Кристалічні грати хлориду натрію nacl. Кристалічні грати

Тверді речовини зазвичай мають кристалічну будову. Воно характеризується правильним розташуванням частинок у певних точках простору. При уявному з'єднанні цих точок прямими лініями, що перетинаються, утворюється просторовий каркас, який називають кристалічною решіткою. Точки, в яких розміщені частинки, називаються вузлами кристалічних ґрат. У вузлах уявної решітки можуть бути іони, атоми або молекули. Вони роблять коливальні рухи. З підвищенням температури амплітуда коливань зростає, що проявляється у тепловому розширеннітел.

Залежно від виду частинок та характеру зв'язку між ними розрізняють 4 види кристалічних ґрат: іонні (NaCl, KCl), атомні, молекулярні та металеві.

Кристалічні грати, що складаються з іонів, називаються іонними. Їх утворюють речовини з іонним зв'язком. Прикладом може бути кристал хлориду натрію, в якому кожен іон натрію оточений 6 хлорид-іонами, а кожен хлорид-іон 6 іонами-натрію.

Кристалічні грати NaCl

Число найближчих сусідніх частинок, що впритул примикають до даної частки в кристалі або окремій молекулі називається координаційним числом.

У ґратах NaCl координаційні числа обох іонів дорівнюють 6. Отже, у кристалі NaCl не можна виділити окремі молекулисолі. Їх немає. Весь кристал слід розглядати як гігантську макромолекулу, що складається з рівної кількостііонів Na + та Cl - , Na n Cl n – де n велике число. Зв'язки між іонами у такому кристалі дуже міцні. Тому речовини з іонними гратами мають порівняно високу твердість. Вони тугоплавкі та малолеткі.

Плавлення іонних кристалів призводить до порушення геометрично правильної орієнтації іонів щодо один одного та зменшення міцності зв'язку між ними. Тому розплави проводять електричний струм. Іонні сполуки зазвичай легко розчиняються в рідинах, що складаються з полярних молекул, наприклад, воді.

Кристалічні грати, у вузлах яких знаходяться окремі атоми, називаються атомними. Атоми в таких ґратах з'єднані між собою міцними ковалентними зв'язками. Прикладом може бути алмаз - одне з модифікацій вуглецю. Алмаз складається з атомів вуглецю, кожен із яких пов'язані з 4 сусідніми атомами. Координаційне число вуглецю в алмазі дорівнює 4. Речовини з атомними кристалічними гратами мають високу температуру плавлення (у алмазу понад 3500 про С), міцні і тверді, практично не розчиняються у воді.

Кристалічні грати, що складаються з молекул (полярних та неполярних), називаються молекулярними. Молекули у таких ґратах з'єднані між собою порівняно слабкими міжмолекулярними силами. Тому речовини з молекулярними гратами мають малу твердість і низьку температуру плавлення, нерозчинні або малорозчинні у воді, їх розчини майже не проводять електричний струм. Прикладами є лід, твердий СО 2 («сухий лід»), галогени, кристали водню, кисню, азоту, шляхетних газів та інших.

Валентність

Важливою кількісною характеристикою, що показує кількість взаємодіючих між собою атомів в молекулі, що утворилася, є валентність– властивість атомів одного елемента приєднувати певна кількістьатоми інших елементів.

Кількісно валентність визначається числом атомів водню, яке даний елементможе приєднувати або замінювати. Так, наприклад, у плавикової кислоти(HF) фтор одновалентний, в аміаку (NH 3) азот тривалентний, в кремневодороді (SiH 4 - силан) кремній чотиривалентний і т.д.

Пізніше з розвитком уявлень про будову атомів валентність елементів стали пов'язувати з числом неспарених електронів (валентних), завдяки яким здійснюється зв'язок між атомами. Таким чином, валентність визначається числом неспарених електронів в атомі, що беруть участь в утворенні хімічного зв'язку (в основному або збудженому стані). У випадку валентність дорівнює числу електронних пар, що зв'язують даний атом з атомами інших елементів.

Поварена сіль - це хлорид натрію, що застосовується як добавка до їжі, консерванту продуктів харчування. Використовується також у хімічної промисловості, медицини. Служить найважливішою сировиноюдля отримання їдкого натру, соди та інших речовин. Формула солі кухонної – NaCl.

