„Krystalová mřížka“ - Úkol: Určete typ chemické vazby v těchto sloučeninách: Klasifikace pevných látek. Charakteristika hlavních typů krystalových mřížek. Tématem lekce jsou KŘIŠŤÁLOVÉ MŘÍŽKY. HCl, Cl2, H20, NaBr, BaCl2, CaS, O2, NH3, CO2, C.
„Chemie krystalových mřížek“ - Typy krystalových mřížek. Látky s ACR mají vysoké teploty tání a zvýšenou tvrdost. Místa umístění částic se nazývají uzly krystalové mřížky. Krystalová mřížka diamantu je zobrazena výše. Hodnocení vlastního pokroku. Zákon stálosti složení. Atomový. Iontové krystalové mřížky jsou ty, jejichž uzly obsahují ionty.
„Krystalické a amorfní látky“ - Síra S8. Jód I2. Pevný. Příklady: jednoduché látky (H2, N2, O2, F2, P4, S8, Ne, He), komplexní látky (CO2, H2O, cukr C12H22O11 atd.). Stav agregace látky (na příkladu kyslíku O2). Neexistuje žádné striktní uspořádání částic, žádná krystalová mřížka. Vlastnosti látek: 1) kovový lesk, 2) tepelná a elektrická vodivost, 3) kujnost a tažnost, 4) opacita.
Polykrystal ametystu (druh křemene). Amorfní těla. Lízátko. Vlastnosti pevných látek. Jantar. Drúza z křišťálových krystalů. Krystaly. Polykrystalický kov. Monokrystal kamenné soli. Druze Marion. Spar monokrystal. Amorfní tělo. Monokrystal z horského křišťálu. Fyzikální vlastnosti amorfních těles: 1. Beztvará 2. Absence bodu tání 3. Izotropie.
„Krystalická a amorfní tělesa“ - Účel: identifikovat rozdíly ve vlastnostech krystalů a amorfních těles. Krystaly mají bod tání, amorfní tělesa mají teplotní rozsah (tekutost). Vybavení: lupa, sběr minerálů a hornin, sběr kovů. Polykrystaly jsou izotropní. Krystaly jsou anizotropní, amorfní tělesa izotropní. Přítomnost konstantní teploty tání.
"Sůl 4life" - Marbelle 750 g. Zimushka-krasa 750g. 4life 125g. Předpoklady. Droga 1000 g. Mořská sůl 4Life má jedinečné chuťové vlastnosti. Rozsah. Jaké jsou výhody soli 4Life? Polohování. Marcel (balení 1000g). Polohovací mapa (zkumavky-slánky). cílové publikum. cena, rub. Extra 1000 g.
Většina látek se vyznačuje schopností, v závislosti na podmínkách, být v jednom ze tří stavů agregace: pevné, kapalné nebo plynné.
Například voda za normálního tlaku v rozmezí teplot 0-100 o C je kapalina, při teplotách nad 100 o C může existovat pouze v plynném stavu a při teplotách pod 0 o C je to pevná látka.
Látky v pevném skupenství dělíme na amorfní a krystalické.
Charakteristickým znakem amorfních látek je absence jasného bodu tání: jejich tekutost se postupně zvyšuje s rostoucí teplotou. Mezi amorfní látky patří sloučeniny jako vosk, parafín, většina plastů, sklo atd.
Krystalické látky však mají specifickou teplotu tání, tzn. látka s krystalickou strukturou přechází z pevného do kapalného skupenství nikoli postupně, ale náhle při dosažení určité teploty. Příklady krystalických látek zahrnují stolní sůl, cukr a led.
Rozdíl ve fyzikálních vlastnostech amorfních a krystalických pevných látek je způsoben především strukturními vlastnostmi těchto látek. Jaký je rozdíl mezi látkou v amorfním a krystalickém stavu, lze nejsnáze pochopit z následující ilustrace:
Jak vidíte, v amorfní látce, na rozdíl od krystalické, není řád v uspořádání částic. Pokud v krystalické látce mentálně spojíte dva atomy blízko sebe přímkou, můžete zjistit, že stejné částice budou ležet na této přímce v přesně definovaných intervalech:
V případě krystalických látek tedy můžeme hovořit o takovém pojmu jako krystalická mřížka.
Krystalová mřížka nazývaný prostorový rámec spojující body v prostoru, ve kterých se nacházejí částice tvořící krystal.
