„Kryštálová mriežka“ - Úloha: Určte typ chemickej väzby v týchto zlúčeninách: Klasifikácia tuhých látok. Charakteristika hlavných typov kryštálových mriežok. Témou hodiny sú KRYŠTÁLOVÉ MRIEŽKY. HCl, Cl2, H20, NaBr, BaCl2, CaS, O2, NH3, CO2, C.
„Chémia kryštálových mriežok“ - Typy kryštálových mriežok. Látky s ACR majú vysoké teploty topenia a zvýšenú tvrdosť. Body umiestnenia častíc sa nazývajú uzly kryštálovej mriežky. Kryštálová mriežka diamantu je zobrazená vyššie. Hodnotenie vlastného pokroku. Zákon stálosti zloženia. Atómový. Iónové kryštálové mriežky sú tie, ktorých uzly obsahujú ióny.
„Kryštalické a amorfné látky“ - Síra S8. Jód I2. Pevné. Príklady: jednoduché látky (H2, N2, O2, F2, P4, S8, Ne, He), komplexné látky (CO2, H2O, cukor C12H22O11 atď.). Stav agregácie látky (na príklade kyslíka O2). Neexistuje žiadne prísne usporiadanie častíc, žiadna kryštálová mriežka. Vlastnosti látok: 1) kovový lesk, 2) tepelná a elektrická vodivosť, 3) kujnosť a ťažnosť, 4) opacita.
Polykryštál ametystu (druh kremeňa). Amorfné telá. Lízanka. Vlastnosti pevných látok. Amber. Drúza z kryštálov horského kryštálu. Kryštály. Polykryštalický kov. Monokryštál kamennej soli. Druze Marion. Spar monokryštál. Amorfné telo. Monokryštál horského krištáľu. Fyzikálne vlastnosti amorfných telies: 1. Beztvaré 2. Absencia bodu topenia 3. Izotropia.
„Kryštalické a amorfné telieska“ - Účel: identifikovať rozdiely vo vlastnostiach kryštálov a amorfných telies. Kryštály majú teplotu topenia, amorfné telesá majú teplotný rozsah (tekutosť). Vybavenie: lupa, zber minerálov a hornín, zber kovov. Polykryštály sú izotropné. Kryštály sú anizotropné, amorfné telesá sú izotropné. Prítomnosť konštantnej teploty topenia.
"Soľ 4 život" - Marbelle 750 g. Zimushka-krasa 750g. 4life 125g. Predpoklady. Droga 1000 g. Morská soľ 4Life má jedinečné chuťové vlastnosti. Rozsah. Aké sú výhody soli 4Life? Polohovanie. Marcel (balenie 1000g). Polohovacia mapa (skúmavky-soľničky). cieľové publikum. cena, rub. Extra 1000 g.
Väčšina látok sa vyznačuje schopnosťou, v závislosti od podmienok, byť v jednom z troch stavov agregácie: tuhá látka, kvapalina alebo plyn.
Napríklad voda pri normálnom tlaku v rozmedzí teplôt 0-100 o C je kvapalina, pri teplotách nad 100 o C môže existovať len v plynnom skupenstve a pri teplotách pod 0 o C je tuhá látka.
Látky v pevnom stave sa delia na amorfné a kryštalické.
Charakteristickým znakom amorfných látok je absencia jasného bodu topenia: ich tekutosť sa postupne zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou. Medzi amorfné látky patria zlúčeniny ako vosk, parafín, väčšina plastov, sklo atď.
Napriek tomu majú kryštalické látky špecifickú teplotu topenia, t.j. látka s kryštalickou štruktúrou prechádza z tuhého do kvapalného stavu nie postupne, ale náhle po dosiahnutí určitej teploty. Príklady kryštalických látok zahŕňajú stolovú soľ, cukor a ľad.
Rozdiel vo fyzikálnych vlastnostiach amorfných a kryštalických pevných látok je spôsobený predovšetkým štruktúrnymi vlastnosťami takýchto látok. Aký je rozdiel medzi látkou v amorfnom a kryštalickom stave, možno najjednoduchšie pochopiť z nasledujúcej ilustrácie:
Ako vidíte, v amorfnej látke, na rozdiel od kryštalickej, nie je poriadok v usporiadaní častíc. Ak v kryštalickej látke mentálne spojíte dva atómy blízko seba priamou čiarou, môžete zistiť, že rovnaké častice budú ležať na tejto čiare v presne definovaných intervaloch:
V prípade kryštalických látok teda môžeme hovoriť o takom koncepte ako kryštálová mriežka.
