с чем реагирует поваренная соль
Хлорид натрия: способы получения и химические свойства
Хлорид натрия NaCl — соль щелочного металла натрия и хлороводородной кислоты. Белое кристаллические вещество. Плавится и кипит без разложения. Умеренно растворяется в воде (гидролиза нет);
Относительная молекулярная масса Mr = 58,44; относительная плотность для ж. и тв. состояния d = 2,165; tпл = 800,8º C; tкип = 1465º C;
Способ получения
1. Хлорид натрия можно получить путем взаимодействия натрия и разбавленной хлороводородной кислоты, образуются хлорид натрия и газ водород:
2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑.
2. При комнатной температуре, в результате взаимодействия натрия и хлора, образуется хлорид натрия:
2Na + Cl2 = 2NaCl
3. Концентрированный раствор гидроксида натрия реагирует с концентрированным раствором хлорида аммония при кипении. При этом образуются хлорид натрия, газ аммиак и вода:
NaOH + NH4Cl = NaCl + NH3↑ + H2O
4. При взаимодействии с разбавленной и холодной хлороводородной кислотой пер окси д натрия образует хлорид натрия и пероксид водорода:
NaOH + HCl = NaCl + H2O
6. В результате взаимодействия сульфата натрия и хлорида бария образуется сульфат бария и хлорид натрия:
Качественная реакция
Качественная реакция на хлорид натрия — взаимодействие его с нитратом серебра, в результате реакции происходит образование белого творожного осадка:
NaCl + AgNO3 = NaNO3 + AgCl↓
Химические свойства
1. Хлорид натрия вступает в реакцию со многими сложными веществами :
2.1. Хлорид натрия взаимодействует с кислотами :
2.1.1. Хлорид натрия в твердом состоянии при кипении реагирует с концентрированной серной кислотой с образованием сульфата натрия и газа хлороводорода:
а если температуру опустить до 50º С, то твердый хлорид натрия и концентрированная серная кислота образуют гидросульфат натрия и газ хлороводород:
2.2. Хлорид натрия способен вступать в реакцию обмена со многими солями :
2.2.3. При взаимодействии холодного хлорида натрия с насыщенным нитритом серебра выделяются нитрат натрия и осадок хлорид серебра:
NaCl + AgNO2 = NaNO2 + AgCl↓
Хлорид натрия
Характеристики и физические свойства хлорида натрия
Плавится и кипит без разложения. Умеренно растворяется в воде (не гидролизуется), растворимость не зависит от температуры, но сильно снижается в присутствии HCl, NaOH, хлоридов металла.
Рис. 1. Хлорид натрия. Внешний вид.
Основные характеристики хлорида натрия приведены в таблице ниже:
Молярная масса, г/моль
Температура плавления, o С
Температура кипения, o С
Растворимость в воде (25 o С), г/100 мл
Получение хлорида натрия
Хлорид натрия в виде минерала галита образует залежи каменной соли среди пластов горных и осадочных пород, поэтому необходимости его получения в промышленных или лабораторных масштабах нет. Однако, иногда он образуется в качестве побочного продукта, например, в таких реакциях, как:
— взаимодействие натрия с хлором
— реакция нейтрализации между соляной кислотой и гидроксидом натрия
HCl + NaOH = NaCl + H2O.
Химические свойства хлорида натрия
В водном растворе хлорид натрия диссоциирует на ионы:
Хлорид натрия способен вступать в реакции обмена с кислотами (1) и другими солями (2, 3):
В окислительно-восстановительных реакциях хлорид натрия проявляет свойства слабого восстановителя:
При пропускании через насыщенный раствор хлорида натрия смесь газов, состоящую из аммиака и диоксида углерода можно получить гидрокарбонат натрия (выпадает в осадок):
Расплав и раствор хлорида натрия подвергаются электролизу:
Применение хлорида натрия
Хлорид натрия (поваренная соль) служит сырьем для получения хлора, соляной кислоты, едкого натра и карбоната натрия (соды), применяется в красильном деле, в мыловарении и во многих других производствах. Он служит также приправой к пище и применяется в качестве средства, предохраняющего пищевые продукты от порчи.