Утворення іонного зв'язку між натрієм та хлором

Хімічний склад хлориду натрію відображає умовна формула NaCl, яка дає уявлення про рівну кількість атомів натрію та хлору. Але речовина утворена не двох атомними молекуламиа складається з кристалів. При взаємодії лужного металуіз сильним неметалом кожен атом натрію віддає більш електронегативного хлору. Виникають катіони натрію Na + та аніони кислотного залишку соляної кислоти Cl -. Різноіменно заряджені частинки притягуються, утворюючи речовину з іонною кристалічною решіткою. Маленькі катіони натрію розташовані між великими аніонами хлору. Число позитивних частинок у складі хлориду натрію дорівнює кількості негативних, речовина в цілому є нейтральним.

Хімічна формула. Поварена сіль та галит

Солі - це складні речовини іонної будови, Назви яких починаються з найменування кислотного залишку. Формула солі кухонної – NaCl. Геологи мінерал такого складу називають "галіт", а осадову породу - "кам'яна сіль". Застарілий хімічний термін, який часто вживається з виробництва, — «хлористий натрій». Ця речовина відома людям з давнини, колись її вважали «білим золотом». Сучасні учні шкіл та студенти під час читання рівнянь реакцій за участю хлориду натрію називають хімічні знаки («натрій хлор»).

Проведемо нескладні розрахунки за формулою речовини:

1) Mr (NaCl) = Ar (Na) + Ar (Cl) = 22,99 + 35,45 = 58,44.

Відносна становить 58,44 (в а.е.м.).

2) Чисельно дорівнює молекулярній вазі молярна масаале ця величина має одиниці виміру г/моль: М (NaCl) = 58,44 г/моль.

3) Зразок солі масою 100 г містить 60,663 г атомів хлору та 39,337 г натрію.

Фізичні властивості кухонної солі

Крихкі кристали галіта - безбарвні або білі. У природі також зустрічаються родовища кам'яної солі, забарвленої сірого, жовтого або блакитного кольору. Іноді мінеральна речовинамає червоний відтінок, що обумовлено видами та кількістю домішок. Твердість галита складає всього 2-2,5, скло залишає на його поверхні межу.

Інші фізичні параметрихлориду натрію:

• запах - відсутній;
• смак – солоний;
• щільність - 2,165 г/см3 (20 ° C);
• температура плавлення - 801 ° C;
• точка кипіння - 1413 ° C;
• розчинність у воді – 359 г/л (25 °C);

Одержання хлориду натрію у лабораторії

При взаємодії металевого натрію з газоподібним хлором у пробірці утворюється речовина білого кольору- хлорид натрію NaCl (формула кухонної солі).

Хімія дає уявлення про різних способахотримання однієї й тієї ж сполуки. Ось деякі приклади:

NaOH (водн.) + HCl = NaCl + H2O.

Окисно-відновна реакція між металом та кислотою:

2Na + 2HCl = 2NaCl + Н 2 .

Дія кислоти на оксид металу: Na 2 O + 2HCl (водн.) = 2NaCl + H 2 O

Витіснення слабкої кислоти з розчину її солі сильнішої:

Na 2 CO 3 + 2HCl (водн.) = 2NaCl + H 2 O + CO 2 (газ).

Для застосування в промислових масштабах усі ці методи надто дорогі та складні.

Виробництво кухонної солі

Ще на зорі цивілізації люди знали, що після засолювання м'ясо та риба зберігаються довше. Прозорі, правильної форми кристали галіта використовувалися у деяких давніх країнах замість грошей і були на вагу золота. Пошук та розробка родовищ галита дозволили задовольнити зростаючі потреби населення та промисловості. Найважливіші природні джерелакухонної солі:

• поклади мінералу галіту у різних країнах;
• вода морів, океанів та солоних озер;
• прошарки та кірки кам'яної солі на берегах солоних водойм;
• кристали галіту на стінках вулканічних кратерів;
• солончаки.

У промисловості використовуються чотири основні способи одержання кухонної солі:

• вилуговування галіту з підземного шару, випаровування отриманого розсолу;
• видобуток у;
• випарювання або розсолу солоних озер (77% від маси сухого залишку посідає хлорид натрію);
• використання побічного продукту опріснення солоних вод.

Хімічні властивості хлориду натрію

За своїм складом NaCl - це середня сіль, утворена лугом та розчинною кислотою. Хлорид натрію - сильний електроліт. Тяжіння між іонами настільки велике, що його можуть зруйнувати тільки сильно полярні розчинники. У воді речовини розпадається, звільняються катіони та аніони (Na + , Cl -). Їхньою присутністю зумовлена ​​електропровідність, якою володіє розчин кухонної солі. Формула в цьому випадку записується так само, як для сухої речовини NaCl. Одна з якісних реакцій на катіон натрію - фарбування в жовтий колірполум'я пальника. Для отримання результату досвіду потрібно набрати на чисту дротяну петлю трохи твердої солі і внести в середню частинуполум'я. Властивості кухонної солі також пов'язані з особливістю аніону, яка полягає у якісній реакції на хлорид-іон. При взаємодії з нітратом срібла у розчині випадає білий осад хлориду срібла (фото). Хлороводень витісняється із солі більше сильними кислотами, Чим соляна: 2NaCl + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2HCl. При звичайних умоваххлорид натрію не піддається гідролізу.