Body v prostoru, ve kterých se nacházejí částice tvořící krystal, se nazývají uzly krystalové mřížky .
V závislosti na tom, které částice se nacházejí v uzlech krystalové mřížky, se rozlišují: molekulární, atomové, iontové A kovové krystalové mřížky .
V uzlech molekulární krystalová mřížka
Mříž ledových krystalů jako příklad molekulární mřížkyExistují molekuly, v nichž jsou atomy spojeny silnými kovalentními vazbami, ale samotné molekuly jsou drženy blízko sebe slabými mezimolekulárními silami. Díky takto slabým mezimolekulárním interakcím jsou krystaly s molekulární mřížkou křehké. Takové látky se liší od látek s jinými typy struktury výrazně nižšími teplotami tání a varu, nevedou elektrický proud a mohou, ale nemusí se rozpouštět v různých rozpouštědlech. Roztoky takových sloučenin mohou nebo nemusí vést elektrický proud, v závislosti na třídě sloučeniny. Sloučeniny s molekulární krystalovou mřížkou zahrnují mnoho jednoduchých látek - nekovy (tvrzený H 2, O 2, Cl 2, ortorombická síra S 8, bílý fosfor P 4), ale i mnoho složitých látek - vodíkové sloučeniny nekovů, kyseliny, oxidy nekovů, většina organických látek. Je třeba poznamenat, že pokud je látka v plynném nebo kapalném skupenství, je nevhodné hovořit o molekulární krystalové mřížce: správnější je používat termín molekulární typ struktury.
Diamantová krystalová mřížka jako příklad atomové mřížkyV uzlech atomová krystalová mřížka
jsou tam atomy. Kromě toho jsou všechny uzly takové krystalové mřížky „propojeny“ silnými kovalentními vazbami do jediného krystalu. Ve skutečnosti je takový krystal jedna obrovská molekula. Všechny látky s atomovou krystalovou mřížkou jsou díky svým strukturním vlastnostem pevné, mají vysoké teploty tání, jsou chemicky neaktivní, nerozpustné ani ve vodě, ani v organických rozpouštědlech a jejich taveniny nevedou elektrický proud. Je třeba připomenout, že mezi látky s atomárním typem struktury patří bor B, uhlík C (diamant a grafit), křemík Si z jednoduchých látek a oxid křemičitý SiO 2 (křemen), karbid křemíku SiC, nitrid boru BN z komplexních látek.
Pro látky s iontová krystalová mřížka
mřížková místa obsahují ionty spojené navzájem přes iontové vazby.
Vzhledem k tomu, že iontové vazby jsou poměrně pevné, mají látky s iontovou mřížkou poměrně vysokou tvrdost a žáruvzdornost. Nejčastěji jsou rozpustné ve vodě a jejich roztoky, stejně jako taveniny, vedou elektrický proud.
Mezi látky s iontovou krystalovou mřížkou patří kovové a amonné soli (NH 4 +), báze a oxidy kovů. Jistým znakem iontové struktury látky je přítomnost v jejím složení jak atomů typického kovu, tak i nekovu.
Krystalová mřížka chloridu sodného jako příklad iontové mřížky
pozorované v krystalech volných kovů, například sodíku Na, železa Fe, hořčíku Mg atd. V případě kovové krystalové mřížky obsahují její uzly kationty a atomy kovů, mezi kterými se pohybují elektrony. V tomto případě se pohybující se elektrony periodicky vážou na kationty, čímž neutralizují jejich náboj, a jednotlivé neutrální atomy kovu na oplátku „uvolňují“ některé ze svých elektronů a mění se v kationty. Ve skutečnosti „volné“ elektrony nepatří jednotlivým atomům, ale celému krystalu.
Takové strukturální vlastnosti vedou k tomu, že kovy dobře vedou teplo a elektrický proud a často mají vysokou tažnost (kujnost).
Rozpětí teplot tání kovů je velmi velké. Například bod tání rtuti je přibližně minus 39 °C (za normálních podmínek kapalný) a wolframu je 3422 °C. Je třeba poznamenat, že za normálních podmínek jsou všechny kovy kromě rtuti pevné látky.
Většina pevných látek má Krystalická struktura, ve kterém částice, ze kterých je „postaven“, jsou v určitém pořadí, čímž vytvářejí krystalová mřížka. Je postaven z opakujících se stejných konstrukčních jednotek - jednotkové buňky, který komunikuje se sousedními buňkami a tvoří další uzly. Výsledkem je 14 různých krystalových mřížek.
