev hældt i et specielt reservoir - skabt , hvorfra det strømmede gennem hullerne ind i det nederste reservoir og blev ført ind i trætårnene af et system af tagrender. Der blev det hældt i store kar, hvorpå saltet blev kogt.
I Rusland kogte pomorerne salt ved Hvidehavets kyst og kaldte det en Morinka . I 1137 fastsatte prins Svyatoslav af Novgorod en skat på saltpander [6] :
... på havet fra hanen og fra salga på maven ... [7]
Hvidhavsalt, kaldet "moryanka", blev handlet i hele det russiske imperium indtil begyndelsen af det 20. århundrede, hvor det blev erstattet af billigere Volgasalt.
Moderne udvinding af natriumchlorid er mekaniseret og automatiseret. Salt masseproduceres ved at fordampe havvand (dengang kaldet havsalt) eller saltlage fra andre ressourcer såsom saltkilder og saltsøer, samt ved at udvinde saltminer og udvinde stensalt.
Udvindingen af natriumchlorid fra havvand kræver et varmt klima med lav luftfugtighed, tilstedeværelsen af betydelige lavtliggende områder, der ligger under havoverfladen eller oversvømmet af tidevandet, dårlig jordgennemtrængelighed af fordampningsbassinerne, lav nedbør i sæsonen med aktive fordampning, ingen påvirkning af fersk flodvand og tilgængeligheden af en udviklet transportinfrastruktur.
Verdens saltproduktion i 2009 anslås til 260 millioner tons. Verdens største producenter er Kina (60,0 millioner tons), USA (46,0 millioner tons), Tyskland (16,5 millioner tons), Indien (15,8 millioner tons) og Canada (14 millioner tons) [8] .
Saltminedrift i den sydlige del af Det Døde Hav, Israel
stensaltkrystaller
Havsaltplantage i Dakar
Saltdynger i Uyuni Salt Flats, Bolivia
I fødevareindustrien og madlavningen anvendes natriumklorid, hvis renhed skal være mindst 97%. Det bruges som smagsstof og til konservering af fødevarer. Sådant natriumchlorid har handelsnavnet bordsalt , nogle gange bruges navnene mad, bordsalt også, såvel som specifikationen af navnet afhængigt af dets oprindelse - sten, hav og i henhold til sammensætningen af tilsætningsstoffer - iodiseret, fluoreret, osv. Et sådant salt er et krystallinsk bulkprodukt med en salt smag uden eftersmag, lugtfri (undtagen iodiseret salt), hvor fremmede urenheder, der ikke er relateret til saltekstraktionsmetoden, ikke er tilladt. Ud over natriumchlorid indeholder bordsalt en lille mængde calcium-, magnesium- og kaliumsalte, som gør det hygroskopisk og hårdt. Jo færre disse urenheder i saltet, desto højere kvalitet.
Der er sorter: ekstra, højeste, første og anden. Massefraktion af natriumchlorid i varianter, %:
Massefraktionen af fugt i det fordampede salt af den "ekstra" kvalitet er 0,1%, i den højeste kvalitet - 0,7%. Tilsætning af kaliumiodid (kaliumiodid), kaliumiodat, kalium og natriumfluorider er tilladt. Massefraktionen af jod skal være (40,0 ± 15,0) × 10 −4 %, fluor (25,0 ± 5,0) × 10 −3 %. Farven på ekstra og premium kvaliteter er hvid, dog er grå, gullige, lyserøde og blålige nuancer tilladt for første og anden kvalitet afhængigt af saltets oprindelse. Spiseligt bordsalt fremstilles malet og frøet. Efter kornstørrelsen opdeles malet salt i tal: 0, 1, 2, 3. Jo større tal, jo større saltkorn.
I madlavning indtages natriumchlorid som det vigtigste krydderi. Salt har en karakteristisk smag, uden hvilken mad virker fad for en person. Denne egenskab ved salt skyldes menneskets fysiologi. Men ofte indtager folk mere salt end nødvendigt for fysiologiske processer.
