Хлорид натрия — важнейший химический реактив
Хлорид натрия составляет основу поваренной соли, самой популярной приправы к пище. Кроме этого, натриевая соль соляной кислоты миллионами тонн потребляется промышленностью для различных целей.
Свойства хлорида натрия
NaCl представляет собой кристаллы с кубической ионной решеткой. Кристаллы без цвета и запаха, с четко выраженным соленым вкусом. Хлористый натрий водорастворим, не гигроскопичен. Растворяется в аммиаке, этиловом и метиловом спирте, муравьиной кислоте, глицерине, этиленгликоле. Не растворяется в ацетоне, соляной кислоте, диэтиловом эфире.
Водный раствор хлорида натрия замерзает при температуре ниже нуля. Благодаря этому свойству химреактив довольно долго использовался в качестве антигололедного средства на дорогах и тротуарах (сейчас этот способ считается экологически вредным и применяется все реже). На этом же свойстве основано применение смеси мелко наколотого льда и поваренной соли в качестве эффективного и простого охладителя, способного понизить температуру смеси на пару десятков градусов.
Хлорид натрия в природе и жизни человека
NaCl очень важен для человека: он необходим нам для усвоения питательных веществ в процессе пищеварения; наша кровь в немалой степени состоит из солевого раствора; хлорид натрия входит в число важнейших источников минерального сырья для химической промышленности.
В природе хлористый натрий встречается в морской воде, соленых озерах, в соляных подземных водах, в ископаемом виде (галит, каменная соль). Галит — это минеральная форма NaCl. Иногда галит называют каменной солью, но это неверно. Каменная соль — это осадочная порода, содержащая 90% галита и примеси железа, гипса, магнезита, талька, битумов, соединений калия, кальция, магния, йода, брома, бора. Каждое месторождение каменной соли имеет свой уникальный состав.
Морская соль, получаемая выпариванием морской воды, содержит больше жизненно важных для человека примесей химических элементов, минералов и солей, чем каменная соль. В ней только 77,8% хлористого натрия. Она имеет горьковатый вкус, используется, преимущественно, в медицине и кулинарии.
Применение NaCl
— Химреактив применяется для производства более полутора тысяч веществ и материалов, начиная от металлического натрия и хлора и кончая содой, соляной кислотой, гидроксидом натрия, гербицидами для сельского хозяйства.
— Поваренная соль — готовый продукт, на 97 и более процентов состоящий из NaCl, используется в пищевой промышленности. Чем выше содержание хлорида натрия, тем выше сорт соли. Выпускаются также специализированные сорта с добавками микроэлементов, например, иодированная соль. Пищевая соль применяется как приправа в пищу, в качестве консерванта.
— В промышленной и полупромышленной водоподготовке для регенерации ионообменных смол в натрий-катионитовых фильтрах.
— Растворы хлорида натрия востребованы в медицине для приготовления и разведения лекарственных средств, для восстановления водно-солевого баланса организма, при кровотечениях, в качестве антидота при отравлении нитратом серебра, как антибактериальное средство для обработки ран, для некоторых других целей.
— В зоологии — для добавки в рацион животных.
Магазин «ПраймКемикалсГрупп» предлагает по хорошей цене купить поваренную соль оптом и в розницу. Также у нас широко представлены другие реактивы для лабораторных исследований и промышленности, лабораторная посуда и приборы.
Хлорид натрия
Кристалл хлорида натрия
Также смотрите статью — поваренная соль
Хлорид натрия или хлористый натрий (NaCl) — натриевая соль соляной кислоты. Известен в быту под названием поваренной соли, основным компонентом которой и является. Хлорид натрия в значительном количестве содержится в морской воде. Встречается в природе в виде минерала галита (каменной соли). Чистый хлорид натрия представляет собой бесцветные кристаллы, но с различными примесями его цвет может принимать голубой, фиолетовый, розовый, жёлтый или серый оттенок.
Содержание
- 1 Нахождение в природе и производство
- 1.1 Галит
- 1.2 Каменная соль
- 1.