Kryštálová mriežka nazývaný priestorový rámec spájajúci body v priestore, v ktorých sa nachádzajú častice tvoriace kryštál.
Body v priestore, v ktorých sa nachádzajú častice tvoriace kryštál, sa nazývajú uzly kryštálovej mriežky .
V závislosti od toho, ktoré častice sa nachádzajú v uzloch kryštálovej mriežky, sa rozlišujú: molekulárne, atómové, iónové A kovové kryštálové mriežky .
V uzloch molekulárna kryštálová mriežka
Kryštálová mriežka ľadu ako príklad molekulárnej mriežkyExistujú molekuly, v ktorých sú atómy spojené silnými kovalentnými väzbami, ale samotné molekuly sú držané pri sebe slabými medzimolekulovými silami. V dôsledku takýchto slabých medzimolekulových interakcií sú kryštály s molekulárnou mriežkou krehké. Takéto látky sa líšia od látok s inými typmi štruktúry výrazne nižšími bodmi topenia a varu, nevedú elektrický prúd a môžu, ale nemusia sa rozpúšťať v rôznych rozpúšťadlách. Roztoky takýchto zlúčenín môžu alebo nemusia viesť elektrický prúd, v závislosti od triedy zlúčeniny. Medzi zlúčeniny s molekulovou kryštálovou mriežkou patria mnohé jednoduché látky - nekovy (vytvrdený H 2, O 2, Cl 2, ortorombická síra S 8, biely fosfor P 4), ako aj mnohé zložité látky - vodíkové zlúčeniny nekovov, kyseliny, oxidy nekovov, väčšina organických látok. Je potrebné poznamenať, že ak je látka v plynnom alebo kvapalnom stave, je nevhodné hovoriť o molekulovej kryštálovej mriežke: správnejšie je použiť termín molekulový typ štruktúry.
Diamantová kryštálová mriežka ako príklad atómovej mriežkyV uzloch atómová kryštálová mriežka
existujú atómy. Okrem toho sú všetky uzly takejto kryštálovej mriežky „prepojené“ prostredníctvom silných kovalentných väzieb do jediného kryštálu. V skutočnosti je takýto kryštál jedna obrovská molekula. Všetky látky s atómovou kryštálovou mriežkou sú vďaka svojim štruktúrnym vlastnostiam pevné, majú vysoké teploty topenia, sú chemicky neaktívne, nerozpustné ani vo vode, ani v organických rozpúšťadlách a ich taveniny nevedú elektrický prúd. Malo by sa pamätať na to, že látky s atómovým typom štruktúry zahŕňajú bór B, uhlík C (diamant a grafit), kremík Si z jednoduchých látok a oxid kremičitý SiO 2 (kremeň), karbid kremíka SiC, nitrid bóru BN z komplexných látok.
Pre látky s iónová kryštálová mriežka
mriežkové miesta obsahujú ióny navzájom spojené iónovými väzbami.
Keďže iónové väzby sú dosť silné, látky s iónovou mriežkou majú relatívne vysokú tvrdosť a žiaruvzdornosť. Najčastejšie sú rozpustné vo vode a ich roztoky, podobne ako taveniny, vedú elektrický prúd.
Látky s iónovou kryštálovou mriežkou zahŕňajú kovové a amónne soli (NH4+), zásady a oxidy kovov. Nepochybným znakom iónovej štruktúry látky je prítomnosť v jej zložení ako atómov typického kovu, tak aj nekovu.
Kryštalická mriežka chloridu sodného ako príklad iónovej mriežky
pozorované v kryštáloch voľných kovov, napríklad sodíka Na, železa Fe, horčíka Mg atď. V prípade kovovej kryštálovej mriežky jej uzly obsahujú katióny a atómy kovov, medzi ktorými sa pohybujú elektróny. V tomto prípade sa pohybujúce sa elektróny periodicky viažu na katióny, čím neutralizujú ich náboj a jednotlivé neutrálne kovové atómy na oplátku „uvoľňujú“ niektoré zo svojich elektrónov, čím sa zase menia na katióny. V skutočnosti „voľné“ elektróny nepatria jednotlivým atómom, ale celému kryštálu.
Takéto konštrukčné vlastnosti vedú k tomu, že kovy dobre vedú teplo a elektrický prúd a často majú vysokú ťažnosť (kujnosť).