Примеры решения задач
| Задание | Какой объем хлора надо взять для реакции с 10 г натрия? |
| Решение | Запишем уравнение реакции взаимодействия хлора с натрием: |
Рассчитаем количество вещества натрия, вступившего в реакцию:
n (Na)= 10 / 23 = 0,43 моль.
Согласно уравнению, n (Na) :n(Cl2) = 2 : 1, значит,
n (Cl2) = ½ n (Na) = ½ ×0,43 = 0,215моль.
Тогда, объем хлора, вступившего в реакцию взаимодействия с натрием равен:
V (Cl2) = 0,215 × 22,4 = 4,816л.
| Задание | К 200-м граммам 5%-го раствора хлорида натрия добавили 15 г этой же соли и столько же граммов воды. Чему стала равна массовая доля хлорида натрия в получившемся растворе? |
| Решение | Решение задачи следует начать с записи формулы для вычисления массовой доли растворенного вещества: |
Найдем массу растворенного вещества хлорида натрия в изначальном растворе:
msolute (NaCl) = ω (NaCl) / 100% ×msolution;
msolute (NaCl) = 5 / 100% × 200 = 10 г.
Рассчитаем массу нового раствора:
msolution(new) = 200 + 15 + 15 = 230 г.
Найдем общую массу растворенного хлорида натрия и его массовую долю в новом растворе:
m(NaCl)sum = 10 + 15 = 25г.
ω (NaCl)new= 25 / 230 × 100% = 11%.
Хлорид натрия
Хлорид натрия или хлористый натрий (NaCl) — натриевая соль соляной кислоты. Известен в быту под названием поваренной соли, основным компонентом которой и является. Хлорид натрия в значительном количестве содержится в морской воде. Встречается в природе в виде минерала галита (каменной соли). Чистый хлорид натрия представляет собой бесцветные кристаллы, но с различными примесями его цвет может принимать голубой, фиолетовый, розовый, жёлтый или серый оттенок.
Содержание
Нахождение в природе и производство
В природе хлорид натрия встречается в виде минерала галита, который образует залежи каменной соли среди осадочных горных пород, прослойки и линзы на берегах солёных озёр и лиманов, соляные корки в солончаках и на стенках кратеров вулканов и в сольфатарах. Огромное количество хлорида натрия растворено в морской воде. Мировой океан содержит 4 × 10 15 тонн NaCl, то есть из каждой тонны морской воды можно получить в среднем 1,3 кг хлорида натрия. Следы NaCl постоянно содержатся в атмосфере в результате испарения брызг морской воды. В облаках на высоте полтора километра 30 % капель, больших 10 мкм по размеру, содержат NaCl. Также он найден в кристаллах снега.
Наиболее вероятно, что первое знакомство человека с солью произошло в лагунах тёплых морей или на соляных озёрах, где на мелководье солёная вода интенсивно испарялась под действием высокой температуры и ветра, а в осадке накапливалась соль. По образному выражению Пифагора, «соль была рождена благородными родителями: солнцем и морем».
Галит
В природе хлорид натрия чаще всего встречается в виде минерала галита. Он имеет гранецентрированную кубическую решётку и содержит 39,34 % Na, 60,66 % Cl. Другими химическими элементами, входящими в состав примесей, являются: Br, N, H, Mn, Cu, Ga, As, I, Ag, Ba, Tl, Pb, K, Ca, S, O. Плотность 2,1—2,2 г/см³, а твёрдость по шкале Мооса — 2. Бесцветный прозрачный минерал со стеклянным блеском. Распространённый минерал соленосных толщ. Образуется при осаждении в замкнутых водоёмах, а также как продукт сгона на стенках кратеров вулканов. Составляет пласты в осадочных породах лагунных и морских фаций, штокоподобные тела в соляных куполах и тому подобных.
Каменная соль
Каменной солью называют осадочную горную породу из группы эвапоритов, состоящую более чем на 90 % из галита. Галит также часто называют каменной солью. Эта осадочная горная порода может быть бесцветной или снежно-белой, но чаще она окрашена примесями глин, талька (серый цвет), оксидами и гидроксидами железа (жёлтый, оранжевый, розовый, красный), битумами (бурая). Каменная соль содержит хлориды и сульфаты натрия, калия, магния и кальция, бромиды, йодиды, бораты, гипс, примеси карбонатно-глинистого материала, доломита, анкериту, магнезита, битумов и так далее.