Сфери застосування кам'яної солі

Хлорид натрію знижує температуру плавлення льоду, тому взимку на дорогах та тротуарах використовується суміш солі з піском. Вона вбирає в себе велика кількістьдомішок, при таненні забруднює річки та струмки. Дорожня сіль також прискорює процес корозії автомобільних кузовів, ушкоджує дерева, які посадили поряд з дорогами. У хімічній промисловості хлорид натрію використовується як сировина для одержання великої групихімічних речовин:

• соляної кислоти;
• металевого натрію;
• газоподібного хлору;
• каустичної соди та інших сполук.

Крім того, кухонна сіль застосовується у виробництві мила, барвників. Як харчовий антисептик використовується при консервуванні, засолюванні грибів, риби та овочів. Для боротьби з порушеннями роботи щитовидної залози у населення формула повареної солі збагачується за рахунок додавання безпечних сполук йоду, наприклад, KIO 3 , KI, NaI. Такі добавки підтримують вироблення гормону щитовидної залози, запобігають захворюванню на ендемічний зоб.

Значення хлориду натрію для організму людини

Формула солі кухонної, її склад набув життєво важливе значенняздоров'я людини. Іони натрію беруть участь у передачі нервових імпульсів. Аніони хлору необхідні вироблення соляної кислоти в шлунку. Але занадто великий змісткухонної солі в їжі може призводити до високого кров'яного тиску та підвищення ризику розвитку захворювань серця та судин. У медицині при великій крововтраті пацієнтам вводять фізіологічний сольовий розчин. Для отримання в одному літрі дистильованої води розчиняють 9 г хлориду натрію. Людський організмпотребує безперервного надходження цієї речовини з їжею. Виводиться сіль через органи виділення та шкіру. Середній вміст хлориду натрію в тілі людини становить приблизно 200 г. Європейці споживають на день близько 2-6 г кухонної солі, у спекотних країнах ця цифра вища у зв'язку з вищим потовиділенням.

Для більшості речовин характерна здатність залежно від умов перебувати в одній із трьох агрегатних станів: твердий, рідкий або газоподібний.

Наприклад, вода при нормальному тиску в інтервалі температур 0-100 o C є рідиною, при температурі вище 100 о С здатна існувати тільки в газоподібному станіа при температурі менше 0 про С являє собою тверду речовину.
Речовини у твердому стані розрізняють аморфні та кристалічні.

Характерними ознаками аморфних речовин є відсутність чіткої температури плавлення: їхня плинність плавно збільшується зі зростанням температури. До аморфних речовин належать такі сполуки, як віск, парафін, більшість пластмас, скло тощо.

Проте кристалічні речовини мають конкретної температурою плавлення, тобто. речовина з кристалічною будовою переходить з твердого станурідке не поступово, а різко, при досягненні конкретної температури. Як приклад кристалічних речовин можна навести кухонну сіль, цукор, лід.

Різниця в фізичні властивостіаморфних та кристалічних твердих речовинобумовлена ​​насамперед особливостями будови таких речовин. У чому полягає різниця між речовиною в аморфному та кристалічному стані, найпростіше зрозуміти з наступної ілюстрації:

Як можна помітити, в аморфній речовині, на відміну від кристалічної, відсутній будь-який порядок розташування частинок. Якщо ж у кристалічній речовині подумки з'єднати прямий два близько розташовані один до одного атоми, то можна виявити, що на цій лінії на строго певних проміжках будуть лежати одні і ті ж частинки:

Таким чином, у випадку кристалічних речовинможна говорити про таке поняття, як кристалічні грати.

Кристалічні грати називають просторовий каркас, що з'єднує точки простору, де знаходяться частинки, що утворюють кристал.

Точки простору, в яких знаходяться частинки, що утворюють кристал, називають вузлами кристалічних ґрат .

Залежно від того, які частинки знаходяться у вузлах кристалічних ґрат, розрізняють: молекулярну, атомну, іонну і металеві кристалічні грати .