Rozpätie teplôt topenia kovov je veľmi veľké. Napríklad bod topenia ortuti je približne mínus 39 ° C (za normálnych podmienok kvapalina) a volfrámu je 3422 ° C. Treba poznamenať, že za normálnych podmienok sú všetky kovy okrem ortuti pevné látky.
Väčšina pevných látok má kryštálovú štruktúru, v ktorom častice, z ktorých je „postavený“, sú v určitom poradí, čím vytvárajú kryštálová mriežka. Je postavený z opakujúcich sa rovnakých konštrukčných jednotiek - jednotkové bunky, ktorý komunikuje so susednými bunkami a vytvára ďalšie uzly. Výsledkom je 14 rôznych kryštálových mriežok.
Typy kryštálových mriežok.
V závislosti od častíc, ktoré stoja v uzloch mriežky, sa rozlišujú:
- kovová kryštálová mriežka;
- iónová kryštálová mriežka;
- molekulárna kryštálová mriežka;
- makromolekulárna (atómová) kryštálová mriežka.
Kovová väzba v kryštálových mriežkach.
Iónové kryštály majú zvýšenú krehkosť, pretože posun v kryštálovej mriežke (aj nepatrný) vedie k tomu, že podobne nabité ióny sa začnú navzájom odpudzovať a väzby sa lámu, vytvárajú sa trhliny a štiepenia.
Molekulová väzba kryštálových mriežok.
Hlavnou črtou medzimolekulovej väzby je jej „slabosť“ (van der Waals, vodík).
Toto je štruktúra ľadu. Každá molekula vody je spojená vodíkovými väzbami so 4 molekulami, ktoré ju obklopujú, výsledkom čoho je štvorstenná štruktúra.
Vodíková väzba vysvetľuje vysoký bod varu, teplotu topenia a nízku hustotu;
Makromolekulárne spojenie kryštálových mriežok.
V uzloch kryštálovej mriežky sú atómy. Tieto kryštály sa delia na 3 typy:
- rám;
- reťaz;
- vrstvené štruktúry.
Rámová štruktúra diamant je jednou z najtvrdších látok v prírode. Atóm uhlíka tvorí 4 rovnaké kovalentné väzby, čo naznačuje tvar pravidelného štvorstenu ( sp 3 - hybridizácia). Každý atóm má osamelý elektrónový pár, ktorý sa môže viazať aj so susednými atómami. V dôsledku toho sa vytvorí trojrozmerná mriežka, v ktorej uzloch sú iba atómy uhlíka.
Na zničenie takejto štruktúry je potrebné veľa energie; teplota topenia takýchto zlúčenín je vysoká (pre diamant je to 3500 °C).
Vrstvené štruktúry hovoria o prítomnosti kovalentných väzieb v každej vrstve a slabých van der Waalsových väzbách medzi vrstvami.
Pozrime sa na príklad: grafit. Každý atóm uhlíka je v sp 2 - hybridizácia. 4. nepárový elektrón vytvára van der Waalsovu väzbu medzi vrstvami. Preto je štvrtá vrstva veľmi mobilná:
Väzby sú slabé, takže sa dajú ľahko pretrhnúť, čo možno pozorovať na ceruzke - „vlastnosť písania“ - na papieri zostáva 4. vrstva.
Grafit je vynikajúci vodič elektrického prúdu (elektróny sa môžu pohybovať po rovine vrstvy).
Reťazové štruktúry majú oxidy (napr. SO 3 ), ktorý kryštalizuje vo forme lesklých ihličiek, polymérov, niektorých amorfných látok, silikátov (azbestu).
Vo vode
35,9 g/100 ml (+25 °C)
39,1 g/100 ml (+100 °C)
Oktaedrický (Cl -)
Kryštál chloridu sodného
Chlorid sodný alebo chlorid sodný(NaCl) - sodná soľ kyseliny chlorovodíkovej. V každodennom živote známa ako kuchynská soľ, ktorej hlavnou zložkou je. Chlorid sodný sa nachádza vo významných množstvách v morskej vode, čo jej dodáva slanú chuť [ ]. Prirodzene sa vyskytuje vo forme minerálu halitu (kamenná soľ). Čistý chlorid sodný sa javí ako bezfarebné kryštály, ale s rôznymi nečistotami môže jeho farba nadobudnúť modrý, fialový, ružový, žltý alebo sivý odtieň.
