Формула и свойства поваренной соли. Применение поваренной соли

Поваренная соль, формула которой NaCl, является пищевым продуктом. В неорганической химии данное вещество называют хлоридом натрия. В измельченном варианте поваренная соль, формула которой приведена выше, представляет собой белые кристаллы. Несущественные серые оттенки могут появляться при наличии иных минеральных солей в качестве примесей.

Производят ее в различных видах: неочищенном и очищенном, мелком и крупном, йодированном.

Биологическое значение

Кристалл поваренной соли, имеющий ионную химическую связь, необходим для полноценной жизни и деятельности человека, иных живых организмов. Хлорид натрия принимает участие в регулировании и поддержании водно-солевого баланса, щелочного обмена. Биологические механизмы контролируют постоянство концентрации хлористого натрия в различных жидкостях, например, в крови.

Разность концентраций NaCl внутри клетки и снаружи – основной механизм для попадания внутрь питательных веществ, а также вывода продуктов жизнедеятельности. Аналогичный процесс применяется в генерации и передаче нейронами импульсов. Также анион хлора в данном соединении – основной материл для образования соляной кислоты, важнейшего компонента желудочного сока.

Дневная потребность в этом веществе составляет от 1,5 до 4 граммов, а для жаркого климата доза хлорида натрия возрастает в несколько раз.

Организм нуждается не в самом соединении, а в катионе Na+ и анионе Cl-. При недостаточном количестве этих ионов происходит разрушение мышечной и костной тканей. Появляются депрессии, психические и нервные заболевания, нарушения в деятельности сердечно-сосудистой системы и процессах пищеварения, спазмы мускулатуры, анорексия, остеопороз.

Хроническая нехватка ионов Na+ и Cl- приводит к смерти. Биохимик Жорес Медведев отмечал, что при полном отсутствии в организме соли можно продержаться не больше 11 суток.

Племена скотоводов и охотников еще в древности для удовлетворения потребности организма в соли, употребляли в сыром виде мясопродукты. Земледельческие племена потребляли растительную пищу, в которой незначительное количество хлористого натрия. В качестве признаков, сигнализирующих о нехватке соли, выделяют слабость и головную боль, тошноту, головокружение.

Особенности производства

В далеком прошлом добыча соли осуществлялась путем сжигания в кострах определенных растений. Образующуюся золу применяли в виде приправы.

Очистка поваренной соли, полученной путем выпаривания морской воды, не проводилась, полученное вещество сразу же употреблялось в пищу. Такая технология возникла в странах с жарким и сухим климатом, где подобный процесс происходил без вмешательства человека, а затем, когда его переняли иные страны, морская вода стала подогреваться искусственным путем.

На берегах Белого моря строились солеварни, в которых путем выпаривания и замораживания получали концентрированный рассол и пресную воду.

Природные месторождения

Среди мест, характеризующихся большими запасами поваренной соли, выделим:

• Артемовское месторождение, расположенное в Донецкой области. Здесь осуществляется добыча соли шахтовым способом;
• озеро Баскунчак, перевоз ведется по специально построенной железной дороге;
• калийные соли в большом количестве обнаружены в Верхнекамском месторождении, где шахтовым способом идет добыча этого полезного ископаемого;
• в Одесских лиманах велась добыча до 1931 года, в настоящее время месторождение не используется в промышленных объемах;
• в Сереговском месторождении проводится выпаривание рапы.

Соляная шахта

Биологические свойства поваренной соли сделали ее важным экономическим объектом. На 2006 год на российском рынке использовалось порядка 4,5 миллионов тонн данного минерала, причем 0,56 млн тонн шло на пищевые расходы, а оставшиеся 4 миллиона тонн уходили на нужды химической промышленности.

Физические характеристики

Рассмотрим некоторые свойства поваренной соли. Данное вещество достаточно хорошо растворяется в воде, причем на процесс влияет несколько факторов:

• температура;
• наличие примесей.

Кристалл поваренной соли содержит примеси в виде катионов кальция, магния. Именно поэтому хлорид натрия впитывает воду (сыреет на воздухе). Если такие ионы не входят в состав поваренной соли, такое свойство отсутствует.

Температура плавления поваренной соли - 800,8 °С, что свидетельствует о прочной кристаллической структуры данного соединения. При смешивании мелкого порошка хлорида натрия с измельченным льдом получают охладитель высокого качества.

Например, 100 г льда и 30 г поваренной соли могут снижать температуру до −20 °C. Причина подобного явления в том, что раствор поваренной соли замерзает при температуре ниже 0 °C. Лед, для которого это значение является температурой плавления, плавится в подобном растворе, поглощая тепло окружающей среды.

Высокая температура плавления поваренной соли объясняет ее термодинамические характеристики, а также высокую диэлектрическую проницаемость – 6,3.