Natriumklorid har svage antiseptiske egenskaber - 10-15% saltindhold forhindrer væksten af forrådnende bakterier. Dette faktum bestemmer dets udbredte anvendelse som konserveringsmiddel.
En isotonisk opløsning af natriumchlorid i vand (0,9%) bruges som et afgiftningsmiddel, for at korrigere tilstanden af kropssystemerne i tilfælde af dehydrering, som opløsningsmiddel for andre lægemidler. Hypertoniske opløsninger (10% opløsning) bruges som et hjælpe -osmotisk diuretikum til cerebralt ødem, til at øge trykket under blødning, under tilstande karakteriseret ved mangel på natrium- og klorioner, i tilfælde af forgiftning med sølvnitrat, til behandling af purulente sår (lokalt). I oftalmologien, som et lokalt middel, har natriumchloridopløsning en dekongestativ effekt [9] .
Om vinteren bruges natriumklorid blandet med andre salte, sand eller ler - det såkaldte tekniske salt - som frostvæske mod is. I nogle lande drysses det på vejbanen og fortovene, selvom dette negativt påvirker lædersko og køretøjernes tekniske tilstand på grund af ætsende processer.
Na-kationitfiltre er meget udbredt i vandblødgøringsanlæg af alle kapaciteter inden for vandbehandling . Kationisk materiale i moderne vandbehandlingsanlæg er hovedsageligt glauconit , polymere ionbytterharpikser og sulfonerede kul. Sulfokationiske ionbytterharpikser er de mest almindelige.
Regenerering af Na-kationbytterfiltre udføres med en 6-10% natriumchloridopløsning, som følge heraf omdannes kationbytteren til Na-formen og regenereres. Reaktionerne går efter ligningerne:
Salt danner sammen med kul, kalksten og svovl de "fire store" mineralprodukter, som er de vigtigste for den kemiske industri [10] . Soda, klor, saltsyre, natriumhydroxid, natriumsulfat og metallisk natrium opnås fra det. Derudover bruges salt også til industriel produktion af let vandopløseligt natriumchlorat, som er et ukrudtsmiddel [11] . Den overordnede reaktionsligning for elektrolyse af en varm opløsning af natriumchlorid [12] :
Fremstilling af klor og natriumhydroxidI industrien opnås klor ved elektrolyse af en natriumchloridopløsning . Processer, der forekommer på elektroderne [13] [14] :
Som det kan ses af den overordnede reaktionsligning, er et andet produkt natriumhydroxid. Elforbruget pr. 1 ton klor er cirka 2700 kWh. Det resulterende klor ved forhøjet tryk fortættes til en gul væske allerede ved normal temperatur [15] .
Hvis der ikke er nogen membran mellem anoden og katoden, begynder klor opløst i vand at reagere med natriumhydroxid og danner chlorid og natriumhypochlorit NaClO [14] :
Derfor bruges en mellemgulv til at opnå natriumhydroxid , og den tilsvarende metode til opnåelse af NaOH kaldes diafragma. Asbestpap bruges som membran . Under elektrolyse tilføres konstant en natriumchloridopløsning til anoderummet, og en opløsning af natriumchlorid og natriumhydroxid strømmer kontinuerligt ud af katoderummet. Under fordampningen af sidstnævnte krystalliserer chlorid, da dets opløselighed i 50% NaOH-opløsning er ekstremt lav (0,9%). Den resulterende NaOH-opløsning inddampes i jernbeholdere, hvorefter den tørre rest omsmeltes.
For at opnå ren natriumhydroxid (uden natriumchloridadditiver) anvendes kviksølvmetoden, hvor der anvendes en grafitanode og en kviksølvkatode. På grund af det faktum, at overspændingen af brintudvikling på kviksølv er meget stor, dukker natriumioner op igen på det, og der dannes natriumamalgam [14] [16] :
Amalgamet nedbrydes senere med varmt vand til dannelse af natriumhydroxid og brint, og kviksølvet pumpes tilbage i elektrolysatoren:
Den overordnede reaktion af processen er den samme som i tilfældet med diafragmametoden.