3 Морская соль - 1.4 Залежи
- 1.5 Производство
- 2 Применение
- 2.1 В пищевой промышленности и кулинарии
- 2.2 В медицине
- 2.3 В коммунальном хозяйстве. Техническая соль
- 2.4 Регенерация Nа-катионитовых фильтров
- 2.5 Химическая промышленность
- 2.5.1 Получение хлора и гидроксида натрия
- 2.5.2 Получение металлического натрия
- 2.5.3 Получение соляной кислоты и сульфата натрия
- 3 Физические и физико-химические свойства
- 4 Лабораторное получение и химические свойства
- 5 Структура
3 Морская сольНахождение в природе и производство
В природе хлорид натрия встречается в виде минерала галита, который образует залежи каменной соли среди осадочных горных пород, прослойки и линзы на берегах солёных озёр и лиманов, соляные корки в солончаках и на стенках кратеров вулканов и в сольфатарах. Огромное количество хлорида натрия растворено в морской воде. Мировой океан содержит 4 × 1015 тонн NaCl, то есть из каждой тонны морской воды можно получить в среднем 1,3 кг хлорида натрия.
Следы NaCl постоянно содержатся в атмосфере в результате испарения брызг морской воды. В облаках на высоте полтора километра 30 % капель, больших 10 мкм по размеру, содержат NaCl. Также он найден в кристаллах снега.
Наиболее вероятно, что первое знакомство человека с солью произошло в лагунах тёплых морей или на соляных озёрах, где на мелководье солёная вода интенсивно испарялась под действием высокой температуры и ветра, а в осадке накапливалась соль. По образному выражению Пифагора, «соль была рождена благородными родителями: солнцем и морем».
Галит
В природе хлорид натрия чаще всего встречается в виде минерала галита. Он имеет гранецентрированную кубическую решётку и содержит 39,34 % Na, 60,66 % Cl. Другими химическими элементами, входящими в состав примесей, являются: Br, N, H, Mn, Cu, Ga, As, I, Ag, Ba, Tl, Pb, K, Ca, S, O. Плотность 2,1—2,2 г/см³, а твёрдость по шкале Мооса — 2. Бесцветный прозрачный минерал со стеклянным блеском. Распространённый минерал соленосных толщ.
Образуется при осаждении в замкнутых водоёмах, а также как продукт сгона на стенках кратеров вулканов. Составляет пласты в осадочных породах лагунных и морских фаций, штокоподобные тела в соляных куполах и тому подобных.
Каменная соль
Каменной солью называют осадочную горную породу из группы эвапоритов, состоящую более чем на 90 % из галита. Галит также часто называют каменной солью. Эта осадочная горная порода может быть бесцветной или снежно-белой, но чаще она окрашена примесями глин, талька (серый цвет), оксидами и гидроксидами железа (жёлтый, оранжевый, розовый, красный), битумами (бурая). Каменная соль содержит хлориды и сульфаты натрия, калия, магния и кальция, бромиды, йодиды, бораты, гипс, примеси карбонатно-глинистого материала, доломита, анкериту, магнезита, битумов и так далее.
По условиям формирования месторождений каменную соль подразделяют на следующие виды:
- рассолы современных соляных бассейнов
- соляные подземные воды
- залежи минеральных солей современных соляных бассейнов
- ископаемые залежи (важнейшие для промышленности).
Морская соль
Морская соль является смесью солей (хлориды, карбонаты, сульфаты и т. д.), образующейся при полном испарении морской воды. Среднее содержание солей в морской воде составляет:
| Соединение | Масс. доля, % |
|---|---|
| NaCl | 77,8 |
| MgCl2 | 10,9 |
| MgSO4 | 4,7 |
| KCl | 2,5 |
| K2SO4 | 2,5 |
| CaCO3 | 0,3 |
| Ca(HCO3)2 | 0,3 |
| другие соли | 0,2 |
Очищенная кристаллическая морская соль
При испарении морской воды при температуре от +20 до +35 °C в осадке сначала кристаллизуются наименее растворимые соли — карбонаты кальция и магния и сульфат кальция. Затем выпадают более растворимые сульфаты натрия и магния, хлориды натрия, калия и магния, и после них — сульфаты калия и магния.