По условиям формирования месторождений каменную соль подразделяют на следующие виды:
Морская соль
Морская соль является смесью солей (хлориды, карбонаты, сульфаты и т. д.), образующейся при полном испарении морской воды. Среднее содержание солей в морской воде составляет:
| Соединение | Масс. доля, % |
|---|---|
| NaCl | 77,8 |
| MgCl2 | 10,9 |
| MgSO4 | 4,7 |
| KCl | 2,5 |
| K2SO4 | 2,5 |
| CaCO3 | 0,3 |
| Ca(HCO3)2 | 0,3 |
| другие соли | 0,2 |
При испарении морской воды при температуре от +20 до +35 °C в осадке сначала кристаллизуются наименее растворимые соли — карбонаты кальция и магния и сульфат кальция. Затем выпадают более растворимые сульфаты натрия и магния, хлориды натрия, калия и магния, и после них — сульфаты калия и магния. Последовательность кристаллизации солей и состав осадка может несколько варьироваться в зависимости от температуры, скорости испарения и других условий. В промышленности морскую соль получают из морской воды, в основном методом обычного выпаривания. Она отличается от каменной соли значительно большим содержанием других химических солей, минералов и различных микроэлементов, в первую очередь йода, калия, магния и марганца. Соответственно, она отличается от хлорида натрия и по вкусу — горько-солёный привкус ей придают соли магния. Она используется в медицине: при лечении кожных заболеваний, таких как псориаз. Как лечебное вещество в аптечной и обычной торговой сети, распространённым продуктом является соль из Мёртвого моря. В очищенном виде этот вид соли также предлагается в продуктовой торговой сети — как натуральная и богатая йодом пищевая.
Залежи
Залежи каменной соли найдены во всех геологических системах. Важнейшие из них сосредоточены в кембрийских, девонских, пермских и третичных отложениях. Каменная соль составляет мощные пластовые залежи и ядра сводчатых структур (соляных куполов и штоков), образует прослойки, линзы, гнезда и вкрапления в других породах. Среди озёрных месторождений России крупнейшие — Эльтонское, Баскунчак в Прикаспии, Кучукское озеро, Кулундинское озеро, Эбейты и другие озёра в Западной Сибири.
Производство
В древности технология добычи соли заключалась в том, что соляную рапу (раствор) вытаскивали лошадиным приводом из шахт, которые назывались «колодцами» или «окнами», и были достаточно глубокими — 60—90 м. Извлечённый солевой раствор выливали в особый резервуар — творило, откуда она через отверстия стекала в нижний резервуар, и системой жёлобов подавалась в деревянные башни. Там её разливали в большие чаны, на которых соль вываривали.
На Руси поморы вываривали соль на побережье Белого моря и называли её морянка. В 1137 году новгородский князь Святослав определил налог на соляные варницы.
Беломорской солью, называемой «морянкой», торговали по всей Российской империи до начала XX века, пока её не вытеснила более дешёвая поволжская соль.
Современная добыча хлорида натрия механизирована и автоматизирована. Соль массово добывается выпариванием морской воды (тогда её называют морской солью) или рассола с других ресурсов, таких как соляные источники и соляные озера, а также разработкой соляных шахт и добычей каменной соли.
Для добычи хлорида натрия из морской воды необходимы условия жаркого климата с низкой влажностью воздуха, наличие значительных низменных территорий, лежащих ниже уровня моря, или затопляемых приливом, слабая водопроницаемость почвы испарительных бассейнов, малое количество осадков в течение сезона активного испарения, отсутствие влияния пресных речных вод и наличие развитой транспортной инфраструктуры.
Мировое производство соли в 2009 году оценивается в 260 миллионов тонн. Крупнейшими мировыми производителями являются Китай (60,0 млн тонн), США (46,0 млн тонн), Германия (16,5 млн тонн), Индия (15,8 млн тонн) и Канада (14 млн тонн).