Výskyt v prírode a produkcii
V prírode sa chlorid sodný nachádza vo forme minerálu halitu, ktorý tvorí usadeniny kamennej soli medzi sedimentárnymi horninami, vrstvami a šošovkami na brehoch soľných jazier a ústí riek, soľné krusty v slaných močiaroch a na stenách sopečných kráterov a v solfatarách. V morskej vode je rozpustené obrovské množstvo chloridu sodného. Svetové oceány obsahujú 4 × 10 15 ton NaCl, to znamená, že z každej tony morskej vody možno získať v priemere 1,3 kg chloridu sodného. Stopy NaCl sú neustále prítomné v atmosfére v dôsledku vyparovania rozprášenej morskej vody. V oblakoch vo výške jeden a pol kilometra obsahuje 30 % kvapiek väčších ako 10 mikrónov NaCl. Nachádza sa aj v snehových kryštáloch.
K prvému zoznámeniu človeka so soľou s najväčšou pravdepodobnosťou došlo v lagúnach teplých morí alebo na slaných jazerách, kde sa v plytkej vode vplyvom vysokej teploty a vetra slaná voda intenzívne vyparovala a soľ sa hromadila v sedimente. V obraznom vyjadrení Pytagora „soľ sa narodila vznešeným rodičom: slnku a moru“.
halite
V prírode sa chlorid sodný najčastejšie vyskytuje vo forme minerálu halitu. Má plošne centrovanú kubickú mriežku a obsahuje 39,34 %, 60,66 %. Ďalšie chemické prvky zahrnuté v nečistotách sú: , , , , , , , , , , , , , , . Hustota je 2,1-2,2 g/cm³ a tvrdosť na Mohsovej stupnici je 2. Bezfarebný priehľadný minerál so sklovitým leskom. Bežný minerál v soľných vrstvách. Vzniká pri sedimentácii v uzavretých nádržiach a tiež ako produkt destilácie na stenách sopečných kráterov. Tvorí vrstvy v sedimentárnych horninách lagunálnej a morskej fácie, zásobovité telesá v soľných kupolách a pod.
Kamenná soľ
Kamenná soľ je sedimentárna hornina zo skupiny evaporitov, pozostávajúca z viac ako 90% halitu. Halit sa často nazýva aj kamenná soľ. Táto sedimentárna hornina môže byť bezfarebná alebo snehovo biela, ale častejšie je sfarbená prímesami ílov, mastenca (sivá), oxidov a hydroxidov železa (žltá, oranžová, ružová, červená) a bitúmenu (hnedá). Kamenná soľ obsahuje chloridy a sírany sodíka, draslíka, horčíka a vápnika, bromidy, jodidy, boritany, sadru, nečistoty uhličitanovo-ílového materiálu, dolomit, ankerit, magnezit, bitúmen a pod.
Podľa podmienok tvorby ložísk sa kamenná soľ delí na tieto typy:
- soľanky z moderných soľných bazénov
- slaná podzemná voda
- ložiská minerálnych solí moderných soľných bazénov
- fosílne ložiská (najdôležitejšie pre priemysel).
Morská soľ
Morská soľ je zmes solí (chloridy, uhličitany, sírany atď.), ktoré vznikajú, keď sa morská voda úplne odparí. Priemerný obsah soli v morskej vode je:
Čistená kryštálová morská soľ
Pri odparovaní morskej vody pri teplotách od +20 do +35 °C najskôr v sedimente vykryštalizujú najmenej rozpustné soli – uhličitany vápenaté a horečnaté a síran vápenatý. Potom sa vyzrážajú rozpustnejšie sírany sodné a horečnaté, chloridy sodné, draselné a horečnaté a po nich sírany draselné a horečnaté. Postupnosť kryštalizácie soli a zloženie zrazeniny sa môžu mierne líšiť v závislosti od teploty, rýchlosti odparovania a iných podmienok. V priemysle sa morská soľ získava z morskej vody najmä klasickým odparovaním. Od kamennej soli sa líši výrazne vyšším obsahom iných chemických solí, minerálov a rôznych stopových prvkov, predovšetkým jódu, draslíka, horčíka a mangánu. V súlade s tým sa líši od chloridu sodného v chuti - horčíkové soli mu dodávajú horko-slanú chuť. Používa sa v medicíne: pri liečbe kožných ochorení, ako je psoriáza. Ako liečivá látka v lekárňach a bežných obchodných reťazcoch je bežným produktom soľ z Mŕtveho mora. V čistenej forme je tento druh soli ponúkaný aj v maloobchodnom reťazci potravín - ako prírodná a na jód bohatá potravinová soľ.