At opnå metallisk natriumNatriummetal opnås ved elektrolyse af en natriumchloridsmelte. Følgende processer finder sted:
Cellebadet består af et stålhus med en foring , en grafitanode og en ringformet jernkatode. Mellem katoden og anoden er en mesh-membran. For at reducere smeltepunktet for NaCl (+800 °C) er elektrolytten ikke ren natriumchlorid, men dens blanding med calciumchlorid CaCl 2 (40:60) med et smeltepunkt på +580 °C. Metallisk natrium, som samler sig i den øverste del af katoderummet, indeholder op til 5 % calciumurenhed, men sidstnævnte er næsten fuldstændig adskilt over tid, da dets opløselighed i flydende natrium ved dets smeltepunkt (+371 K = 98 °C ) er kun 0,01 %. Med forbruget af NaCl tilsættes det konstant til badet. Elektricitetsomkostningerne er cirka 15 kWh pr. 1 kg natrium [17] .
Indhentning af saltsyre og natriumsulfatBlandt de mange industrielle metoder til fremstilling af saltsyre, det vil sige en vandig opløsning af hydrogenchlorid (HCl), anvendes en udvekslingsreaktion mellem fast natriumchlorid og koncentreret svovlsyre:
Den første reaktion sker i høj grad allerede under normale forhold, og ved svag opvarmning går det næsten til ende. Den anden forekommer kun ved høje temperaturer. Processen udføres i specielle mekaniserede ovne med høj effekt. Hydrogenchlorid , som frigives, afstøvs, afkøles og absorberes af vand til dannelse af saltsyre. Natriumsulfat Na 2 SO 4 [18] [19] dannes som et biprodukt .
Denne metode bruges også til at opnå hydrogenchlorid i laboratoriet.
Smeltepunkt +800,8 °C, kogepunkt +1465 °C.
Det er moderat opløseligt i vand, opløseligheden er lidt afhængig af temperatur: opløseligheden af NaCl (i gram pr. 100 g vand) er 35,9 ved +21 °C og 38,1 ved +80 °C. Det reduceres betydeligt i nærvær af hydrogenchlorid, natriumhydroxid, chlorider af andre metaller. Opløses i flydende ammoniak, indgår i udvekslingsreaktioner [ specificer ] . Ren natriumchlorid er ikke hygroskopisk. Imidlertid er salt ofte forurenet med urenheder (hovedsageligt Ca 2+ , Mg 2+ og SO2−4
_), og sådant salt bliver fugtigt i luften [20] . NaCl · 2H 2 O krystallinsk hydrat kan isoleres ved temperaturer under +0,15 °C [21] .
En blanding af knust is med fint natriumchloridpulver er et effektivt kølemiddel. Så når man blander 30 g NaCl og 100 g is, afkøles blandingen til en temperatur på -20 °C. Dette skyldes, at en vandig opløsning af salt fryser ved temperaturer under 0 °C. Is, som har en temperatur på omkring 0 ° C, smelter i en sådan opløsning og absorberer varmen fra miljøet.
Termodynamiske egenskaber | |
---|---|
∆ f H 0 g | −181,42 kJ/mol |
∆ f H 0 l | -385,92 kJ/mol |
∆ f H 0 s | −411,12 kJ/mol |
ΔfH0 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) |
Dielektrisk konstant for NaCl - 6,3
Densitet og koncentration af vandige NaCl-opløsninger
Koncentration, % | Koncentration, g/l | Densitet, g/ml |
---|---|---|
en | 10.05 | 1.005 |
2 | 20.25 | 1,012 |
fire | 41,07 | 1,027 |
6 | 62,47 | 1,041 |
otte | 84,47 | 1.056 |
ti | 107,1 | 1,071 |
12 | 130,2 | 1,086 |
fjorten | 154,1 | 1,101 |
16 | 178,5 | 1,116 |
atten | 203,7 | 1,132 |
tyve | 229,5 | 1,148 |
22 | 256 | 1,164 |
24 | 283,2 | 1.18 |
26 | 311,2 | 1,197 |
En person indtager årligt i gennemsnit omkring 5 kg natriumchlorid [22] . I en voksens krop er der i gennemsnit 5 liter blod, som også indeholder 0,9 % salt. Sammen med urin fjerner en person omkring 15 gram NaCl dagligt. Menneskelig sved indeholder også omkring 0,5 % NaCl, og derfor anbefales det, i tilfælde af øget svedtendens, at drikke sprudlende vand, der også indeholder 0,5 % NaCl [2] .
