Хлорид натрію – це... Основні сфери застосування
Хлорид натрію (хлористий натрій, столова/харчова/кухонна/кам’яна сіль, галіт) – це натрієва сіль соляної кислоти. Входить до складу кухонної солі як головний компонент, тому звично її назвою в побуті й іменується. У великих обсягах присутня в морській воді та є передумовою її солоного смаку. Також у природних умовах знаходиться як мінерал галіт (кам’яна сіль).
Властивості
У чистому вигляді ця сіль виглядає як безбарвна сипка кристалічна маса (кристалам характерна кубічна сингонія) з солоним смаком. Присмак і запах, як правило, відсутні. Якщо поєднується з будь-якими домішками, може мати різні відтінки: блакитний, ліловий, рожевий, жовтий або сіруватий.
У воді розчиняється помірно: 35-40 г/100 мл, залежно від температури (значно температура на процес не впливає, але все ж, чим вища t, тим трохи краще розчинення). На розчинності можуть неабияк відображатися (знижувати її) хлористий водень, каустична сода, солі – хлориди металів. Крім того, ця речовина підлягає достатньому розчиненню в нітриді водню (21,5 г/100 мл), вступає в обмінні реакції. А ось в метиловому спирті розчиняється дуже слабо (1,49 г/100 мл).
Якщо розглядати чистий натрій хлористий, то він не є гігроскопічним. Однак у його складі часто присутні різні домішки, що піддає матеріал дії вологи при перебуванні на повітрі. До того ж, він утворює кристалогідрат при t до 0,15 °C.
Молярна маса – 58,44277 г/моль, густина – 2,165 г/см³. Термовластивості: t плавлення – 800,8 °C, t кипіння – 1465 °. Формула: NaCl.
Якщо з’єднати подрібнений лід з харчовою сіллю, вийде чудовий охолоджувач. Сукупність 30 г NaCl + 100 г льоду охолоджується до -20 °C. Це пояснюється так: водний розчин солі замерзає при t нижче 0 °C, а лід з температурою приблизно 0 °C в такому розчині плавиться, поглинаючи зовнішнє тепло.
Серед важливих хімічних властивостей цього матеріалу:
- виділення хлористого водню при дії сірчаної кислоти;
- утворення білого осаду хлористого срібла при поєднанні з розчином азотнокислого срібла (якісна реакція на хлорид-іон);
- формування тетрахлоркупрату натрію при компонуванні зі сірчанокислою міддю (з набуттям розчином зеленого забарвлення замість синього);
- практично абсолютна дисоціація у водному розчині на іони, що визначає хімічні властивості речовини властивостями катіонів натрію і хлорид-аніонів.
Перебування в природі, промислове та лабораторне отримання
Як вже було сказано, в природному середовищі натрій хлористий присутній у вигляді мінералу галіту, що утворює поклади кам’яної солі в осадових гірських породах, ділянки на берегах солоних водойм, соляні кірки на солонцюватих ґрунтах. Знаходять його і на стінках кратерів вулканів, і в сольфатарах.
Просто неймовірні обсяги цієї сполуки містяться у морській воді, з кожної тонни якої можна отримати 1,3 кг NaCl. Але і це ще не все. Бризки морської води випаровуються, таким чином хлорид натрію потрапляє в атмосферу. Якщо взяти хмару на висоті 1,5 км, то третина її крапель, розмір яких перевищує 10 мкм, має в своєму складі сіль. А ще вона присутня в кристалах снігу.
Галіт – мінерал зі густиною 2,1-2, 2 г/см³, і твердістю за шкалою Мооса 2 – не має забарвлення, його текстура прозора, додатково характерний скляний відблиск.
Кам’яна сіль – осадова гірська порода, евапорит, у складі якого галіту міститься понад 90 %. Тому часто ці назви застосовуються як синонімічні між собою, а відтак і з хлоридом натрію. Кам’яна сіль може бути сніжно-білою або не мати жодного кольору. Але в більшості випадків їй притаманний певний відтінок, залежно від домішок: глина і тальк дають сіре забарвлення, оксиди і гідроксиди заліза – жовте, апельсинове, рожеве, червоне, бітуми – буре.
Сучасне виробництво харчової солі – це повністю механізований і автоматизований процес. Масове виготовлення цього продукту виглядає як випарювання морської води, роп соляних джерел, розробка соляних шахт або, власне, видобуток кам’яної солі. Серед найбільших країн-виробників: Китай, США, Німеччина, Індія та Канада.