Добыча соли в южной части Мертвого моря, Израиль
Состав хлорида натрия (NaCl), свойства, применение, токсичность
Хлорид натрия представляет собой кристаллическое белое твердое вещество, которое образуется в результате сочетания натрия, серебристо-белого металла, который бурно реагирует с водой, и элемента хлора, ядовитого, едкого, бледно-зеленого газа..
На верхнем изображении показана часть кристаллов NaCl. Как это возможно, что два элемента столь же опасны, как Na и Cl2, может образовываться пищевая соль? Во-первых, химическое уравнение его образования:
Кроме того, Na + отвечает за генерацию и проведение нервных импульсов в нейрональных аксонах, а также за инициацию сокращения мышц.
NaCl использовался с древних времен для придания аромата пище и сохранения мяса благодаря его способности уничтожать бактерии и предотвращать порчу.
Это также необходимо для производства гидроксида натрия (NaOH) и молекулярного хлора (Cl2) путем взаимодействия NaCl с водой при гидролизе:
В катоде (-) Н накапливается2 (г) и NaOH. Между тем Cl накапливается на аноде (+)2 (G). Гидроксид натрия используется при производстве мыла и хлора при производстве пластика ПВХ.
Структура хлорида натрия
Унитарная ячейка
Элементарная ячейка каменной соли является кубической, но какие именно кубы точно представляют ее на изображении выше? Октаэдры дают ответ. Оба покрывают в общей сложности четыре маленьких кубика.
У этих кубиков есть части ионов в их вершинах, краях и гранях. Соблюдая осторожность, ион Na + он расположен в центре и двенадцать из них по краям. Ион на одном ребре может быть разделен на четыре куба. Таким образом, есть 4 иона Na + (12 × 1/4 + 1 = 4).
Хлорид натрия — природное вещество «без химии»
Не так давно я рассказывала о физрастворе, его свойствах, применении и пообещала, что расскажу про основной его компонент – хлорид натрия. Начала писать статью, но увлеклась воспоминаниями об инструментах блоггинга и… получилась совсем другая статья.
Сегодня каюсь, исправляюсь и возвращаюсь к основной теме блога – химии.
Главным действующим лицом сегодняшней статьи будет хлорид натрия. Кстати, довольно интересное химическое вещество. Пусть вас не смущает его кажущаяся простота – здесь, на мой взгляд, успешно работает поговорка «Все гениальное просто».
Что это такое
Соль, да-да, самая обычная поваренная соль, которую мы употребляем в пищу, так что хлорид натрия – это физраствор и поваренная соль, самый что ни на есть природный продукт, к которому не придерется ни один хемофоб, которому нужно, чтобы все было «без химии».
И, тем не менее, это самая настоящая химия!
Это химическое вещество, в сухом виде – белые кристаллы, без запаха, с соленым вкусом, растворяется в воде. За соленый вкус отвечают именно ионы натрия, которые воздействуют на вкусовые рецепторы языка, за счет чего человек и ощущает соленый привкус.
В природе натрия хлорид — это минерал галит (от греческого слова «галос» — «соль»), а также соленая вода морей, озер и океанов. Соленая морская вода содержит около 76% этого вещества.
Например, у нас в Восточном Казахстане есть соленое озеро Алаколь, с потрясающей лечебной водой, о которой ходят только восхищенные отзывы.
Примечание: фото не мое, взято из интернета.
Вместе с тем, не менее эмоциональные отзывы, только со знаком «минус», ходят и о дороге туда. Именно это меня и пугает. Я очень плохо переношу машины и автобусы даже на хорошей дороге, меня хватает, максимум, на час-два. Так что, одна только мысль о 12-ти часах в автобусе на полуразбитой дороге вгоняет меня в ужас.
Увы, пока что страх перед дорогой пересиливает желание съездить в это чудесное место.
Что же касается минерала галита, то чаще всего он желтоватого или коричневого цвета из-за примесей, входящих в его состав. Изредка встречаются голубые кристаллы, чей цвет обусловлен примесями металлического натрия.
Примечание: фото не мое, взято из интернета.
Химические свойства хлорида натрия я долго рассказывать не буду, чтобы не слишком загружать вас формулами, упомяну только наиболее важные.