У вузлах молекулярних кристалічних ґрат

знаходяться молекули, всередині яких атоми пов'язані міцними ковалентними зв'язками, проте самі молекули утримуються одна біля одної слабкими міжмолекулярними силами. Внаслідок таких слабких міжмолекулярних взаємодій кристали з молекулярними гратами є неміцними. Такі речовини від речовин з іншими типами будови відрізняються значно нижчими температурами плавлення і кипіння, не проводять електричний струм, можуть розчинятися, так і не розчинятися в різних розчинниках. Розчини таких сполук можуть проводити, так і не проводити електричний струм залежно від класу з'єднання. До сполук з молекулярними кристалічними ґратами відносяться багато прості речовини- Неметали (затверділі H 2 , O 2 , Cl 2 , ромбічна сірка S 8 білий фосфор P 4), а також багато складних речовин – водневі сполукинеметалів, кислоти, оксиди неметалів, більшість органічних речовин. Слід зазначити, що, якщо речовина знаходиться в газоподібному або рідкому стані, говорити про молекулярні кристалічні грати недоречно: коректніше використовувати термін молекулярний типбудови.

У вузлах атомної кристалічної решітки

є атоми. При цьому всі вузли таких кристалічних ґрат «зшиті» між собою за допомогою міцних ковалентних зв'язків в єдиний кристал. Фактично такий кристал є однією гігантською молекулою. Внаслідок особливостей будови всі речовини з атомними кристалічними гратами є твердими, мають високі температури плавлення, хімічно мало активні, не розчиняються ні у воді, ні в органічних розчинниках, а їх розплави не проводять електричний струм. Слід запам'ятати, що до речовин з атомним типомбудови з простих речовин відносяться бор B, вуглець C (алмаз і графіт), кремній Si, складних речовиндіоксид кремнію SiO 2 (кварц), карбід кремнію SiC, нітрид бору BN.

У речовин з іонними кристалічними ґратами

у вузлах ґрат знаходяться іони, пов'язані один з одним за допомогою іонних зв'язків.
Оскільки іонні зв'язкидосить міцні, речовини з іонними гратами мають порівняно високу твердість і тугоплавкість. Найчастіше вони розчиняються у воді, які розчини, як і розплави проводять електричний струм.
До речовин з іонним типомКристалічні грати відносяться солі металів і амонію (NH 4 +), основи, оксиди металів. Вірною ознакоюіонної будови речовини є наявність у його складі одночасно атомів типового металута неметала.

спостерігається в кристалах вільних металів, наприклад натрію Na, заліза Fe, магнію Mg і т.д. У разі металевої кристалічної решітки, у її вузлах знаходяться катіони та атоми металів, між якими рухаються електрони. При цьому електрони, що рухаються, періодично приєднуються до катіонів, таким чином нейтралізуючи їх заряд, а окремі нейтральні атомиметалів замість «відпускають» частину своїх електронів, перетворюючись, своєю чергою, на катіони. Фактично «вільні» електрони належать не окремим атомам, а всьому кристалу.

Такі особливості будови призводять до того, що метали добре проводять тепло і електричний струм, часто мають високу пластичність (ковкість).
Розкид значень температур плавлення металів дуже великий. Так, наприклад, температура плавлення ртуті становить приблизно мінус 39 про (рідка у звичайних умовах), а вольфраму - 3422 °C. Слід зазначити, що у звичайних умовах усі метали, крім ртуті, є твердими речовинами.

Тверді речовини, як правило, мають кристалічна будова. Воно характеризується правильним розташуваннямчастинок у чітко визначених точках простору. При уявному з'єднанні цих точок прямими лініями, що перетинаються, утворюється просторовий каркас, який називають кристалічною решіткою.

Точки, в яких розміщені частинки, називаються вузлами кристалічних ґрат. У вузлах уявної решітки можуть бути іони, атоми або молекули. Вони здійснюють коливальні рухи. З підвищенням температури амплітуда коливань зростає, що проявляється у тепловому розширенні тіл.

Залежно від виду частинок і характеру зв'язку між ними розрізняють чотири типи кристалічних ґрат: іонні, атомні, молекулярні та металеві.

Кристалічні грати, що складаються з іонів, називаються іонними. Їх утворюють речовини з іонним зв'язком. Прикладом може служити кристал хлориду натрію, у якому, як зазначалося, кожен іон натрію оточений шістьма хлорид-ионами, кожен хлорид-ион — шістьма іонами натрію. Такому розташуванню відповідає найбільш щільна упаковка, якщо іони подати у вигляді куль, розміщених у кристалі. Дуже часто кристалічні грати зображують, як показано на рис, де вказується тільки взаємне розташуваннячастинок, але з їх розміри.

Число найближчих сусідніх частинок, що впритул примикають до даної частки в кристалі або в окремій молекулі, називається координаційним числом.

