Агрегатний стан кухонної солі. Кухонна сіль, хімія

Понад 10 мільйонів органічних і понад 500 тисяч неорганічних сполук відомо хімікам на сьогоднішній день. Серед них є складні за будовою і властивостями, які застосовуються тільки в хімічних або медичних цілях. А є ті, що зовсім не складно влаштовані і дуже поширені в побуті. Але від цього не менш важливі і значущі. До одного з таких речовин відноситься кухонна сіль. У побуті її називають ще харчової, а в хімічній промисловості іменують хлоридом натрію або хлористим натрієм. У технологічній промисловості її називають мінералом, який вона утворює в природі, - галітом, а також кам`яною сіллю або твердої кам`яною сіллю. Розглянемо докладніше агрегатний стан кухонної солі, будова, властивості, видобуток, застосування та історію введення в масове споживання.

В яких станах існує кухонна сіль?

Що таке агрегатний стан речовин і яким воно буває? Це залежить від того, про яку речовину йде мова. Кожен учень старше 7 класу може назвати агрегатний стан кухонної солі, тому що це те речовина, яка знаходиться біля кожного будинку. Сьогодні без нього складно сучасній людині уявити своє життя. До того ж агрегатний стан кухонної солі цілком очевидно неозброєним оком - дрібно або крупно дисперсні кристалики правильної кубічної форми. Однак, розчинивши сіль у воді, ми отримаємо її вже в іншому агрегатному стані - рідкому. Те ж саме ми отримаємо, якщо просто розплавиться кристали при високій температурі. Єдине стан, який для солі не характерно, - це газоподібний. Але за певних умов можна отримати і його.

Умови для зміни агрегатного стану

1. Щоб отримати сіль в рідкому стані шляхом плавки твердих кристалів природного походження, необхідно застосувати температуру, рівну 800^проС.
2. Для перекладу солі в газоподібний стан розплавлені кристали потрібно довести до кипіння (приблизно 1400^проС) і кип`ятити до повного переходу структурних компонентів в іони (Na⁺ і CL^-).
3. Твердий агрегатний стан кухонної солі - це її природний вигляд в природних умовах.

Чому відбувається такий розкид температур при маніпуляціях з кристалами? Пояснюється це будовою кристалічної решітки.

Кристалічна решітка

Вона являє собою правильні гранецентрированную кубічні прозорі кристали. В кожному розі куба (вузлах кристалічної решітки) знаходяться чергуються позитивно заряджені іони Na⁺ і негативно заряджені іони CL^-. Завдяки різко различающейся електронегативності цих атомів між ними виникає настільки сильне електростатичне тяжіння, що для руйнування його необхідно докласти жорсткі умови (високу температуру, механічний вплив). Такий тип кристалічної решітки носить назву іонної, і він характерний для всіх солей лужних, лужноземельних і перехідних металів.

Саме тому температура кухонної солі (як для плавлення, так і для кипіння) настільки висока. Однак можна отримати кристали не тільки кубічної форми, але і пірамідальної (восьми-, дванадцяти- і двадцятигранні). Для цього необхідно просто регулювати температуру випарювання солоного розчину певним чином. У будь-якому випадку внутрішня порожнина кристалів залишається заповнена рідиною, якщо мова йде про розчині солі у воді.

Хімічна формула хлористого натрію проста і виражається елементним складом NaCL.

Фізичні властивості Галіт

Фізичні властивості хлориду натрію можна описати кількома пунктами:

• Тверді кристали білого, рожевого, блакитного, фіолетового, червоного кольору. Забарвлення залежить від наявності домішок при видобутку. Чиста речовина кристально білого кольору.
• Розчиняється у воді в співвідношенні приблизно 100/30 (у 100 г води 30 г солі). Хороша розчинність пояснюється присутністю диполів води, які асоціюють навколо себе іони натрію і хлору, викликаючи руйнування електростатичного притягання між ними і, як наслідок, руйнування кристалічної решітки.
• Плавиться і закипає при високих температурах (800-1400^проС).
• Має ледь вловимий приємний запах.
• Солоний на смак.

Хімічні властивості хлористого натрію

Як і будь розчинна середня сіль, хлористий натрій здатний вступати у взаємодії з:

• Іншими солями по реакції обміну (обов`язкова умова: реакції виділення газу, випадання осаду або утворення малодіссоцііруемого речовини): NaCL + AgNO₃ = NaNO₃ + AgCL (білий сирнистий осад). Це якісна реакція на іон CL^-.
• З металами, що стоять в ЕХРНМ лівіше натрію: К + NaCL = KCL + Na.
• Дисоціює у водному розчині на вільні гідратовані диполями води іони: NaCL _{(Водний розчин)} = Na⁺ + CL^-. В результаті утворюється розчин кухонної солі, який є сильним електролітом.
• Гідролізу піддається, так як є сіллю, утвореної сильною кислотою і сильною основою.
• При електролізі (дія електричного струму) розкладається з утворенням вільних продуктів та їдкого натру (каустику): NaCL = Na + Cl₂ + NaOH.