Получение

Учитывая, насколько важны биологические и химические свойства поваренной соли, ее существенные природные запасы, нет необходимости разрабатывать вариант промышленного производства данного вещества. Остановимся на лабораторных вариантах получения хлорида натрия:

1. Данное соединение можно получить в качестве продукта при взаимодействии сульфата меди (2) с хлоридом бария. После удаления осадка, в качестве которого выступает сульфат бария, выпаривания фильтрата, можно получить кристаллы поваренной соли.
2. При экзотермическом соединении натрия с газообразным хлором также образуется хлористый натрий, причем процесс сопровождается выделением существенного количества тепла (экзотермический вид).

Взаимодействия

Каковы химические свойства поваренной соли? Данное соединение образовано сильным основанием и сильной кислотой, поэтому гидролиз в водном растворе не протекает. Нейтральность среды и объясняет применение поваренной соли в пищевой промышленности.

При электролизе водного раствора данного соединения на катоде выделяется газообразный водород, а на аноде идет процесс образования хлора. В межэлектродном пространстве накапливается гидроксид натрия.

Учитывая, что получаемая щелочь – вещество, востребованное в различных производственных процессах, это также объясняет применение поваренной соли в промышленных масштабах на химическом производстве.

Плотность поваренной соли составляет 2,17 г/см³. Кубическая гранецентрированная кристаллическая решетка характерна для многих минералов. Внутри ее преобладают ионные химические связи, образуемые за счет действия сил электростатического притяжения и отталкивания.

Галит

Так как плотность поваренной соли в этом соединении достаточно высока (2,1—2, 2 г/см³), галит – твердый минерал. Процентное содержание катиона натрия в нем составляет 39,34 %, аниона хлора – 60, 66%. Помимо этих ионов, в составе галита есть в виде примесей ионы брома, меди, серебра, кальция, кислорода, свинца, калия, марганца, азота, водорода. Этот прозрачный бесцветный минерал, имеющий стеклянный блеск, образуется в замкнутых водоемах. Галит является продуктом сгона на кратерах вулканов.

Каменная соль

Он представляет собой горную осадочную породу из группы эвапоритов, которая состоит более чем на 90 процентов из галита. Для каменной соли характернее белоснежный цвет, лишь в исключительных случаях присутствие глины дает минералу серый оттенок, а наличие оксидов железа придает соединению желтый, оранжевый цвет. В каменной соли присутствует не только хлорид натрия, но и множество иных химических соединений магния, кальция, калия:

• иодиды;
• бораты;
• бромиды;
• сульфаты.

В зависимости от условий формирования, основные месторождения каменной соли подразделяют на несколько видов:

• подземные соляные воды;
• рассолы современных бассейнов;
• залежи минеральных солей;
• ископаемые месторождения.

Морская соль

Она является смесью сульфатов, карбонатов, хлоридов калия и натрия. В процессе ее испарения при диапазоне температур от +20 до +35 °C первоначально происходит кристаллизация менее растворимых солей: карбонатов магния и кальция, а также сульфата кальция. Далее в осадок выпадают растворимые хлориды, а также сульфаты магния и натрия. Последовательность кристаллизации этих неорганических солей может меняться с учетом температурного показателя, скорости процесса испарения, иных условий.

В промышленных объемах морская соль получается из воды морей путем выпаривания. Она существенно отличается по микробиологическим и химическим показателям от каменной соли, имеет большое процентное содержание йода, магния, калия, марганца. Из-за различного химического состава есть отличия и в органолептических показателях. Применяют морскую соль в медицине в качестве средства при лечении кожных заболеваний, например, псориаза. Среди распространенных продуктов, предлагаемых в аптечной сети, выделим соль Мертвого моря. Также морская соль в очищенном виде предлагается и в пищевой промышленности как йодированная.

Обычная поваренная соль имеет слабые антисептические свойства. При процентном содержании данного вещества в диапазоне 10-15 процентов можно предотвратить появление гнилостных бактерий. Именно для этих целей хлорид натрия добавляют в виде консерванта к пище, а также иным органических массам: древесине, клею, коже.

Злоупотребление солью

По информации Всемирной организации здравоохранения, избыточное потребление хлорида натрия приводит к существенному повышению кровяного давления, в результате чего нередко развиваются болезни почек и сердца, желудка, формируется остеопороз.

Вместе с другими солями натрия хлорид натрия является причиной появления заболеваний глаз. Поваренная соль задерживает внутри организма жидкость, что приводит к повышению внутриглазного давления, формированию катаракты.

Вместо заключения

Хлорид натрия, называемый в повседневной жизни поваренной солью, является широко распространенным в природе неорганическим минералом. Этот факт существенно упрощает его применение в пищевой, химической промышленности. Нет необходимости тратить временные и энергетические ресурсы на промышленное получение данного вещества, что сказывается на его стоимости. Для того чтобы не допускать переизбытка данного соединения в организме, необходимо контролировать ежедневное употребление соленых продуктов.