6. Отже, в кристалі хлориду натрію не можна виділити окремі молекули солі. Їх немає. Весь кристал слід розглядати як гігантську макромолекулу, що складається з рівного числа іонів Na + і Cl - , Na n Cl n де n - велике число. Зв'язки між іонами у такому кристалі дуже міцні. Тому речовини з іонними гратами мають порівняно високу твердість. Вони тугоплавкі та малолеткі.

Плавлення іонних кристалів призводить до порушення геометрично правильної орієнтації іонів щодо один одного та зменшення міцності зв'язку між ними. Тому розплави проводять електричний струм. Іонні сполуки, як правило, легко розчиняються у рідинах, що складаються з полярних молекул, наприклад, у воді.

Кристалічні грати, у вузлах яких є окремі атоми, називаються атомними . Атоми у таких ґратах з'єднані між собою міцними ковалентними зв'язками. Прикладом може бути алмаз — одна з модифікацій вуглецю. Алмаз складається з атомів вуглецю, кожен із яких пов'язані з чотирма сусідніми атомами. Координаційне число вуглецю в алмазі 4 . У ґратах алмазу, як і у ґратах хлориду натрію, молекули відсутні. Весь кристал слід розглядати, як гігантську молекулу. Атомні кристалічні грати характерні для твердого бору, кремнію, германію і сполук деяких елементів з вуглецем і кремнієм.

Кристалічні грати, що складаються з молекул (полярних та неполярних), називаються молекулярними .

Молекули у таких ґратах з'єднані між собою порівняно слабкими міжмолекулярними силами. Тому речовини з молекулярними гратами мають малу твердість і низькі температуриплавлення, нерозчинні або малорозчинні у воді, їх розчини майже проводять електричний струм. Число неорганічних речовинз молекулярними гратами невелико.

Прикладами їх є лід, твердий оксид вуглецю (IV) ("сухий лід"), тверді галогеноводороди, тверді прості речовини, утворені одно- (шляхетні гази), двох- (F 2 , Сl 2 , Br 2 , I 2 , Н 2 , Про 2 , N 2), трьох - (Про 3), чотирьох - (Р 4), восьми - (S 8) атомними молекулами. Молекулярні кристалічні грати йоду показані на рис. . Більшість кристалічних органічних сполукмають молекулярну решітку.

У воді

Кристал хлориду натрію

Хлорид натріюабо хлористий натрій(NaCl) - натрієва сіль соляної кислоти. Відомий у побуті під назвою кухонної солі, основним компонентом якої є. Хлорид натрію у значній кількості міститься в морській воді, надаючи їй солоний смак. ]. Зустрічається у природі як мінералу галита (кам'яної солі). Чистий хлорид натрію є безбарвними кристалами, але з різними домішками його колір може приймати блакитний, фіолетовий, рожевий, жовтий або сірий відтінок.

Знаходження в природі та виробництво

У природі хлорид натрію зустрічається у вигляді мінералу галіту, який утворює поклади кам'яної солі серед осадових гірських порід, прошарку та лінзи на берегах солоних озер та лиманів, соляні кірки у солончаках та на стінках кратерів вулканів та у сольфатарах. Величезна кількістьхлориду натрію розчинено у морській воді. Світовий океан містить 4×10 15 тонн NaCl, тобто з кожної тонни морської води можна отримати в середньому 1,3 кг хлориду натрію. Сліди NaCl постійно містяться в атмосфері внаслідок випаровування бризок морської води. У хмарах на висоті півтора кілометра 30% крапель, більших за 10 мкм за розміром, містять NaCl. Також його знайдено у кристалах снігу.

Найімовірніше, що перше знайомство людини із сіллю відбулося в лагунах теплих морів або на соляних озерах, де на мілководді солона водаінтенсивно випаровувалась під дією високої температури та вітру, а в осаді накопичувалася сіль. за образного виразуПіфагора, «сіль була народжена шляхетними батьками: сонцем і морем».

Галіт

У природі хлорид натрію найчастіше зустрічається як мінералу галита. Він має гранецентровані кубічні грати і містить 39,34%, 60,66%. Іншими хімічними елементами, що входять до складу домішок, є: , , , , , , , , , , , , , , , . Щільність 2,1-2, 2 г/см³, а твердість за шкалою Мооса – 2. Безбарвний прозорий мінерал зі скляним блиском. Поширений мінерал солоносних товщ. Утворюється при осадженні в замкнутих водоймах, а також продукт згону на стінках кратерів вулканів. Складає пласти в осадових породахлагунних і морських фацій, штокоподібні тіла в соляних куполах тощо.