Последовательность кристаллизации солей и состав осадка может несколько варьироваться в зависимости от температуры, скорости испарения и других условий. В промышленности морскую соль получают из морской воды, в основном методом обычного выпаривания. Она отличается от каменной соли значительно большим содержанием других химических солей, минералов и различных микроэлементов, в первую очередь йода, калия, магния и марганца. Соответственно, она отличается от хлорида натрия и по вкусу — горько-солёный привкус ей придают соли магния. Она используется в медицине: при лечении кожных заболеваний, таких как псориаз. Как лечебное вещество в аптечной и обычной торговой сети, распространённым продуктом является соль из Мёртвого моря. В очищенном виде этот вид соли также предлагается в продуктовой торговой сети — как натуральная и богатая йодом пищевая.
Залежи
Залежи каменной соли найдены во всех геологических системах. Важнейшие из них сосредоточены в кембрийских, девонских, пермских и третичных отложениях.
Каменная соль составляет мощные пластовые залежи и ядра сводчатых структур (соляных куполов и штоков), образует прослойки, линзы, гнезда и вкрапления в других породах. Среди озёрных месторождений России крупнейшие — Эльтонское, Баскунчак в Прикаспии, Кучукское озеро, Кулундинское озеро, Эбейты и другие озёра в Западной Сибири.
Производство
В древности технология добычи соли заключалась в том, что соляную рапу (раствор) вытаскивали лошадиным приводом из шахт, которые назывались «колодцами» или «окнами», и были достаточно глубокими — 60—90 м. Извлечённый солевой раствор выливали в особый резервуар — творило, откуда она через отверстия стекала в нижний резервуар, и системой жёлобов подавалась в деревянные башни. Там её разливали в большие чаны, на которых соль вываривали.
На Руси поморы вываривали соль на побережье Белого моря и называли её морянка. В 1137 году новгородский князь Святослав определил налог на соляные варницы.
Беломорской солью, называемой «морянкой», торговали по всей Российской империи до начала XX века, пока её не вытеснила более дешёвая поволжская соль.
Современная добыча хлорида натрия механизирована и автоматизирована. Соль массово добывается выпариванием морской воды (тогда её называют морской солью) или рассола с других ресурсов, таких как соляные источники и соляные озера, а также разработкой соляных шахт и добычей каменной соли.
Для добычи хлорида натрия из морской воды необходимы условия жаркого климата с низкой влажностью воздуха, наличие значительных низменных территорий, лежащих ниже уровня моря, или затопляемых приливом, слабая водопроницаемость почвы испарительных бассейнов, малое количество осадков в течение сезона активного испарения, отсутствие влияния пресных речных вод и наличие развитой транспортной инфраструктуры.
Мировое производство соли в 2009 году оценивается в 260 миллионов тонн. Крупнейшими мировыми производителями являются Китай (60,0 млн тонн), США (46,0 млн тонн), Германия (16,5 млн тонн), Индия (15,8 млн тонн) и Канада (14 млн тонн).
Применение
В пищевой промышленности и кулинарии
Соль поваренная
В пищевой промышленности и кулинарии используют хлорид натрия, чистота которого должна быть не менее 97 %.
Его применяют как вкусовую добавку и для консервирования пищевых продуктов. Такой хлорид натрия имеет товарное название поваренная соль, порой также употребляются названия пищевая, столовая, а также уточнение названия в зависимости от её происхождения — каменная, морская, и по составу добавок — йодированная, фторированная и т. д. Такая соль является кристаллическим сыпучим продуктом с солёным вкусом без привкуса, без запаха (за исключением йодированной соли), в котором не допускаются посторонние примеси, не связанные с методом добывания соли. Кроме хлорида натрия, поваренная соль содержит небольшое количество солей кальция, магния, калия, которые придают ей гигроскопичности и жёсткости. Чем меньше этих примесей в соли, тем выше её качество.