Typy krystalových mřížek.
V závislosti na částicích, které stojí v uzlech mřížky, se rozlišují:
- kovová krystalová mřížka;
- iontová krystalová mřížka;
- molekulární krystalová mřížka;
- makromolekulární (atomární) krystalová mřížka.
Kovová vazba v krystalových mřížkách.
Iontové krystaly mají zvýšenou křehkost, protože posun v krystalové mřížce (i nepatrný) vede k tomu, že se podobně nabité ionty začnou vzájemně odpuzovat a dochází k přerušování vazeb, prasklinám a štěpení.
Molekulární vazba krystalových mřížek.
Hlavním rysem mezimolekulární vazby je její „slabost“ (van der Waals, vodík).
Toto je struktura ledu. Každá molekula vody je spojena vodíkovými můstky se 4 molekulami, které ji obklopují, což vede k tetraedrické struktuře.
Vodíková vazba vysvětluje vysoký bod varu, bod tání a nízkou hustotu;
Makromolekulární spojení krystalových mřížek.
V uzlech krystalové mřížky jsou atomy. Tyto krystaly se dělí na 3 typy:
- rám;
- řetěz;
- vrstvené struktury.
Rámová struktura diamant je jednou z nejtvrdších látek v přírodě. Atom uhlíku tvoří 4 stejné kovalentní vazby, což naznačuje tvar pravidelného čtyřstěnu ( sp 3 - hybridizace). Každý atom má osamocený pár elektronů, který se může také vázat se sousedními atomy. V důsledku toho vzniká trojrozměrná mřížka, v jejíchž uzlech jsou pouze atomy uhlíku.
Na zničení takové struktury je potřeba hodně energie; teplota tání takových sloučenin je vysoká (u diamantu je to 3500 °C).
Vrstvené struktury mluvit o přítomnosti kovalentních vazeb v každé vrstvě a slabých van der Waalsových vazbách mezi vrstvami.
Podívejme se na příklad: grafit. Každý atom uhlíku je uvnitř sp 2 - hybridizace. 4. nepárový elektron tvoří van der Waalsovu vazbu mezi vrstvami. Proto je 4. vrstva velmi mobilní:
Vazby jsou slabé, takže se snadno přetrhnou, což lze pozorovat v tužce – „vlastnost psaní“ – na papíře zůstává 4. vrstva.
Grafit je výborný vodič elektrického proudu (elektrony se mohou pohybovat po rovině vrstvy).
Řetězové struktury mají oxidy (např. TAK 3 ), který krystalizuje ve formě lesklých jehliček, polymerů, některých amorfních látek, silikátů (azbestu).
Ve vodě
35,9 g/100 ml (+25 °C)
39,1 g/100 ml (+100 °C)
Oktaedrický (Cl -)
Krystal chloridu sodného
Chlorid sodný nebo chlorid sodný(NaCl) - sodná sůl kyseliny chlorovodíkové. V každodenním životě známá jako kuchyňská sůl, jejíž hlavní složkou je. Chlorid sodný se nachází ve významném množství v mořské vodě, což jí dodává slanou chuť [ ]. Přirozeně se vyskytuje ve formě minerálu halit (kamenná sůl). Čistý chlorid sodný se jeví jako bezbarvé krystaly, ale s různými nečistotami může jeho barva získat modrý, fialový, růžový, žlutý nebo šedý odstín.
Výskyt v přírodě a produkci
V přírodě se chlorid sodný vyskytuje ve formě minerálu halitu, který tvoří usazeniny kamenné soli mezi sedimentárními horninami, vrstvami a čočkami na březích solných jezer a ústí řek, solné krusty v slaných bažinách a na stěnách sopečných kráterů a v solfatarách. V mořské vodě je rozpuštěno obrovské množství chloridu sodného. Světové oceány obsahují 4 × 10 15 tun NaCl, to znamená, že z každé tuny mořské vody lze získat v průměru 1,3 kg chloridu sodného. Stopy NaCl jsou neustále přítomny v atmosféře v důsledku odpařování mořské vody. V mracích ve výšce jeden a půl kilometru obsahuje 30 % kapiček větších než 10 mikronů NaCl. Nachází se také ve sněhových krystalech.