Например, способность водного раствор хлористого натрия подвергаться электролизу, то есть разложению под действием электрического тока. При этом образуются газы водород и хлор, а также гидроксид натрия.
Если же для электролиза брать не раствор, а сухое вещество, то получится металлический натрий и газообразный хлор.
Существует интересная реакция для обнаружения ионов хлора, которые входят в состав соли: взаимодействие с нитратом серебра. Происходит реакция обмена и выпадает белый осадок хлорида серебра. Химики еще называют его творожистым осадком из-за его внешнего вида:
Для чего хлорид натрия нужен в организме
Во-первых, он входит в состав крови. Много миллионов лет назад, когда первые живые организмы вышли из Мирового океана, они взяли с собой на сушу его частицу – соленый раствор, которые тек у них в венах. С тех пор этот раствор так и остался – наша соленая кровь.
Во-вторых, хлористый натрий участвует в образовании соляной кислоты, из которой состоит желудочный сок, это ее основной источник.
Регулирует водный и солевой обмен в организме, выводится, в основном, через почки.
Натрия хлорид – это один из главных электролитов в организме, ионы натрия (а также кальция, магния и многих других) участвуют в передаче нервных импульсов и сокращении мышечных волокон. Так что, если вы чувствуете слабость, сильную утомляемость, вялый тонус мышц, возможно, это следствие нехватки какого-то из этих ионов.
Ну а переизбыток ионов натрия приводит к задержке жидкости в организме и, как следствие, повышению давления.
Кроме того, хлорид натрия – это не только компонент крови, но еще слез и пота. Вот почему при обильном потоотделении необходимо увеличивать количество поступающего в организм этого вещества.
Применение
Кто сходу сможет назвать как можно больше областей применения хлорида натрия то бишь поваренной соли? Самое первое, что приходит на ум, в пищевой промышленности и в медицине.
В группе «Пирожки+» в ВКонтакте мне попалось славное стихотворение авторства Sansonnet:
в борщ мне подсыпает
Думаю, те, кто никак не может запомнить формулу и химическое название пищевой соли, теперь легко смогут это сделать
Можно дополнить, что в пищевой промышленности это не только специя, придающая вкус блюдам, но и консервант. И не только в домашних заготовках типа соленых огурчиков, но и во вполне промышленных масштабах в производстве консервов, колбас, солении рыбы, грибов и многого-многого другого.
Кроме того, хлористый натрий используют в химической промышленности для получения кальцинированной соды, газообразного хлора, гидроксида натрия, хлорной извести и многого-многого другого.
Сейчас, зимой, актуально еще одно применение хлорида натрия – посыпание дорог солью для уменьшения их обледенения. Не спорю, есть специальные реагенты для этого, но достаточно часто коммунальные службы, не мудрствуя лукаво и экономя деньги, используют для этого техническую соль – смесь натрия хлорида с песком, щебнем и глиной.
Об этом я писала в группе «Занимательная химия», ссылки на которую в различных социальных сетях вы можете найти под статьей.
Применение в медицине
В основном, используются растворы трех концентраций:
Вроде бы разница между цифрами небольшая, но в реальности ошибка может привести к печальным последствиям.
Про изотонический раствор (другое название – физраствор) я уже рассказывала, поэтому не буду повторяться и коротко скажу об остальных двух.
Гипертонические растворы применяются как внутривенно, так и наружно. При внутривенном применении они восполняют дефицит ионов хлора и натрия в крови и повышают кровяное давление. Наружное применение способствует выделению гноя, при этом хлорид натрия проявляет противомикробную активность.
Как ни странно, про гипотонические раствор хлорида натрия мне не удалось ничего найти. Может, кто-то из вас знает, для чего они применяются? Или подскажите, где про это можно почитать, а то прямо какой-то заговор молчания вокруг них.
Вот на этом, пожалуй, и закончу свой сегодняшний рассказ о хлориде натрия как о химическом веществе. Но на этом не заканчивается рассказ о поваренной соли! Все еще только начинается. Я уже готовлю несколько статей о ней, в том числе и подборку домашних опытов с солью, которые можно провести, не отходя далеко от источника соли, то есть вашей кухни.
Всем хорошего окончания рабочей недели!