Выделяют сорта: экстра, высший, первый и второй. Массовая доля хлористого натрия в сортах, %:
- экстра — не менее 99,5;
- высший — 98,2;
- первый — 97,5;
- второй — 97,0.
Массовая доля влаги в выварочной соли сорта «экстра» 0,1 %, в высшем сорте — 0,7 %.
Допускают добавки йодида калия (йодистого калия), йодата калия, фторидов калия и натрия. Массовая доля йода должна составлять (40,0 ± 15,0) × 10−4 %, фтора (25,0 ± 5,0) × 10−3 %. Цвет экстра и высшего сортов — белый, однако для первого и второго допускается серый, желтоватый, розовый и голубоватый оттенки в зависимости от происхождения соли. Пищевую поваренную соль производят молотой и сеяной. По размеру зёрен молотую соль подразделяют на номера: 0, 1, 2, 3. Чем больше номер, тем больше зерна соли.
В кулинарии хлорид натрия потребляют как важнейшую приправу. Соль имеет характерный вкус, без которого пища кажется человеку пресной. Такая особенность соли обусловлена физиологией человека. Однако зачастую люди потребляют соли больше, чем нужно для физиологических процессов.
Хлорид натрия имеет слабые антисептические свойства — 10-15%-ное содержание соли предотвращает размножение гнилостных бактерий. Этот факт обусловливает её широкое применение как консерванта.
В медицине
Изотонический раствор хлорида натрия в воде (0,9 %) применяется как дезинтоксикационное средство, для коррекции состояния систем организма в случае обезвоживания, как растворитель других лекарственных препаратов. Гипертонические растворы (10 % раствор) используют как вспомогательный осмотический диуретик при отёке головного мозга, для поднятия давления при кровотечениях, в состояниях, характеризующихся дефицитом ионов натрия и хлора, при отравлении нитратом серебра, для обработки гнойных ран (местно). В офтальмологии как местное средство раствор хлорида натрия обладает противоотёчным действием.
В коммунальном хозяйстве. Техническая соль
Зимой хлорид натрия, смешанный с другими солями, песком или глиной — так называемая техническая соль — применяется как антифриз против гололёда. Ею посыпают тротуары, хотя это отрицательно влияет на кожаную обувь и техническое состояние автотранспорта ввиду коррозийных процессов.
Регенерация Nа-катионитовых фильтров
Nа-катионитовые фильтры широко применяются в установках умягчения воды всех мощностей при водоподготовке.
Катионитным материалом на современных водоподготовительных установках служат в основном глауконит, полимерные ионообменные смолы и сульфированные угли. Наиболее распространены сульфокатионитные ионообменные смолы.
Регенерацию Nа-катионитовых фильтров осуществляют 6—10%-м раствором поваренной соли, в результате катионит переводится в Na-форму, регенерируется. Реакции идут по уравнениям:
- CaR2 + 2 NaCl → 2NaR + CaCl2
- MgR2 + 2 NaCl → 2 NaR + MgCl2
Химическая промышленность
Соль, наряду с каменным углём, известняками и серой, образует «большую четвёрку» продуктов минерального сырья, которые являются важнейшими для химической промышленности. Из неё получают соду, хлор, соляную кислоту, гидроксид натрия, сульфат натрия и металлический натрий. Кроме этого соль используется также для промышленного получения легкорастворимого в воде хлората натрия, который является средством для уничтожения сорняков.
Суммарное уравнение реакции электролиза горячего раствора хлорида натрия:
- NaCl + 3H2O → NaClO3 + 3H2
Получение хлора и гидроксида натрия
В промышленности путём электролиза раствора хлорида натрия получают хлор. Процессы, происходящие на электродах:
- на катоде как побочный продукт выделяется водород вследствие восстановления ионов H+, образованных в результате электролитической диссоциации воды:
- H2O ⇄ H+ + OH−
- 2 H+ + 2e− → H2
- поскольку (вследствие практически полной электролитической диссоциации NaCl), хлор в растворе находится в виде хлорид-ионов, они окисляются на аноде до свободного хлора в виде газа:
- NaCl → Na+ + Cl−
- 2 Cl− → Cl2 + 2e−
- суммарная реакция:
- 2 NaCl + 2H2O → 2 NaOH + Cl2↑ + H2↑
Как видно из уравнения суммарной реакции, ещё одним продуктом является гидроксид натрия.