K prvnímu seznámení člověka se solí s největší pravděpodobností došlo v lagunách teplých moří nebo na slaných jezerech, kde se v mělké vodě vlivem vysoké teploty a větru slaná voda intenzivně odpařovala a sůl se hromadila v sedimentu. V obrazném vyjádření Pythagora „sůl se narodila urozeným rodičům: slunci a moři“.
Halit
V přírodě se chlorid sodný nejčastěji vyskytuje ve formě minerálu halitu. Má plošně centrovanou kubickou mřížku a obsahuje 39,34 %, 60,66 %. Další chemické prvky obsažené v nečistotách jsou: , , , , , , , , , , , , , , . Hustota je 2,1-2,2 g/cm³ a tvrdost na Mohsově stupnici je 2. Bezbarvý průhledný minerál se skelným leskem. Běžný minerál ve vrstvách obsahujících sůl. Vzniká při sedimentaci v uzavřených nádržích a také jako produkt destilace na stěnách sopečných kráterů. Tvoří vrstvy v sedimentárních horninách lagunární a mořské facie, zásobní tělesa v solných dómech a podobně.
Kamenná sůl
Kamenná sůl je sedimentární hornina ze skupiny evaporitů, sestávající z více než 90 % halitu. Halite se také často nazývá kamenná sůl. Tato sedimentární hornina může být bezbarvá nebo sněhově bílá, častěji je však zbarvena příměsí jílů, mastku (šedá), oxidů a hydroxidů železa (žlutá, oranžová, růžová, červená) a bitumenu (hnědá). Kamenná sůl obsahuje chloridy a sírany sodíku, draslíku, hořčíku a vápníku, bromidy, jodidy, boritany, sádrovec, nečistoty karbonát-jílového materiálu, dolomit, ankerit, magnezit, bitumen a tak dále.
Podle podmínek tvorby ložisek se kamenná sůl dělí na následující typy:
- solanky z moderních solných bazénů
- slaná podzemní voda
- ložiska minerálních solí moderních solných bazénů
- fosilní ložiska (nejdůležitější pro průmysl).
Mořská sůl
Mořská sůl je směs solí (chloridy, uhličitany, sírany atd.), které vznikají při úplném odpaření mořské vody. Průměrný obsah soli v mořské vodě je:
Čištěná krystalická mořská sůl
Při odpařování mořské vody při teplotách od +20 do +35 °C nejprve v sedimentu vykrystalizují nejméně rozpustné soli – uhličitany vápenaté a hořečnaté a síran vápenatý. Poté se vysráží rozpustnější síran sodný a hořečnatý, chlorid sodný, draselný a hořečnatý a po nich síran draselný a hořečnatý. Pořadí krystalizace solí a složení sraženiny se může mírně lišit v závislosti na teplotě, rychlosti odpařování a dalších podmínkách. V průmyslu se mořská sůl získává z mořské vody především klasickým odpařováním. Od kamenné soli se liší výrazně vyšším obsahem dalších chemických solí, minerálů a různých stopových prvků, především jódu, draslíku, hořčíku a manganu. V souladu s tím se liší od chloridu sodného v chuti - hořečnaté soli mu dodávají hořko-slanou chuť. Používá se v lékařství: při léčbě kožních onemocnění, jako je lupénka. Jako léčivá látka v lékárnách a běžných obchodních řetězcích je běžným produktem sůl z Mrtvého moře. V čištěné formě je tento typ soli nabízen i v maloobchodním řetězci potravin - jako přírodní a na jód bohatá potravinářská sůl.
Vklady
Ložiska kamenné soli se nacházejí ve všech geologických systémech. Nejvýznamnější z nich jsou soustředěny v kambrických, devonských, permských a třetihorních ložiskách. Kamenná sůl tvoří mocná vrstevná ložiska a jádra klenutých konstrukcí (solné dómy a pažby), tvoří vrstvy, čočky, hnízda a vměstky v jiných horninách. Mezi jezerními ložisky v Rusku jsou největší Eltonskoye, Baskunchak v Kaspické oblasti, Kuchukskoye Lake, Kulundinskoye Lake, Ebeity a další jezera v západní Sibiři.
Výroba
V dávných dobách byla technologie těžby soli taková, že solný roztok (roztok) byl vytahován koňskými doly, kterým se říkalo „studny“ nebo „okna“, a byly poměrně hluboké – 60-90 m vytěženého solného roztoku byl nalit do speciální nádrže - vytvořené, odkud protékal otvory do dolní nádrže, a systémem žlabů byl přiváděn do dřevěných věží. Tam se nalévalo do velkých kádí, ve kterých se vařila sůl.
