Ruokasuola on natriumkloridia, jota käytetään elintarvikelisäaineena, elintarvikkeiden säilöntäaineena. Sitä käytetään myös kemianteollisuudessa, lääketieteessä. Se toimii tärkeimpänä raaka-aineena kaustisen soodan, suolahapon, soodan ja muiden aineiden tuotannossa. Suolakaava - NaCl.
Ionisidoksen muodostuminen natriumin ja kloorin välille
Natriumkloridin kemiallinen koostumus heijastaa ehdollista kaavaa NaCl, joka antaa käsityksen natrium- ja klooriatomien yhtä suuresta määrästä. Mutta ainetta ei muodosta kaksiatomiset molekyylit, vaan se koostuu kiteistä. Kun alkalimetalli on vuorovaikutuksessa vahvan ei-metallin kanssa, jokainen natriumatomi luovuttaa valenssielektronin elektronegatiivisemmalle kloorille. Siellä on natriumkationeja Na+ ja kloorivetyhapon happojäännöksen anioneja Cl-. Vastakkaisesti varautuneet hiukkaset vetäytyvät puoleensa ja muodostavat aineen, jossa on ioninen kidehila. Pienet natriumkationit sijaitsevat suurten kloridianionien välissä. Positiivisten hiukkasten määränatriumkloridin koostumus on yhtä suuri kuin negatiivisten lukumäärä, aine kokonaisuudessaan on neutraali.
Kemiallinen kaava. Ruokasuola ja haliitti
Suolat ovat monimutkaisia ionisia aineita, joiden nimet alkavat happojäämän nimellä. Ruokasuolan kaava on NaCl. Geologit kutsuvat tämän koostumuksen mineraalia "haliitiksi", ja sedimenttikiveä kutsutaan "kivisuolaksi". Vanhentunut kemiallinen termi, jota käytetään usein teollisuudessa, on "natriumkloridi". Tämä aine on ollut ihmisten tiedossa muinaisista ajoista lähtien, sitä pidettiin kerran "valkoisena kullana". Nykyajan koululaiset ja opiskelijat, kun he lukevat natriumkloridin reaktioyhtälöitä, kutsuvat kemiallisia merkkejä ("natriumkloridi").
Suoritetaan yksinkertaiset laskelmat käyttämällä aineen kaavaa:
1) herra (NaCl)=Ar (Na) + Ar (Cl)=22,99 + 35,45=58,44.
Suhteellinen molekyylipaino on 58,44 (ammuina).
2) Moolimassa on numeerisesti yhtä suuri kuin molekyylipaino, mutta tämän arvon yksiköt ovat g/mol: M (NaCl)=58,44 g/mol.
3) 100 g:n suolanäyte sisältää 60,663 g klooriatomeja ja 39,337 g natriumatomeja.
Ruokasuolan fysikaaliset ominaisuudet
Hauraita haliittikiteitä - värittömiä tai valkoisia. Luonnossa on myös kivisuolakertymiä, jotka on maalattu harmaalla, keltaisella tai sinisellä. Joskus mineraaliaineella on punainen sävy, mikä johtuu epäpuhtauksien tyypeistä ja määrästä. Haliitin kovuus Mohsin asteikolla on vain 2-2,5, lasi jättää sen pintaan viivan.
Muut natriumkloridin fysikaaliset parametrit:
- haju - poissa;
- maku - suolainen;
- tiheys - 2, 165 g/cm3 (20 °C);
- sulamispiste - 801 °C;
- kiehumispiste - 1413 °C;
- liukoisuus veteen - 359 g/l (25 °C);
Natriumkloridin saaminen laboratoriossa
Kun metallinen natrium reagoi kaasumaisen kloorin kanssa koeputkessa, muodostuu valkoista ainetta - natriumkloridi NaCl (yleisuolakaava).
Kemia antaa käsityksen eri tavoista saada sama yhdiste. Tässä muutamia esimerkkejä:
Neutralointireaktio: NaOH (vesipitoinen) + HCl=NaCl + H2O.
Redox-reaktio metallin ja hapon välillä:
2Na + 2HCl=2NaCl + H2.
Hapan vaikutus metallioksidiin: Na2O + 2HCl (vesipitoinen)=2NaCl + H2O
Heikon hapon korvaaminen sen suolaliuoksesta vahvemmalla:
Na2CO3 + 2HCl (vesipitoinen)=2NaCl + H2 O + CO2 (kaasu).
Teolliseen käyttöön kaikki nämä menetelmät ovat liian kalliita ja monimutkaisia.