Vklady
Ložiská kamennej soli sa nachádzajú vo všetkých geologických systémoch. Najvýznamnejšie z nich sú sústredené v kambrických, devónskych, permských a treťohorných ložiskách. Kamenná soľ tvorí hrubovrstvové usadeniny a jadrá klenbových štruktúr (soľné kupoly a pažby), tvorí vrstvy, šošovky, hniezda a inklúzie v iných horninách. Medzi jazernými ložiskami v Rusku sú najväčšie Eltonskoye, Baskunchak v Kaspickom regióne, Kuchukskoye Lake, Kulundinskoye Lake, Ebeity a ďalšie jazerá v západnej Sibíri.
Výroba
V dávnych dobách bola technológia ťažby soli taká, že soľný roztok (roztok) sa vyťahoval konskými baňami, ktoré sa nazývali „studne“ alebo „okná“ a boli dosť hlboké - 60-90 m bol naliaty do špeciálnej nádrže - vytvorené, odkiaľ pretekala dierami do dolnej nádrže a sústavou žľabov bola privádzaná do drevených veží. Tam sa nalial do veľkých kadí, v ktorých sa varila soľ.
V Rusi varil Pomors soľ na pobreží Bieleho mora a nazval ju kačica dlhochvostá. V roku 1137 zaviedol novgorodský princ Svyatoslav daň zo soľných panvíc:
So soľou z Bieleho mora, nazývanou „moryanka“, sa obchodovalo v celej Ruskej ríši až do začiatku 20. storočia, kým ju nenahradila lacnejšia soľ z Volhy.
Moderná extrakcia chloridu sodného je mechanizovaná a automatizovaná. Soľ sa vyrába hromadne odparovaním morskej vody (vtedy nazývanej morská soľ) alebo soľanky z iných zdrojov, ako sú soľné pramene a soľné jazerá, ako aj rozvojom soľných baní a ťažbou kamennej soli.
Na extrakciu chloridu sodného z morskej vody, horúce klimatické podmienky s nízkou vlhkosťou vzduchu, prítomnosť významných nízko položených oblastí pod hladinou mora alebo zaplavené prílivom a odlivom, nízka priepustnosť pôdy odparovacích bazénov, nízke zrážky počas sezóny aktívneho výparu a absencia vplyvu sladkých riečnych vôd a prítomnosť rozvinutej dopravnej infraštruktúry.
Svetová produkcia soli v roku 2009 sa odhaduje na 260 miliónov ton. Najväčšími svetovými producentmi sú Čína (60,0 mil. ton), USA (46,0 mil. ton), Nemecko (16,5 mil. ton), India (15,8 mil. ton) a Kanada (14 mil. ton).
Aplikácia
V potravinárskom priemysle a varení
Stolová soľ
V potravinárskom priemysle a varení sa používa chlorid sodný, ktorého čistota musí byť najmenej 97%. Používa sa ako dochucovadlo a na konzerváciu potravín. Tento chlorid sodný má obchodný názov soľ, niekedy sa používajú aj názvy potravina, stôl, ako aj upresnenie názvu v závislosti od pôvodu - kameň, more a podľa zloženia prídavných látok - jódovaná, fluoridovaná atď. Takáto soľ je kryštalický sypký produkt so slanou chuťou, bez chuti, bez zápachu (okrem jódovanej soli), v ktorých nie sú povolené cudzie nečistoty nesúvisiace so spôsobom extrakcie soli. Okrem chloridu sodného obsahuje kuchynská soľ malé množstvo solí vápnika, horčíka a draslíka, vďaka čomu je hygroskopická a tvrdá. Čím menej týchto nečistôt je v soli, tým je jej kvalita vyššia.
Existujú odrody: extra, najvyššia, prvá a druhá. Hmotnostný podiel chloridu sodného v odrodách, %:
- extra - nie menej ako 99,5;
- najvyššia - 98,2;
- prvý - 97,5;
- druhá - 97,0.