V Rusi Pomors uvařil sůl na pobřeží Bílého moře a nazval ji kachna dlouhoocasá. V roce 1137 zavedl novgorodský princ Svyatoslav daň ze solných pánví:
Sůl z bílého moře, zvaná „moryanka“, se obchodovala v celé Ruské říši až do začátku 20. století, dokud nebyla nahrazena levnější volžskou solí.
Moderní extrakce chloridu sodného je mechanizovaná a automatizovaná. Sůl se vyrábí hromadně odpařováním mořské vody (tehdy nazývané mořská sůl) nebo solanky z jiných zdrojů, jako jsou solné prameny a slaná jezera, a také rozvojem solných dolů a těžbou kamenné soli.
Pro extrakci chloridu sodného z mořské vody, horké klimatické podmínky s nízkou vlhkostí vzduchu, přítomnost významných nízko položených oblastí pod hladinou moře nebo zaplavené přílivem a odlivem, nízká propustnost půdy odpařovacích bazénů, nízké srážky v sezóně aktivního odpařování a nepřítomnost vlivu sladkých říčních vod a přítomnost rozvinuté dopravní infrastruktury.
Světová produkce soli v roce 2009 se odhaduje na 260 milionů tun. Největšími světovými producenty jsou Čína (60,0 mil. tun), USA (46,0 mil. tun), Německo (16,5 mil. tun), Indie (15,8 mil. tun) a Kanada (14 mil. tun).
aplikace
V potravinářství a vaření
Stolní sůl
V potravinářském průmyslu a vaření se používá chlorid sodný, jehož čistota musí být minimálně 97 %. Používá se jako aromatická přísada a ke konzervaci potravin. Tento chlorid sodný má obchodní název sůl, někdy se používají i názvy potravina, tabulka, ale i upřesnění názvu podle původu - kámen, moře a podle složení přísad - jodovaná, fluoridovaná atd. Taková sůl je krystalický sypký produkt se slanou chutí, bez chuti, bez zápachu (kromě jodizované soli), ve kterém nejsou povoleny cizí nečistoty nesouvisející se způsobem extrakce soli. Kromě chloridu sodného obsahuje kuchyňská sůl malé množství solí vápníku, hořčíku a draslíku, které ji činí hygroskopickou a tvrdou. Čím méně těchto nečistot je v soli, tím je její kvalita vyšší.
Existují odrůdy: extra, nejvyšší, první a druhý. Hmotnostní zlomek chloridu sodného v odrůdách, %:
- extra - ne méně než 99,5;
- nejvyšší - 98,2;
- první - 97,5;
- druhý - 97,0.
Hmotnostní podíl vlhkosti v odpařené soli „extra“ třídy je 0,1%, v prémiové třídě - 0,7%. Povolen je jodid draselný (jodid draselný), jodičnan draselný, fluoridy draselný a sodný. Hmotnostní zlomek jódu by měl být (40,0 ± 15,0) × 10 −4 %, fluoru (25,0 ± 5,0) × 10 −3 %. Barva extra a prémiových stupňů je bílá, ale pro první a druhý stupeň jsou povoleny šedé, nažloutlé, růžové a namodralé odstíny v závislosti na původu soli. Jedlá kuchyňská sůl se vyrábí mletá a prosévaná. Podle velikosti zrn se mletá sůl dělí na čísla: 0, 1, 2, 3. Čím vyšší číslo, tím větší jsou zrna soli.
Při vaření se chlorid sodný konzumuje jako základní koření. Sůl má charakteristickou chuť, bez které se člověku zdá jídlo fádní. Tato vlastnost soli je způsobena lidskou fyziologií. Lidé však často konzumují více soli, než je potřeba pro fyziologické procesy.
Ve veřejných službách. Technická sůl
V zimě se jako nemrznoucí směs proti ledu používá chlorid sodný smíchaný s jinými solemi, pískem nebo jílem - tzv. technická sůl. Jsou jím posypány chodníky, i když to vlivem korozních procesů negativně ovlivňuje koženou obuv a technický stav vozidel.