Що стосується лабораторного синтезу, то необхідності в ньому, як і в промисловому виробництві, немає. Це закономірно пояснюється значними природними запасами вказаної речовини. Тим не менш, лабораторне отримання можливе. Хлорид натрію може бути синтезований в якості основного або побічного продукту такими способами:
- екзотермічна реакція при використанні сукупності простих речовин Na + Cl;
- нейтралізація найпоширенішого лугу (каустичної соди NaOH) за допомогою хлористого водню (HCl).
Хлорид натрію: застосування
Цей матеріал знайшов широке застосування в різнопланових сферах і процесах. Розглянемо основні з них.
Харчопром
Тут всім відома харчова/кухонна сіль вводиться у величезний перелік продуктів харчування. Вона повинна бути чистою не менше ніж на 97 %. Може служити смаковою добавкою і бути задіяною при консервуванні. Залежно від походження, може називатися кам’яною або морською, а згідно з добавками, що входять до її складу – йодованою, фторованою та ін. Всі різновиди, крім йодованої солі, не повинні мати сторонніх домішок, поява яких не пов’язана з добуванням продукту.
Пам’ятаємо, що хлорид натрію – головний інгредієнт кухонної солі, але не єдиний. Крім нього, в складі можуть бути присутні в незначних обсягах солі кальцію, магнію та калію. За ними – надання гігроскопічності й твердості. Тому чим їх менше, тим якість солі вища.
Кількість хлористого натрію в солі визначає її гатунок:
- екстра – не менш ніж 99,5 %;
- вищий – 98,2 %;
- перший – 97,5 %;
- другий – 97 %.
Хлорид натрію – надважлива приправа в кулінарії. Приправа зі специфічним смаком, без якої їжа людині здається прісною і позбавленою смаку. Все – у зв’язку з людською фізіологією. Але часто вживання солі людьми значно більше, ніж того вимагає організм.
Крім ролі спеції, вона виконує в цьому напрямку ще одне значиме завдання. У зв’язку з деякими антисептичними властивостями, активно використовується як консервант. 10-15 % солі здатні запобігти розмноженню гнильних бактерій. Не тільки домашні заготовки на зиму (солоні огірки, помідори та ін.) створюються за участю цього компонента, а й різна продукція в промислових масштабах: консерви, ковбаси, солона риба, мариновані гриби та багато іншого.
Медицина
У медичній сфері застосовують розчини хлориду натрію з різною концентрацією, а саме:
- ізотонічний (0,9 %). Служить детоксикуючим засобом. Допомагає коригувати стан систем організму при зневодненні. Використовується для розчинення інших ліків і виступає інфузійним середовищем;
- гіпертонічний (1 % і більше, як правило, 3,5 % і 10 %). Виступає допоміжним осмодіуретиком при набряках головного мозку. Сприяє підвищенню тиску у випадку кровотеч. Допомагає при дефіциті іонів натрію та хлору в організмі, а також при інтоксикаціях азотнокислим сріблом. Підходить для місцевої обробки гнійних ранових поверхонь (розчин сприяє виділенню гною, здійснює протимікробну дію). В офтальмології використовується як протинабряковий препарат. Залежно від виконуваного завдання, може вводитися внутрішньовенно або використовуватися зовнішньо;
- гіпотонічний (до 0,85 %). Розчин з більш низьким осмотичним тиском, порівняно з нормальним π плазми крові.
Здавалося б, різниця в концентраціях незначна. Але використовувати один розчин там, де показаний інший, не можна. Наслідки можуть бути сумними.
Загалом, хлористий натрій необхідний при зневодненні, якщо організм втратив велику кількість рідини, у випадку інфекцій і при інших не менш серйозних проблемах, тому його значення для здоров’я і життя людини переоцінити складно.
Способи застосування:
- зовнішній (0,5-2 % розчини для ванни, душу, полоскань, клізм, інгаляцій);
- парентеральний (під шкіру або всередину вени, якщо мова йде про ізотонічний розчин, лише внутрішньовенно – якщо про гіпертонічний).
Запам’ятайте: вводити гіпертонічний розчин під шкіру заборонено, інакше в місці ін’єкції буде розвиватися незворотний некроз.
Косметологія
Хлорид натрію важливий не тільки для більшості тканин і рідин організму людини. Складно переоцінити його значення і для нашої з вами краси. Він бере участь у різних фізіологічних процесах, транспортує поживні компоненти, задіюється в детоксикації, налагоджує функціонування нервової системи і підтримує оптимальний водно-електролітний баланс. Все це не може не позначатися позитивно на зовнішньому вигляді.