Де в природі міститься хлорид натрію?

В даний час кухонна сіль - речовина, часто зустрічається в природі. І хоча так було завжди, але в стародавні часи і часи середньовіччя вона вважалася дуже дорогим продуктом. Все це від того, що не знали способів видобутку солі з природних джерел. А таких джерел у світових запасах дуже багато - галит вважається майже необмеженим природним ресурсом. Де ж сіль знаходиться в природі?

1. Моря й океани з солоною водою.
2. Солоні озера.
3. Солоні джерела.
4. Підземні води.
5. Води лиманів.

Видобуток галита

Витяг і переробка солі мають свою технологію, оскільки просто здобуте речовина найчастіше до вживання непридатне з-за високого вмісту сторонніх домішок. Видобувають галит по-різному, наприклад:

• шляхом підземних робіт;
• з пластів на дні соляних водойм;
• виправними або виморожуємо солоної морської або океанської води;
• виправними підземних вод.

Будь-який з способів дає можливість отримати кристали галита. Однак для вживання в їжу вони повинні пройти ще один вид обробки - подрібнення. Адже навряд чи хтось використовує будинку при приготуванні їжі великий кристал кухонної солі. Найчастіше її набувають у вже очищеному від домішок, подрібненому практично в порошок вигляді. Також існують види солі йодованої, фторированной і так далі не тільки для харчових, але і технічних цілей.

Застосування кам`яної солі

Області застосування і використання хлориду натрію досить великі. Основні з них разом з прикладами і результатами наведені в таблиці.

Історія появи у побуті

Сіль з`явилася на столах у кожній хаті далеко не відразу. Колись вона цінувалася на вагу золота, причому в самому прямому сенсі. Ще у XVIII столітті деякі народи Африки обмінювали жменю солі на жменю золотого піску. Трохи пізніше в Ефіопії брусочки солі були стандартної валютою. У Стародавньому Римі військовим легіонерам навіть місячне жалування видавали цією речовиною, що з часом призвело до називання їх солдатами. Діти бідних африканських народів просто лизали кам`яні шматки кухонної солі як ласощі. У Голландії вона використовувалася для покарання злочинців, для катування. Провинився взагалі не давали сіль, і людина за короткий час помирав.

Вперше виділяти і споживати в їжу цю речовину люди навчилися ще в давнину. Тоді було виявлено, що сіль міститься в рослинах. Тому їх спалювали, а золу використовували як приправу. Пізніше в Китаї навчилися випарювати сіль з морської води, і процес розвитку методів її отримання почав просуватися швидше.

На Русі сіль добували з озер (найзнаменитіші солоні озера Росії досі - Ельтон і Баскунчак). Тоді промислове значення речовини було дуже рідкісним явищем. Добували його тільки деякі купці, які потім продавали втридорога. Дозволити собі мати сіль могли тільки багаті і знамениті люди. З часом виробництво і видобуток налагодилися. Стали використовуватися різні способи видобутку та обробки, і на сьогоднішній день одне з найпоширеніших побутових речовин - кухонна сіль. Хімія цього з`єднання, властивості, застосування в медицині та інших галузях стали відомі приблизно з XVI-XVII століть.

Вивчення в шкільному курсі

Вивчення структури і агрегатного стану, а також хімічних властивостей кухонної солі починається зі шкільної лави, в рамках такої дисципліни, як хімія (8 клас). Солі в шкільному курсі досліджуються в усьому їх різноманітті в природі. Учні отримують уявлення про хімічній основі, емпіричних формулах, основних фізичних і хімічних властивостях. Для простоти і зручності запам`ятовування формул і фізичних властивостей на форзаці підручника зазвичай розташовуються солі, таблиця яких дає уявлення про їх розчинності у воді. Там же можна знайти інформацію про розчинність кислот, лугів і основ.

Важливою характеристикою солей є їх плавкость, на основі якої також побудована їх видобуток в природі. Учням легко зорієнтуватися при вирішенні завдань на плавкость солі. Таблиця і графічні зображення дозволяють не тільки побачити, легкоплавкі речовина або тугоплавких, але й визначити приблизну температуру плавлення і кипіння. Зазвичай такі таблиці також розташовуються в підручниках ("Хімія", 8 клас). Солі повинні вивчатися в контексті таких наук, як біологія і фізика. Тому безліч завдань для учнів побудовано саме на інтеграції міжпредметних зв`язків.