Hmotnostný podiel vlhkosti v odparenej soli „extra“ triedy je 0,1%, v prémiovej triede - 0,7%. Povolené sú jodid draselný (jodid draselný), jodičnan draselný, fluoridy draselný a sodný. Hmotnostný podiel jódu by mal byť (40,0 ± 15,0) × 10 −4 %, fluóru (25,0 ± 5,0) × 10 −3 %. Farba extra a prémiových tried je biela, ale pre prvý a druhý stupeň sú povolené šedé, žltkasté, ružové a modrasté odtiene v závislosti od pôvodu soli. Jedlá kuchynská soľ sa vyrába mletá a preosievaná. Na základe veľkosti zŕn sa mletá soľ delí na čísla: 0, 1, 2, 3. Čím vyššie číslo, tým väčšie sú zrná soli.
Pri varení sa chlorid sodný používa ako základné korenie. Soľ má charakteristickú chuť, bez ktorej sa človeku zdá jedlo fádne. Táto vlastnosť soli je spôsobená ľudskou fyziológiou. Ľudia však často konzumujú viac soli, ako je potrebné pre fyziologické procesy.
Vo verejných službách. Technická soľ
V zime sa ako nemrznúca zmes proti ľadu používa chlorid sodný zmiešaný s inými soľami, pieskom alebo hlinou - takzvaná technická soľ. Chodníky sú ním posypané, hoci to v dôsledku koróznych procesov negatívne ovplyvňuje koženú obuv a technický stav vozidiel.
Regenerácia Na-katexových filtrov
Na-katiónové výmenné filtre sú široko používané v zariadeniach na zmäkčovanie vody všetkých kapacít počas úpravy vody. Medzi katexové materiály používané v moderných úpravniach vody patria najmä glaukonit, polymérne iónomeničové živice a sulfónované uhlíky. Najbežnejšie sú sulfónové katexové živice.
Regenerácia Na-katiónových filtrov sa uskutočňuje 6-10% roztokom kuchynskej soli, čím sa katión premení na Na-formu a regeneruje sa. Reakcie prebiehajú podľa rovníc:
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 priemysel
Soľ spolu s uhlím, vápencom a sírou tvoria „veľkú štvorku“ minerálnych produktov, ktoré sú nevyhnutné pre chemický priemysel. Získava sa z neho sóda, chlór, kyselina chlorovodíková, hydroxid sodný, síran sodný a kovový sodík. Okrem toho sa soľ používa aj na priemyselnú výrobu chlorečnanu sodného, ktorý je ľahko rozpustný vo vode, čo je ničiteľ buriny. Celková reakčná rovnica pre elektrolýzu horúceho roztoku chloridu sodného je:
NaCl + 3 H 2 O → Na C 1 O 3 + 3 H 2 (\displaystyle (\mathsf (NaCl+3H_(2)O\šípka vpravo NaClO_(3)+3H_(2)))))Príprava chlóru a hydroxidu sodného
- Na katóde sa vodík uvoľňuje ako vedľajší produkt v dôsledku redukcie iónov H + vytvorených v dôsledku elektrolytickej disociácie vody:
- keďže (v dôsledku takmer úplnej elektrolytickej disociácie NaCl) je chlór v roztoku vo forme chloridových iónov, na anóde sa oxidujú na voľný chlór vo forme plynu:
- celková reakcia:
Ako je možné vidieť z rovnice pre celkovú reakciu, ďalším produktom je hydroxid sodný. Spotreba elektrickej energie na 1 tonu chlóru je približne 2700 kW × hod. Vzniknutý chlór sa pri zvýšenom tlaku skvapalňuje na žltú kvapalinu už pri normálnej teplote.
Ak medzi anódou a katódou nie je žiadna membrána, potom chlór rozpustený vo vode začne reagovať s hydroxidom sodným za vzniku chloridu sodného a chlórnanu 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)\vpravo NaCl+NaOCl+H_(2)O)))) Na + + e − → Na (H g) (\displaystyle (\mathsf (Na^(+)+e^(-)\rightarrow Na_((Hg))))))Amalgám sa neskôr horúcou vodou rozloží na hydroxid sodný a vodík a ortuť sa čerpá späť do elektrolyzéra:
2 Na (H g) + 2 H 2 O → 2 N a O H + H 2 (\displaystyle (\mathsf (2Na_((Hg))+2H_(2)O\šípka vpravo 2NaOH+H_(2))))Celková reakcia procesu je rovnaká ako v prípade diafragmovej metódy.