Regenerace Na-kationitových filtrů
Na-katexové filtry jsou široce používány v zařízeních na změkčování vody všech kapacit při úpravě vody. Kationtoměničové materiály používané v moderních úpravnách vody jsou především glaukonit, polymerní iontoměničové pryskyřice a sulfonované uhlíky. Nejběžnější jsou sulfonové katexové pryskyřice.
Regenerace Na-kationitových filtrů se provádí 6-10% roztokem kuchyňské soli, čímž se kationit převede na Na-formu a regeneruje. Reakce probíhají podle rovnic:
C a R 2 + 2 N a C l → 2 N a R + C a C l 2 (\displaystyle (\mathsf (CaR_(2)+2NaCl\rightarrow 2NaR+CaCl_(2)))) Mg R 2 + 2 N a C l → 2 N a R + M g Cl 2 (\displaystyle (\mathsf (MgR_(2)+2NaCl\rightarrow 2NaR+MgCl_(2)))))Chemický průmysl
Sůl spolu s uhlím, vápencem a sírou tvoří „velkou čtyřku“ minerálních produktů, které jsou nezbytné pro chemický průmysl. Získává se z něj soda, chlór, kyselina chlorovodíková, hydroxid sodný, síran sodný a kovový sodík. Kromě toho se sůl používá i pro průmyslovou výrobu chlorečnanu sodného, který je snadno rozpustný ve vodě, což je hubič plevele. Celková reakční rovnice pro elektrolýzu horkého roztoku chloridu sodného je:
N a Cl + 3 H 2 O → N a C l O 3 + 3 H 2 (\displaystyle (\mathsf (NaCl+3H_(2)O\šipka vpravo NaClO_(3)+3H_(2)))))Příprava chlóru a hydroxidu sodného
- Na katodě se vodík uvolňuje jako vedlejší produkt v důsledku redukce H + iontů vzniklých v důsledku elektrolytické disociace vody:
- protože (v důsledku téměř úplné elektrolytické disociace NaCl) je chlor v roztoku ve formě chloridových iontů, jsou na anodě oxidovány na volný chlor ve formě plynu:
- celková reakce:
Jak je vidět z rovnice pro celkovou reakci, dalším produktem je hydroxid sodný. Spotřeba elektrické energie na 1 tunu chloru je přibližně 2700 kW × hodina. Vzniklý chlor se za zvýšeného tlaku zkapalňuje na žlutou kapalinu již při normální teplotě.
Pokud mezi anodou a katodou není membrána, chlor rozpuštěný ve vodě začne reagovat s hydroxidem sodným za vzniku chloridu sodného a chlornanu sodného NaClO:
2 N a O H + C l 2 → N a C l + N a O C l + H 2 O (\displaystyle (\mathsf (2NaOH+Cl_(2)\rightarrow NaCl+NaOCl+H_(2)O)))) Na + + e − → Na (H g) (\displaystyle (\mathsf (Na^(+)+e^(-)\rightarrow Na_((Hg))))))Amalgám je později rozložen horkou vodou za vzniku hydroxidu sodného a vodíku a rtuť je čerpána zpět do elektrolyzéru:
2 Na (H g) + 2 H 2 O → 2 N a O H + H 2 (\displaystyle (\mathsf (2Na_((Hg))+2H_(2)O\šipka doprava 2NaOH+H_(2))))Celková reakce procesu je stejná jako v případě diafragmové metody.
Příprava kovového sodíku
Kovový sodík se získává elektrolýzou roztaveného chloridu sodného. Probíhají následující procesy:
- Na katodě se uvolňuje sodík:
- Na anodě se uvolňuje chlór (jako vedlejší produkt):
- celková reakce:
Elektrolyzační lázeň se skládá z vyloženého ocelového pláště, grafitové anody a prstencové železné katody. Mezi katodou a anodou je umístěna síťová membrána. Pro snížení bodu tání NaCl (+800 °C) není elektrolytem čistý chlorid sodný, ale jeho směs s chloridem vápenatým CaCl 2 (40:60) s bodem tání +580 °C. Kovový sodík, který se shromažďuje v horní části katodového prostoru, obsahuje až 5 % vápenaté nečistoty, která se však časem téměř úplně oddělí, protože je rozpustná v kapalném sodíku při teplotě tání (+371 K = 98 °C ) je pouze 0,01 %. Jak se NaCl spotřebovává, neustále se přidává do lázně. Náklady na elektřinu jsou přibližně 15 kW × h na 1 kg sodíku.