Расход электроэнергии на 1 т хлора составляет примерно 2700 кВт × час. Полученный хлор при повышенном давлении сжижается в жёлтую жидкость уже при обычной температуре.
Если между анодом и катодом нет диафрагмы, то растворённый в воде хлор начинает реагировать с гидроксидом натрия, образуя хлорид и гипохлорит натрия NaClO:
- 2 NaOH + Cl2 → NaCl + NaOCl + H2O
Поэтому для получения гидроксида натрия применяют диафрагму и соответствующий метод получения NaOH называют диафрагменным. В качестве диафрагмы применяют асбестовый картон. В процессе электролиза раствор хлорида натрия постоянно подаётся в анодное пространство, а из катодного пространства непрерывно вытекает раствор хлорида и гидроксида натрия. Во время выпаривания последнего хлорид кристаллизуется, поскольку его растворимость в 50 % растворе NaOH крайне мала (0,9 %). Полученный раствор NaOH выпаривают в железных чанах, затем сухой остаток переплавляют.
Для получения чистого гидроксида натрия (без добавок хлорида натрия) применяют ртутный метод, где используют графитовый анод и ртутный катод.
Вследствие того, что перенапряжение выделения водорода на ртути очень большое, на ней вновь появляются ионы натрия и образуется амальгама натрия:
- Na+ + e− → Na(Hg)
Амальгаму позже разлагают горячей водой с образованием гидроксида натрия и водорода, а ртуть перекачивают насосом обратно в электролизер:
- 2Na(Hg) + 2H2O → 2 NaOH + H2↑
Суммарная реакция процесса такая же, как и в случае диафрагменного метода.
Получение металлического натрия
Металлический натрий получают электролизом расплава хлорида натрия. Происходят следующие процессы:
- на катоде выделяется натрий:
- Na+ + e− → Na
- на аноде выделяется хлор (как побочный продукт):
- 2 Cl− → Cl2 + 2e−
- суммарная реакция:
- 2 Na+ + 2 Cl− → 2 Na + Cl2
Ванна электролизера состоит из стального кожуха с футеровкой, графитового анода и кольцевого железного катода.
Между катодом и анодом располагается сетчатая диафрагма. Для снижения температуры плавления NaCl (+800 °C), электролитом является не чистый хлорид натрия, а его смесь с хлоридом кальция CaCl 2 (40:60) с температурой плавления +580 °C. Металлический натрий, который собирается в верхней части катодного пространства, содержит до 5 % примесь кальция, но последний со временем почти полностью отделяется, поскольку его растворимость в жидком натрии при температуре его плавления (+371 K = 98 °C) составляет всего 0,01 %. С расходованием NaCl его постоянно добавляют в ванну. Затраты электроэнергии составляют примерно 15 кВт × ч на 1 кг натрия.
Получение соляной кислоты и сульфата натрия
Среди многих промышленных методов получения соляной кислоты, то есть водного раствора хлороводорода (HCl), применяется реакция обмена между твёрдым хлоридом натрия и концентрированной серной кислотой:
- NaCl + H2SO4 →t<110oC NaHSO4 + HCl ↑
- NaCl + NaHSO4 →450−800oC Na2SO4 + HCl ↑
Первая реакция происходит в значительной степени уже при обычных условиях, а при слабом нагреве идёт почти до конца.
Вторая происходит лишь при высоких температурах. Процесс осуществляется в специальных механизированных печах большой мощности. Хлороводород, который выделяется, обеспыливают, охлаждают и поглощают водой с образованием соляной кислоты. Как побочный продукт образуется сульфат натрия Na2SO4.