Кам'яна сіль

Кам'яною сіллю називають осадову гірську породу з групи евапоритів, що складається більш ніж на 90% галита. Галіт також часто називають кам'яною сіллю. Ця осадова гірська породаможе бути безбарвною або сніжно-білою, але частіше вона пофарбована домішками глин, тальку ( сірий колір), оксидами та гідроксидами заліза (жовтий, помаранчевий, рожевий, червоний), бітумами (бура). Кам'яна сільмістить хлориди та сульфати натрію, калію, магнію та кальцію, броміди, іодиди, борати, гіпс, домішки карбонатно-глинистого матеріалу, доломіту, анкериту, магнезиту, бітумів і так далі.

За умовами формування родовищ кам'яну сіль поділяють на такі види:

• розсоли сучасних соляних басейнів
• соляні підземні води
• поклади мінеральних солейсучасних соляних басейнів
• копалини поклади (найважливіші для промисловості).

Морська сіль

Морська сільє сумішшю солей (хлориди, карбонати, сульфати і т. д.), що утворюється при повному випаровуванні морської води. Середній вміст солей у морській воді становить:

Очищена кристалічна морська сіль

При випаровуванні морської води при температурі від +20 до +35 °C в осаді спочатку кристалізуються найменш розчинні солі- карбонати кальцію та магнію та сульфат кальцію. Потім випадають більш розчинні сульфати натрію та магнію, хлориди натрію, калію та магнію, і після них - сульфати калію та магнію. Послідовність кристалізації солей і склад осаду може дещо змінюватись в залежності від температури, швидкості випаровування та інших умов. У промисловості морську сіль одержують із морської води, в основному методом звичайного випарювання. Вона відрізняється від кам'яної солі значно великим змістомінших хімічних солей, мінералів та різних мікроелементів, в першу чергу йоду, калію, магнію та марганцю. Відповідно, вона відрізняється від хлориду натрію і до смаку - гірко-солоний присмак їй надають солі магнію. Вона використовується в медицині: при лікуванні шкірних захворювань, таких як псоріаз. Як лікувальна речовина в аптечній та звичайній торгової мережіНайпоширенішим продуктом є сіль з Мертвого моря. В очищеному вигляді цей вид солі також пропонується в продуктовій торговій мережі - як натуральна і багата на йод харчова.

Поклади

Поклади кам'яної солі знайдено переважають у всіх геологічних системах. Найважливіші з них зосереджені в кембрійських, девонських, пермських та третинних відкладах. Кам'яна сіль складає потужні пластові поклади та ядра склепінчастих структур (соляних куполів і штоків), утворює прошарки, лінзи, гнізда та вкраплення в інших породах. Серед озерних родовищ Росії найбільші - Ельтонське, Баскунчак у Прикаспії, Кучукське озеро, Кулундинське озеро, Ебейти та інші озера в Західному Сибіру.

Виробництво

У давнину технологія видобутку солі полягала в тому, що соляну рапу (розчин) витягували кінським приводом із шахт, які називалися «колодцями» або «вікнами», і були досить глибокими – 60-90 м. Вилучений сольовий розчин виливали в особливий резервуар творило, Звідки вона через отвори стікала в нижній резервуар, і системою жолобів подавалася в дерев'яні башти. Там її розливали у великі чани, де сіль виварювали.

На Русі помори виварювали сіль узбережжя Білого моря і називали її морянка. У 1137 році новгородський князьСвятослав визначив податок на соляні варниці

Біломорської сіллю, яка називається «морянкою», торгували по всій Російській імперії до початку XX століття, поки її не витіснила дешевша поволзька сіль.

Сучасний видобуток хлориду натрію механізований та автоматизований. Сіль масово видобувається випарюванням морської води (тоді її називають морською сіллю) або розсолу з інших ресурсів, таких як соляні джерела та соляні озера, а також розробкою соляних шахт та видобутком кам'яної солі.
Для видобутку хлориду натрію з морської води необхідні умови спекотного клімату з низькою вологістю повітря, наявність значних низовинних територій, що лежать нижче рівня моря, або затоплюваних припливом, слабка водопроникність грунту випарних басейнів, мала кількість опадів протягом сезону активного випаровування, відсутність впливу пресних та наявність розвиненої транспортної інфраструктури.

Світове виробництво солі у 2009 році оцінюється у 260 мільйонів тонн. Найбільшими світовими виробниками є Китай (60,0 млн. тонн), США (46,0 млн. тонн), Німеччина (16,5 млн. тонн), Індія (15,8 млн. тонн) і Канада (14 млн. тонн).