Příprava kyseliny chlorovodíkové a síranu sodného
Mezi mnoha průmyslovými způsoby výroby kyseliny chlorovodíkové, to znamená vodného roztoku chlorovodíku (HCl), se používá výměnná reakce mezi chloridem sodným a kyselinou sírovou:
N a C l + H 2 S O 4 → N a H S O 4 + H C l (\displaystyle (\mathsf (NaCl+H_(2)SO_(4)\šipka doprava NaHSO_(4)+HCl\uparrow )))) N a C l + N a H S O 4 → N a 2 S O 4 + H C l (\displaystyle (\mathsf (NaCl+NaHSO_(4)\rightarrow Na_(2)SO_(4)+HCl\uparrow ))))První reakce probíhá ve velké míře již za normálních podmínek a při nízkém zahřívání jde téměř do konce. K druhému dochází pouze při vysokých teplotách. Proces se provádí ve speciálních vysoce výkonných mechanizovaných pecích. Chlorovodík, který se uvolňuje, je odstraněn z prachu, ochlazen a absorbován vodou za vzniku kyseliny chlorovodíkové. Síran sodný Na 2 SO 4 vzniká jako vedlejší produkt.
Tato metoda se také používá k získání chlorovodíku v laboratoři.
Fyzikální a fyzikálně-chemické vlastnosti
Bod tání +800,8 °C, bod varu +1465 °C.
Středně rozpustný ve vodě, rozpustnost málo závisí na teplotě: koeficient rozpustnosti NaCl (v gramech na 100 g vody) je 35,9 při +21 °C a 38,1 při +80 °C. Rozpustnost chloridu sodného je výrazně snížena v přítomnosti chlorovodíku, hydroxidu sodného a solí - chloridů kovů. Rozpouští se v kapalném amoniaku a vstupuje do výměnných reakcí. Ve své čisté formě není chlorid sodný hygroskopický. Sůl je však často kontaminována nečistotami (hlavně ionty Ca 2+, Mg 2+ a SO2−
4) a taková sůl ve vzduchu zvlhne. Krystalický hydrát NaCl · 2H 2 O lze izolovat při teplotách pod +0,15 °C.
Směs drceného ledu a jemného práškového chloridu sodného je účinným chladivem. Takto se směs 30 g NaCl na 100 g ledu ochladí na teplotu −20 °C. To se děje proto, že vodný roztok soli mrzne při teplotách pod 0 °C. Led, který má teplotu asi 0 °C, v takovém roztoku taje a absorbuje teplo z okolí.
Dielektrická konstanta NaCl - 6,3
Hustota a koncentrace vodných roztoků NaCl
| Koncentrace, % | Koncentrace, g/l | Hustota, g/ml |
|---|---|---|
| 1 | 10,05 | 1,005 |
| 2 | 20,25 | 1,012 |
| 4 | 41,07 | 1,027 |
| 6 | 62,47 | 1,041 |
| 8 | 84,47 | 1,056 |
| 10 | 107,1 | 1,071 |
| 12 | 130,2 | 1,086 |
| 14 | 154,1 | 1,101 |
| 16 | 178,5 | 1,116 |
| 18 | 203,7 | 1,132 |
| 20 | 229,5 | 1,148 |
| 22 | 256 | 1,164 |
| 24 | 283,2 | 1,18 |
| 26 | 311,2 | 1,197 |
Laboratorní příprava a chemické vlastnosti
Při vystavení kyselině sírové uvolňuje chlorovodík.
2 N a C l + H 2 S O 4 → N a 2 S O 4 + 2 H C l (\displaystyle (\mathsf (2NaCl+H_(2)SO_(4)\šipka doprava Na_(2)SO_(4)+2HCl)) ))S roztokem dusičnanu stříbrného tvoří bílou sraženinu chloridu stříbrného (kvalitativní reakce na chloridový iont).
N a C l + Ag N O 3 → N a N O 3 + A g C l (\displaystyle (\mathsf (NaCl+AgNO_(3)\rightarrow NaNO_(3)+AgCl))))V krystalové mřížce převládají mezi atomy iontové chemické vazby, což je důsledek elektrostatické interakce iontů opačného náboje.
viz také
- Kuchyňská sůl - koření a potravinářská přísada
- Halit - minerál
Poznámky
- Chlorid sodný na anglické webové stránce. Národní institut pro standardy a technologie) (Angličtina)
- Nekrasov B.V. Základy obecné chemie. T. 2. Ed. 3., rev. a další, M.: Chemistry, 1973. - 688 s.; 270 tablet; 426 obrázků; Seznam odkazů, odkazy. str. 218
- Pythagoras. Zlatý kánon. Esoterické postavy. - M.: Nakladatelství Eksmo, 2003. - 448 s. (Antologie moudrosti).