Этот метод применяется также для получения хлороводорода в лабораторных условиях.
Физические и физико-химические свойства
Температура плавления +800,8 °С, кипения +1465 °С.
Умеренно растворяется в воде, растворимость мало зависит от температуры: коэффициент растворимости NaCl (в граммах на 100 г воды) равен 35,9 при +21 °C и 38,1 при +80 °C. Растворимость хлорида натрия существенно снижается в присутствии хлороводорода, гидроксида натрия, солей — хлоридов металлов. Растворяется в жидком аммиаке, вступает в реакции обмена. В чистом виде хлорид натрия не гигроскопичен. Однако соль часто бывает загрязнена примесями (преимущественно ионами Ca2+, Mg2+ и SO2−
4), и такая соль на воздухе сыреет.
Кристаллогидрат NaCl · 2H2O можно выделить при температуре ниже +0,15 °C.
Смесь измельчённого льда с мелким порошком хлорида натрия является эффективным охладителем. Так, смесь состава 30 г NaCl на 100 г льда охлаждается до температуры −20 °C. Это происходит потому, что водный раствор соли замерзает при температуре ниже 0 °C. Лёд, имеющий температуру около 0 °C, плавится в таком растворе, поглощая тепло окружающей среды.
| Термодинамические характеристики | |
|---|---|
| ΔfH0g | −181,42 кДж/моль |
| ΔfH0l | −385,92 кДж/моль |
| ΔfH0s | −411,12 кДж/моль |
| ΔfH0aq | −407 кДж/моль |
| S0g, 1 bar | 229,79 Дж/(моль·K) |
| S0l, 1 bar | 95,06 Дж/(моль·K) |
| S0s | 72,11 Дж/(моль·K) |
Диэлектрическая проницаемость NaCl — 6,3
Плотность и концентрация водных растворов NaCl
| Концентрация, % | Концентрация, г/л | Плотность, г/мл |
|---|---|---|
| 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 |
Лабораторное получение и химические свойства
При действии концентрированной серной кислоты на твёрдый хлорид натрия выделяется хлороводород:
- 2 NaCl + H2SO4 →t>110oC Na2SO4 + 2 HCl ↑
С раствором нитрата серебра образует белый осадок хлорида серебра (качественная реакция на хлорид-ион):
- NaCl + AgNO3 → NaNO3 + AgCl ↓
При смешивании с сульфатом меди в растворе получается тетрахлоркупрат натрия, при этом синий раствор зеленеет из-за преобладания гидратированного иона [CuCl4(H2O)2]2− :
- CuSO4 + 4 NaCl ⇄ Na2[CuCl4] + Na2SO4
Учитывая огромные природные запасы хлорида натрия, необходимости в его промышленном или лабораторном синтезе нет.
Однако, его можно получить различными химическими методами как основной или побочный продукт.
- получение из простых веществ натрия и хлора является экзотермической реакцией:
- 2 Na + Cl2 → 2 NaCl + 410 kJ/mol
- нейтрализация щелочи гидроксида натрия соляной кислотой:
- NaOH + HCl → NaCl + H2O
Поскольку хлорид натрия в водном растворе почти полностью диссоциирован на ионы:
- NaCl → Na+ + Cl−
Его химические свойства в водном растворе определяются соответствующими химическими свойствами катионов натрия и хлорид-анионов.
Структура
Кристаллическая решётка хлорида натрия.
Голубой цвет = Na+
Зелёный цвет = Cl−
Хлорид натрия образует бесцветные кристаллы кубической сингонии, пространственная группа Fm3m, параметры ячейки a = 0,563874 нм, d = 2,17 г/см3.
Каждый из ионов Cl− окружён шестью ионами Na+ в октаэдрической конфигурации, и наоборот. Если мысленно отбросить, например, ионы Na+, то останется плотно упакованная кубическая структура ионов Cl−, называемая гранецентрированной кубической решёткой. Ионы Na+ тоже образуют плотно упакованную кубическую решётку. Таким образом, кристалл состоит из двух подрешёток, сдвинутых друг относительно друга на полупериод. Такая же решётка характерна для многих других минералов.