Pyötysuolan tuotanto
Jo sivilisaation kynnyksellä ihmiset tiesivät, että suolauksen jälkeen liha ja kala säilyvät pidempään. Läpinäkyviä, säännöllisen muotoisia haliittikiteitä käytettiin joissakin muinaisissa maissa rahan sijasta ja ne olivat kullan arvoisia. Haliittiesiintymien etsintä ja kehittäminenvastata väestön ja teollisuuden kasvaviin tarpeisiin. Tärkeimmät luonnolliset ruokasuolan lähteet:
- mineraalihaliittiesiintymät eri maissa;
- merien, v altamerten ja suolajärvien vesi;
- kivisuolan kerroksia ja kuoria suolaisten altaiden rannoilla;
- haliittikiteitä tulivuoren kraatterien seinillä;
- suolamaat.
Teollisuus käyttää neljää päätapaa ruokasuolan tuottamiseen:
- haliitin huuhtoutuminen maanalaisesta kerroksesta, syntyvän suolaveden haihtuminen;
- suolakaivokset;
- meriveden tai suolaveden haihdutus suolajärvistä (77 % kuivan jäännöksen massasta on natriumkloridia);
- käytetään suolanpoiston sivutuotetta.
Natriumkloridin kemialliset ominaisuudet
Koostumukseltaan NaCl on emäksen ja liukoisen hapon muodostama keskimääräinen suola. Natriumkloridi on vahva elektrolyytti. Ionien välinen vetovoima on niin voimakas, että vain erittäin polaariset liuottimet voivat tuhota sen. Vedessä aineen ionikidehila hajoaa, kationeja ja anioneja vapautuu (Na+, Cl-). Niiden läsnäolo johtuu sähkönjohtavuudesta, jossa on suolaliuosta. Kaava tässä tapauksessa kirjoitetaan samalla tavalla kuin kuiva-aineelle - NaCl. Yksi laadullisista reaktioista natriumkationille on polttimen liekin keltainen väritys. Kokemustuloksiinsinun on valittava hieman kovaa suolaa puhtaalle lankalenkille ja lisättävä se liekin keskiosaan. Ruokasuolan ominaisuudet liittyvät myös anionin ominaisuuteen, joka koostuu kvalitatiivisesta reaktiosta kloridi-ioniin. Kun se on vuorovaikutuksessa hopeanitraatin kanssa liuoksessa, valkoinen hopeakloridisakka saostuu (kuva). Kloorivetyä syrjäyttävät suolasta vahvemmat hapot kuin kloorivety: 2NaCl + H2SO4=Na2SO4 + 2HCl. Normaaleissa olosuhteissa natriumkloridi ei hydrolysoi.
Viivisuolan käyttöalat
Natriumkloridi alentaa jään sulamispistettä, joten suolaa ja hiekkaa käytetään talvella teillä ja jalkakäytävillä. Se imee suuren määrän epäpuhtauksia, kun taas sulatus saastuttaa jokia ja puroja. Tiesuola kiihdyttää myös auton korin korroosiota ja vahingoittaa teiden viereen istutettuja puita. Kemianteollisuudessa natriumkloridia käytetään useiden kemikaalien raaka-aineena:
- suolahappo;
- metallinatrium;
- kloorikaasu;
- kaustinen sooda ja muut yhdisteet.
Lisäksi ruokasuolaa käytetään saippuoiden ja väriaineiden valmistuksessa. Elintarvikkeiden antiseptisenä aineena sitä käytetään säilykkeissä, sienien, kalan ja vihannesten peittauksessa. Kilpirauhasen häiriöiden torjumiseksi väestössä ruokasuolan kaavaa rikastetaan lisäämällä turvallisia jodiyhdisteitä, esimerkiksi KIO3, KI, NaI. Tällaiset lisäravinteet tukevat kilpirauhashormonin tuotantoa, estävät sairauksiaendeeminen struuma.
Natriumkloridin merkitys ihmiskeholle
Ruokasuolan kaavasta ja koostumuksesta on tullut elintärkeä ihmisten terveydelle. Natriumionit osallistuvat hermoimpulssien välittämiseen. Kloorianionit ovat välttämättömiä suolahapon tuottamiseksi mahassa. Mutta liiallinen suola ruoassa voi johtaa korkeaan verenpaineeseen ja lisätä sydän- ja verisuonisairauksien riskiä. Lääketieteessä potilaille, joilla on suuri verenhukka, ruiskutetaan fysiologista suolaliuosta. Sen saamiseksi liuotetaan 9 g natriumkloridia litraan tislattua vettä. Ihmiskeho tarvitsee jatkuvan ravinnon tätä ainetta. Suola erittyy erityselinten ja ihon kautta. Natriumkloridin pitoisuus ihmiskehossa on keskimäärin noin 200 g. Eurooppalaiset kuluttavat noin 2-6 g ruokasuolaa päivässä, kuumissa maissa tämä luku on korkeampi lisääntyneen hikoilun vuoksi.