Цю субстанцію вводять і в домашню косметику, і в продукти промислового виготовлення. Його можна зустріти в складі багатьох косметичних засобів та засобів особистої гігієни: скрабів, шампунів, композицій для стайлінгу, ополіскувачів для ротової порожнини, засобів для лікувальних ванн для ніг. Декоративна косметика, до слова – не виняток. Це, головним чином, тональні креми, основи і пудри.
Іноді він виступає допоміжним компонентом, а іноді служить ексфоліантом, підсилювачем смаку, добавкою, що збільшує в’язкість, і навіть антисептиком. До речі, роль згущувача, мабуть, одна з найбільш поширених при виготовленні косметики. Сіль згущує водні фази шампунів, гелів для душу, очисних композицій для обличчя. У скрабах і гоммажаж виступає абразивом.
Варто зазначити, що натрій хлористий є важливим компонентом багатьох формул, у функціональних обов’язках яких – виконання найрізноманітніших завдань. На особливу увагу заслуговує формула «Кротеїн», яка складається із солі та амінокислоти кератину. Сіль, змінюючи осмотичний тиск, допомагає кератину проникати всередину волосини, тим самим зміцнювати її і підвищувати пластичність. Ця ж формула підходить для того, щоб кондиціонувати нігті та кутикулу.
Відтак завдань, з якими ця речовина в складі різних косметичних засобів справляється на ура, немало. Це передусім такі:
- відлущування шкіри, очищення від забруднень і відмерлих клітин, вирівнювання тону, структури та регенерація;
- підсушування шкірних покривів, позитивний вплив при надлишку себорегуляції, завдяки м’яким в’яжучим властивостям;
- позбавлення від шорсткості, ороговілих ділянок, неестетичних «пухирців» при фолікулярному кератозі;
- посилення захисної функції шкіри шляхом підвищення міцності верхніх шарів епідермісу;
- зняття запалень і загоєння ушкоджень (але тільки незначних);
- усунення свербежу, зокрема й спровокованого укусами паразитів.
Чи має цей продукт протипоказання? Його зовнішнє застосування супроводжується абсолютною безпекою і протипоказань не має.
Ветеринарія
Зазначений препарат є головним джерелом для формування соляної кислоти шлункового соку. При внутрішньому прийомі він добре всмоктується зі шлунково-кишкового тракту, а при внутрішньому введенні розходиться кровоносною системою, вибірково впливаючи на тканини і органи.
Тут, як і в медицині, використовують ізотонічний, гіпертонічний та гіпотонічний розчини. Кожен – для певних завдань.
Хімічна галузь
У цьому напрямку сіль застосовують при створенні різних матеріалів, зокрема таких, як карбонат натрію, газоподібний хлор, їдкий натр, хлорне вапно, натрій сірчанокислий і металевий, соляна кислота та ін. Вона разом з кам’яним вугіллям, вапняками і сіркою формує «велику четвірку» найважливішої для хімічної промисловості мінеральної сировини.
До того ж, кам’яна сіль використовується в промисловому отриманні легкорозчинного у воді хлорату натрію – ефективного засобу для боротьби з бур’янами (популярного гербіциду).
Комунальні господарства
Без технічного хлориду натрію не обходяться і в цьому напрямку. Ним у зимовий період посипають дороги, щоб мінімізувати обмерзання. З цією метою беруть не саму речовину, а в поєднанні з піском, глиною, щебенем або з іншими солями. Це економний спосіб боротьби з ожеледицею. Хлористим натрієм в якості антифризу, що прискорює танення льоду, посипають, до речі, не тільки дороги, але й тротуари. Хоча перебирати міру в цьому плані не можна, оскільки, у зв’язку з можливою корозією, не є винятком негативний вплив на шкіряне взуття і технічний стан автомобілів. Негатив відчути можуть також тварини.
Інші сфери застосування:
- водопідготовка (зменшення твердості води в якості натрій-катіонітових фільтрів);
- металургія;
- шкіряне виробництво (обробка хутра та шкіри);
- миловаріння.
Як бачите, звичайна кухонна сіль не така вже й проста. Їй під силу виконувати різні завдання у великому переліку галузей. Вона ефективна і доступна. І це лише головні, але далеко не єдині переваги продукту, що і пояснює неабияку широту його застосування.