Застосування

У харчовій промисловості та кулінарії

Сіль кухонна

У харчової промисловостіі кулінарії використовують хлорид натрію, чистота якого має бути не менше 97%. Його застосовують як смакову добавку та для консервування. харчових продуктів. Такий хлорид натрію має товарну назву кухонна сіль, Іноді також вживаються назви харчова, їдальня, а також уточнення назви залежно від її походження - кам'яна, морська, і за складом добавок - йодована, фторована і т. д. Така сіль є кристалічним сипучим продуктом з солоним смакомбез присмаку, без запаху (крім йодованої солі), у якому допускаються сторонні домішки, які пов'язані з методом добування солі. Крім хлориду натрію, кухонна сіль містить невелику кількість солей кальцію, магнію, калію, які надають їй гігроскопічності та жорсткості. Чим менше цих домішок у солі, тим вища її якість.

Виділяють сорти: екстра, вищий, перший та другий. Масова часткахлористого натрію у сортах, %:

• екстра - щонайменше 99,5;
• вищий – 98,2;
• перший – 97,5;
• другий – 97,0.

Масова частка вологи в виварювальної солісорти "екстра" 0,1%, у вищому сорті - 0,7%. Допускають добавки йодиду калію (йодистого калію), йодату калію, фторидів калію та натрію. Масова частка йоду повинна становити (40,0 ± 15,0) × 10 -4 %, фтору (25,0 ± 5,0) × 10 -3 %. Колір екстра та вищого сортів – білий, проте для першого та другого допускається сірий, жовтуватий, рожевий та блакитний відтінки залежно від походження солі. Харчову кухонну сіль виробляють меленою та сіяною. За розміром зерен мелену сіль поділяють на номери: 0, 1, 2, 3. Чим більший номер, тим більше зерна солі.

У кулінарії хлорид натрію споживають як найважливішу приправу. Сіль має характерний смак, без якого їжа здається людині прісною. Така особливість солі зумовлена ​​фізіологією людини. Однак часто люди споживають солі більше, ніж потрібно для фізіологічних процесів.

У комунальному господарстві. Технічна сіль

Взимку хлорид натрію, змішаний з іншими солями, піском або глиною – так звана технічна сіль – застосовується як антифриз проти ожеледиці. Нею посипають тротуари, хоча це негативно впливає на шкіряне взуття та технічний стан автотранспорту через корозійні процеси.

Регенерація Nа-катіонітових фільтрів

N-катіонітові фільтри широко застосовуються в установках пом'якшення води всіх потужностей при водопідготовці. Катіонітним матеріалом на сучасних водопідготовчих установках служать в основному глауконіт, полімерні іонообмінні смоли та сульфовані вугілля. Найбільш поширені сульфокатіонітні іонообмінні смоли.

Регенерацію Nа-катіонітових фільтрів здійснюють 6-10%-м розчином кухонної солі, в результаті катіоніт перекладається Na-форму, регенерується. Реакції йдуть за рівняннями:

Хімічна промисловість

Сіль, поряд з кам'яним вугіллям, вапняками та сіркою, утворює «велику четвірку» продуктів мінеральної сировини, які є найважливішими для хімічної промисловості. З неї одержують соду, хлор, соляну кислоту, гідроксид натрію, сульфат натрію та металевий натрій. Крім цього сіль використовується також для промислового отриманнялегкорозчинного у воді натрію хлорату, який є засобом для знищення бур'янів . Сумарне рівняння реакції електролізу гарячого розчину хлориду натрію:

Одержання хлору та гідроксиду натрію

• на катоді як побічний продукт виділяється водень внаслідок відновлення іонів H + , утворених у результаті електролітичної дисоціаціїводи:

• оскільки (внаслідок практично повної електролітичної дисоціації NaCl), хлор у розчині знаходиться у вигляді хлорид-іонів, вони окислюються на аноді до вільного хлору у вигляді газу:

• сумарна реакція:

Як видно із рівняння сумарної реакції, ще одним продуктом є гідроксид натрію. Витрата електроенергії на 1 т хлору становить приблизно 2700 кВт × год. Отриманий хлор при підвищеному тиску зріджується в жовту рідину вже за нормальної температури.

Якщо між анодом і катодом немає діафрагми, розчинений у воді хлор починає реагувати з гідроксидом натрію, утворюючи хлорид і гіпохлорит натрію NaClO :

Амальгаму пізніше розкладають гарячою водоюз утворенням гідроксиду натрію та водню, а ртуть перекачують насосом назад в електролізер:

Сумарна реакція процесу така сама, як і у випадку діафрагмового методу.