- Malá horská encyklopedie. Ve 3 svazcích = Malá encyklopedie / (v ukrajinštině). Ed. V. S. Beletský. - Doněck: Donbass, 2004. - ISBN 966-7804-14-3.
- UNIAN: Mořská sůl pro krásu a zdravou pleť
- Ruská legislativa X-XX století. Legislativa starověké Rusi. T. 1. M., 1984. S. 224-225.
- Slovo chren (tsren) v překladu z pomořanského „mluvení“ znamená čtyřhrannou krabici vykovanou z plechu a salga znamená kotel, ve kterém se vařila sůl. V solivaru u Bílého moře byl bůčkem pytel soli dlouhý dvě čtvrtiny, tedy objem asi 52 litrů.
- Sůl (PDF), US Geological Survey na webu Mineral Resources Program
Iontové sloučeniny (například chlorid sodný NaCl) jsou tvrdé a žáruvzdorné, protože mezi náboji jejich iontů jsou silné elektrostatické síly ("+" a "-").
Záporně nabitý iont chloru přitahuje nejen „svůj“ iont Na+, ale i další sodíkové ionty kolem sebe. To vede k tomu, že v blízkosti žádného z iontů není jeden ion s opačným znaménkem, ale několik (obr. 1).
Rýže. 1.
polarizace iontové vazby
Ve skutečnosti je kolem každého iontu chlóru 6 iontů sodíku a kolem každého iontu sodíku 6 iontů chloru.
Toto uspořádané balení iontů se nazývá iontový krystal. Pokud je v krystalu izolován jediný atom chloru, pak mezi atomy sodíku, které jej obklopují, již není možné najít ten, se kterým chlor reagoval. Ionty, které jsou k sobě přitahovány elektrostatickými silami, jsou extrémně neochotné měnit své umístění vlivem vnější síly nebo zvýšení teploty. Ale pokud je teplota velmi vysoká (asi 1500 °C), pak se NaCl odpaří a vytvoří dvouatomové molekuly. To naznačuje, že kovalentní vazebné síly nejsou nikdy zcela vypnuty.
Iontové krystaly se vyznačují vysokými teplotami tání, obvykle výraznou mezerou v pásmu, mají iontovou vodivost při vysokých teplotách a řadu specifických optických vlastností (například průhlednost v blízké IR oblasti spektra). Mohou být konstruovány z monoatomických i polyatomických iontů. Příkladem prvního typu iontových krystalů jsou krystaly halogenidů alkalických kovů a kovů alkalických zemin; anionty jsou uspořádány podle zákona hustého kulovitého uspořádání nebo hustého kulového vrstvení, kationty zaujímají odpovídající dutiny. Nejtypičtějšími strukturami tohoto typu jsou NaCl, CsCl, CaF2. Iontové krystaly druhého typu jsou postaveny z jednoatomových kationtů stejných kovů a konečných nebo nekonečných aniontových fragmentů. Koncové anionty (kyselé zbytky) - NO3-, SO42-, СО32- atd. Kyselé zbytky mohou být spojeny do nekonečných řetězců, vrstev nebo tvořit trojrozměrný rámec, v jehož dutinách se nacházejí kationty, jako např. v krystalických strukturách silikátů. U iontových krystalů je možné vypočítat energii krystalové struktury U (viz tabulka), přibližně rovnou entalpii sublimace; výsledky jsou v dobré shodě s experimentálními údaji. Podle Born-Meierovy rovnice pro krystal sestávající z formálně jednoduše nabitých iontů:
U = -A/R + Be-R/r - C/R6 - D/R8 + E0
(R je nejkratší interiontová vzdálenost, A je Madelungova konstanta, v závislosti na geometrii struktury, B a r jsou parametry popisující odpuzování mezi částicemi, C/R6 a D/R8 charakterizují odpovídající dipól-dipól a dipól-kvadrupól interakce iontů, E0 je energie vibrací nulového bodu, e - náboj elektronu). Jak se kation zvětšuje, zvyšuje se příspěvek dipól-dipólových interakcí.