Príprava kovového sodíka
Kovový sodík sa získava elektrolýzou roztaveného chloridu sodného. Vyskytujú sa tieto procesy:
- Na katóde sa uvoľňuje sodík:
- Na anóde sa uvoľňuje chlór (ako vedľajší produkt):
- celková reakcia:
Vaňa elektrolyzéra pozostáva z vystlaného oceľového puzdra, grafitovej anódy a prstencovej železnej katódy. Medzi katódou a anódou je umiestnená sieťová membrána. Na zníženie teploty topenia NaCl (+800 °C) nie je elektrolytom čistý chlorid sodný, ale jeho zmes s chloridom vápenatým CaCl 2 (40:60) s teplotou topenia +580 °C. Kovový sodík, ktorý sa zhromažďuje v hornej časti katódového priestoru, obsahuje až 5 % vápenatej nečistoty, ktorá sa však časom takmer úplne oddelí, pretože je rozpustná v tekutom sodíku pri teplote topenia (+371 K = 98 °C ) je len 0,01 %. Ako sa NaCl spotrebúva, neustále sa pridáva do kúpeľa. Náklady na elektrickú energiu sú približne 15 kW × h na 1 kg sodíka.
Príprava kyseliny chlorovodíkovej a síranu sodného
Medzi mnohými priemyselnými metódami výroby kyseliny chlorovodíkovej, to znamená vodného roztoku chlorovodíka (HCl), sa používa výmenná reakcia medzi chloridom 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)\šípka vpravo 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 ))))Prvá reakcia prebieha vo veľkej miere už za normálnych podmienok a pri nízkom zahrievaní ide takmer do konca. Druhý sa vyskytuje iba pri vysokých teplotách. Proces sa vykonáva v špeciálnych vysokovýkonných mechanizovaných peciach. Chlorovodík, ktorý sa uvoľňuje, je odstránený z prachu, ochladený a absorbovaný vodou za vzniku kyseliny chlorovodíkovej. Síran sodný Na2S04 vzniká ako vedľajší produkt.
Táto metóda sa používa aj na získanie chlorovodíka v laboratóriu.
Fyzikálne a fyzikálno-chemické vlastnosti
Teplota topenia +800,8 °C, teplota varu +1465 °C.
Mierne rozpustný vo vode, rozpustnosť málo závisí od teploty: koeficient rozpustnosti NaCl (v gramoch na 100 g vody) je 35,9 pri +21 °C a 38,1 pri +80 °C. Rozpustnosť chloridu sodného je výrazne znížená v prítomnosti chlorovodíka, hydroxidu sodného a solí - chloridov kovov. Rozpúšťa sa v kvapalnom amoniaku a vstupuje do výmenných reakcií. Vo svojej čistej forme nie je chlorid sodný hygroskopický. Soľ je však často kontaminovaná nečistotami (najmä iónmi Ca 2+, Mg 2+ a SO2−
4) a takáto soľ vo vzduchu zvlhne. Kryštalický hydrát NaCl · 2H20 možno izolovať pri teplotách pod +0,15 °C.
Zmes drveného ľadu a jemného práškového chloridu sodného je účinným chladivom. Takto sa zmes 30 g NaCl na 100 g ľadu ochladí na teplotu -20 °C. Stáva sa to preto, že vodný roztok soli zamrzne pri teplotách pod 0 °C. Ľad, ktorý má teplotu okolo 0 °C, sa v takomto roztoku topí a absorbuje teplo z okolia.
Dielektrická konštanta NaCl - 6,3
Hustota a koncentrácia vodných roztokov NaCl
| Koncentrácia, % | Koncentrácia, 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 |
Laboratórna príprava a chemické vlastnosti
Pri pôsobení kyseliny sírovej uvoľňuje 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)\šípka vpravo Na_(2)SO_(4)+2HCl)) ))S roztokom dusičnanu strieborného tvorí bielu zrazeninu chloridu strieborného (kvalitatívna reakcia na chloridový ión).
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 kryštálovej mriežke prevládajú medzi atómami iónové chemické väzby, čo je dôsledok elektrostatickej interakcie iónov opačného náboja.
pozri tiež
- Stolová soľ - korenie a potravinárska prísada
- Halit - minerál
Poznámky
- Chlorid sodný na anglickej webovej stránke. Národný inštitút pre štandardy a technológie) (Angličtina)
- Nekrasov B.V. Základy všeobecnej chémie. T. 2. Ed. 3., rev. a ďalšie, M.: Khimiya, 1973. - 688 s.; 270 tabliet; 426 obrázkov; Zoznam referencií, odkazov. S. 218
- Pytagoras. Zlatý kánon. Ezoterické postavy. - M.: Vydavateľstvo Eksmo, 2003. - 448 s. (Antológia múdrosti).