Одержання металевого натрію

Металевий натрій одержують електролізом розплаву хлориду натрію. Відбуваються такі процеси:

• на катоді виділяється натрій:

• на аноді виділяється хлор (як побічний продукт):

• сумарна реакція:

Ванна електролізера складається із сталевого кожуха з футеровкою, графітового анода та кільцевого залізного катода. Між катодом та анодом розташовується сітчаста діафрагма. Для зниження температури плавлення NaCl (+800 °C), електролітом є не чистий хлорид натрію, а його суміш із хлоридом кальцію CaCl 2 (40:60) з температурою плавлення +580 °C. Металевий натрій, який збирається у верхній частині катодного простору, містить до 5 % домішок кальцію, але останній згодом майже повністю відокремлюється, оскільки його розчинність у рідкому натрії при температурі його плавлення (+371 K = 98 °C) становить лише 0,01 %. З витрачанням NaCl його постійно додають у ванну. Витрати електроенергії становлять приблизно 15 кВт × год на 1 кг натрію.

Одержання соляної кислоти та сульфату натрію

Серед багатьох промислових методів отримання соляної кислоти, тобто водного розчину хлороводню (HCl), застосовується реакція обміну між хлоридом натрію та сірчаною кислотою:

Перша реакція відбувається значною мірою вже за звичайних умов, а за слабкого нагрівання йде майже до кінця. Друга відбувається лише за високих температурах. Процес здійснюється у спеціальних механізованих печах великої потужності. Хлороводень, який виділяється, знепилюють, охолоджують та поглинають водою з утворенням соляної кислоти. Як побічний продукт утворюється сульфат натрію Na 2 SO 4 .

Цей метод застосовується також для одержання хлороводню в лабораторних умовах.

Фізичні та фізико-хімічні властивості

Температура плавлення 800,8 °С, кипіння 1465 °С.

Помірно розчиняється у воді, розчинність мало залежить від температури: коефіцієнт розчинності NaCl (у грамах на 100 г води) дорівнює 35,9 за +21 °C і 38,1 за +80 °C. Розчинність хлориду натрію суттєво знижується у присутності хлороводню, гідроксиду натрію, солей – хлоридів металів. Розчиняється в рідкому аміаку, вступає у реакції обміну. У чистому виглядіхлорид натрію не гігроскопічний. Однак сіль часто буває забруднена домішками (переважно іонами Ca 2+ , Mg 2+ та SO2−
4), і така сіль на повітрі сиріє. Кристаллогідрат NaCl · 2H 2 O можна виділити при температурі нижче +0,15 °C.

Суміш подрібненого льоду з дрібним порошком натрію хлориду є ефективним охолоджувачем. Так, суміш 30 г NaCl на 100 г льоду охолоджується до температури −20 °C. Це тому, що водний розчин солі замерзає при температурі нижче 0 °C. Лід, що має температуру близько 0 °C, плавиться в такому розчині, поглинаючи тепло навколишнього середовища.

Діелектрична проникність NaCl - 6,3

Щільність та концентрація водних розчинів NaCl

Лабораторне отримання та хімічні властивості

При дії сірчаної кислоти виділяє хлороводень.

З розчином нітрату срібла утворює білий осад хлориду срібла ( якісна реакціяна хлорид-іон).

У кристалічній решітці між атомами переважає іонний хімічний зв'язок, що є наслідком дії електростатичної взаємодії протилежних заряду іонів.

Див. також

• Поварена сіль - спеція та харчова добавка
• Галіт – мінерал

Примітки

1. Натрію хлорид на сайті англ. National Institute of Standards and Technology) (англ.)
2. Некрасов Б. В.Основи загальної хімії. Т. 2. Вид. 3-тє, испр. і доп., М.: Хімія, 1973. - 688 с.; 270 табл.; 426 рис.; Список літератури, посилань. С. 218
3. Піфагор. Золоті сережки. Фігури езотерики. - М.: Вид-во Ексмо, 2003. - 448 с. (Антологія мудрості).
4. Мала гірська енциклопедія. У 3 т. = Мала гірнича енциклопедія / (На укр. яз.).За ред. В. С. Білецького. - Донецьк: Донбас, 2004. - ISBN 966-7804-14-3.
5. УНІАН: Морська сіль для краси та здоров'я шкіри
6. Російське законодавство Х-XX століть. Законодавство Стародавню Русь. Т. 1. М., 1984. С. 224-225.
7. У перекладі з поморської «говори» слово черен означає чотирикутний ящик, кований з листового заліза, а салга - котел, в якому варили сіль. Пузом у біломорських солеварнях називали мішок солі у два четверики, тобто об'ємом близько 52 літрів.
8. Сіль (PDF), Геологічний огляд США на сайті Програми мінеральних ресурсів (англ.)