Det fysiologisk rimelige daglige saltindtag i et tempereret klima for en person med gennemsnitsvægt i en alder af 30 er 4-6 gram salt, men i mange lande er det traditionelt meget højere - omkring 10-20 gram og i varme klimaer på grund af øget svedtendens - op til 25-30 gram. Ved ekstrem stress på kroppen kan det daglige behov for salt nå op på 100-150 gram. Salt er en regulator af osmotisk tryk , vandmetabolisme, fremmer dannelsen af saltsyre i mavesaft , aktiverer aktiviteten af enzymer. Men overdreven saltindtag fører til forhøjet blodtryk, nyre- og hjertesygdomme. Manglen på salt i kroppen forårsager ødelæggelse af knogle- og muskelvæv. Det kan forårsage depression, nervøse lidelser, forringelse af fordøjelsen og kardiovaskulær aktivitet, glatte muskelspasmer, osteoporose, anoreksi. I tilfælde af kronisk mangel på natriumchlorid er et dødeligt udfald muligt. Husdyr (køer, får, heste, geder) har også brug for salt. Manglen på natriumchlorid i kroppen af et ungt dyr forårsager en forsinkelse i vækst og vægtøgning, og hos en voksen - sløvhed, appetitløshed, reduceret mælkeydelse og delvist vægttab. Da plantens foder og blade indeholder lidt salt, tilsættes det på moderne gårde til sammensætningen af foder og desuden også beriget med vitaminer og mineraler, der er nødvendige for husdyrs sundhed.
Når koncentreret svovlsyre virker på fast natriumchlorid, frigives hydrogenchlorid:
Med en opløsning af sølvnitrat danner det et hvidt bundfald af sølvchlorid (kvalitativ reaktion for chloridion):
Når det blandes med kobbersulfat i opløsning, opnås natriumtetrachlorkuprat , mens den blå opløsning bliver grøn på grund af overvægten af den hydrerede ion [23] :
I betragtning af de enorme naturlige reserver af natriumchlorid er der ikke behov for dets industrielle eller laboratoriesyntese. Det kan dog opnås ved forskellige kemiske metoder som hoved- eller biprodukt.
Da natriumchlorid i vandig opløsning er næsten fuldstændigt dissocieret til ioner:
Dets kemiske egenskaber i vandig opløsning bestemmes af de tilsvarende kemiske egenskaber af natriumkationer og chloridanioner.
Natriumchlorid danner farveløse kubiske krystaller , rumgruppe F m 3 m, celleparametre a = 0,563874 nm , d = 2,17 g/cm 3 . Hver af Cl − ionerne er omgivet af seks Na + ioner i en oktaedrisk konfiguration og omvendt. Hvis vi mentalt kasserer for eksempel Na + ioner , så forbliver en tætpakket kubisk struktur af Cl − ioner , kaldet det ansigtscentrerede kubiske gitter. Na + ioner danner også et tæt pakket kubisk gitter. Krystallen består således af to undergitter, der er forskudt i forhold til hinanden med en halv-cyklus. Det samme gitter er karakteristisk for mange andre mineraler .
I krystalgitteret mellem atomer dominerer den ioniske kemiske binding , hvilket er en konsekvens af virkningen af den elektrostatiske vekselvirkning af modsat ladede ioner.
Ordbøger og encyklopædier |
|
---|---|
I bibliografiske kataloger |
perfusionsopløsninger - ATC-kode: B05 | Plasmaerstatnings- og||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
|