- Malá horská encyklopédia. V 3 zväzkoch = Malá encyklopédia / (v ukrajinčine). Ed. V. S. Beletský. - Doneck: Donbass, 2004. - ISBN 966-7804-14-3.
- UNIAN: Morská soľ pre krásu a zdravie pokožky
- Ruská legislatíva X-XX storočia. Legislatíva starovekého Ruska. T. 1. M., 1984. S. 224-225.
- Slovo chren (tsren) v preklade z pomoranského „hovoru“ znamená štvorhrannú krabicu vykovanú z plechu a salga znamená kotol, v ktorom sa varila soľ. V solivare pri Bielom mori bolo brucho vrece soli dlhé dve štvrtiny, teda objem asi 52 litrov.
- Soľ (PDF), US Geological Survey na webovej stránke Mineral Resources Program
Iónové zlúčeniny (napríklad chlorid sodný NaCl) sú tvrdé a žiaruvzdorné, pretože medzi nábojmi ich iónov sú silné elektrostatické príťažlivé sily ("+" a "-").
Záporne nabitý ión chlóru priťahuje nielen „svoj“ ión Na+, ale aj ďalšie sodíkové ióny okolo seba. To vedie k tomu, že v blízkosti žiadneho z iónov nie je jeden ión s opačným znamienkom, ale niekoľko (obr. 1).
Ryža. 1.
polarizácia iónovej väzby
V skutočnosti je okolo každého iónu chlóru 6 iónov sodíka a okolo každého iónu sodíka 6 iónov chlóru.
Toto usporiadané balenie iónov sa nazýva iónový kryštál. Ak je v kryštáli izolovaný jediný atóm chlóru, potom medzi atómami sodíka, ktoré ho obklopujú, už nie je možné nájsť ten, s ktorým chlór reagoval. Ióny, ktoré sú navzájom priťahované elektrostatickými silami, sú extrémne neochotné meniť svoje umiestnenie pod vplyvom vonkajšej sily alebo zvýšenia teploty. Ak je však teplota veľmi vysoká (asi 1500 °C), potom sa NaCl vyparí a vytvorí dvojatómové molekuly. To naznačuje, že kovalentné väzbové sily nie sú nikdy úplne vypnuté.
Iónové kryštály sa vyznačujú vysokými teplotami topenia, zvyčajne značnou medzerou v pásme, majú iónovú vodivosť pri vysokých teplotách a množstvo špecifických optických vlastností (napríklad priehľadnosť v blízkej IR oblasti spektra). Môžu byť konštruované z monoatomických aj polyatomických iónov. Príkladom prvého typu iónových kryštálov sú kryštály halogenidov alkalických kovov a kovov alkalických zemín; anióny sú usporiadané podľa zákona hustého guľovitého usporiadania alebo hustého guľovitého usporiadania, katióny zaberajú zodpovedajúce dutiny. Najtypickejšie štruktúry tohto typu sú NaCl, CsCl, CaF2. Iónové kryštály druhého typu sú postavené z monoatomárnych katiónov rovnakých kovov a konečných alebo nekonečných aniónových fragmentov. Koncové anióny (kyslé zvyšky) - NO3-, SO42-, СО32- atď. Kyslé zvyšky môžu byť spojené do nekonečných reťazcov, vrstiev alebo tvoriť trojrozmerný rámec, v dutinách ktorého sa nachádzajú katióny, ako napr. v kryštalických štruktúrach silikátov. Pre iónové kryštály je možné vypočítať energiu kryštálovej štruktúry U (pozri tabuľku), približne rovnú entalpii sublimácie; výsledky sú v dobrej zhode s experimentálnymi údajmi. Podľa Born-Meierovej rovnice pre kryštál pozostávajúci z formálne jednoducho nabitých iónov:
U = -A/R + Be-R/r - C/R6 - D/R8 + E0
(R je najkratšia interiónová vzdialenosť, A je Madelungova konštanta v závislosti od geometrie štruktúry, B a r sú parametre popisujúce odpudivosť medzi časticami, C/R6 a D/R8 charakterizujú zodpovedajúci dipól-dipól a dipól-kvadrupól interakcia iónov, E0 je energia vibrácií nulového bodu, e - náboj elektrónu). Keď sa katión zväčšuje, zvyšuje sa príspevok interakcií dipól-dipól.