В кристаллической решётке между атомами преобладает ионная химическая связь, что является следствием действия электростатического взаимодействия противоположных по заряду ионов.
Демонстрации — Натрий + Хлор
Демонстрации — Натрий + Хлор| Панель навигации | |
| ОСНОВНОЙ | Демонстрации |
Натрий — металл серебристого цвета, достаточно мягкий для резки
нож.
Это чрезвычайно реакционноспособный металл, и в природе он всегда присутствует в
ионные соединения, а не в чистом металлическом виде. Чистый металлический натрий реагирует
бурно (а иногда и взрывоопасно) с водой, образуя гидроксид натрия,
газообразный водород и тепло:
2Na(тв) + 2H
Хлор — ядовитый желто-зеленый газ с очень резким запах и использовался в газовой войне во время Первой мировой войны.
Натрий и хлор реагируют друг с другом, однако с образованием вещества знаком почти всем в мире: хлорид натрия , или поваренная соль:
2Na(т) + Cl 2 (г) ——> 2NaCl(т)
Легко понять, почему эта реакция протекает так легко, если посмотреть на нее.
на атомном уровне: натрий имеет один электрон на самом внешнем уровне (валентность)
оболочке, в то время как хлор имеет семь электронов в своей валентной оболочке. Когда
атом натрия передает электрон атому хлора, образуя катион натрия
(Na + ) и хлорид-анион (Cl — ), оба иона имеют полную
валентные оболочки и энергетически более стабильны.
Реакция чрезвычайно экзотермична, дает ярко-желтый свет и большое количество тепловой энергии.
В следующих демонстрациях 2,5-литровая бутыль заполняется хлором. газ. Покрытие из песка на дне бутылки поглощает часть тепловая энергия, выделяющаяся в ходе реакции, и предотвращает ее разрушение. А в колбу помещают небольшой кусочек свеженарезанного металлического натрия, а затем добавляется небольшое количество воды, которая вступает в реакцию с натрием и вызывает его стать горячим. Затем горячий натрий вступает в реакцию с хлором, образуя ярко-желтый свет, большое количество тепловой энергии и пары хлорида натрия, который оседает на стенках бутылки.
В первом ролике натрий вспыхивает практически сразу после
реагирует с водой и быстро «выгорает». (Не моргай,
иначе вы его пропустите.) Во втором случае воду добавляют дважды, чтобы получить один
короткая вспышка, за которой следует более длинная. (Эту реакцию можно провести и с расплавленным натрием, но я никогда не был смелым
достаточно попробовать.
Видеоклип 1: НАСТОЯЩИЙ, 679 КБ
Видеоклип 2: НАСТОЯЩИЙ, 1,74 МБ
!!! Опасности !!!
Не подвергайте металлический натрий воздействию воды! Реакция натрия и воды производит газообразный водород и тепло, что является хорошей комбинацией , а не ! натрий должны храниться под минеральным маслом или каким-либо другим высокомолекулярным углеводород.
Газообразный хлор токсичен и сильно раздражает глаза и слизистые. мембраны.
Эта реакция выделяет большое количество тепловой энергии; убедитесь, что колба не имеет в нем трещин.
Процедуры
Бассам З. Шахашири, Химическая промышленность Демонстрации: Пособие для учителей химии, том 1.
Мэдисон: Издательство Висконсинского университета, 1983, с.
61-63.Ли Р. Саммерлин, Кристи Л. Боргфорд и Джули Б. Или, 90 085 Химические демонстрации: A Справочник для учителей, Том 2, 2-е изд. Вашингтон, округ Колумбия: Американское химическое общество, 1988, с. 56-57.
Каталожные номера
Джон Эмсли, Элементы, 3-е изд. Оксфорд, Clarendon Press, 1998, с. 56-57, 194-195.
Дэвид Л. Хейзерман, Изучение химических элементов и их Соединения. Нью-Йорк: TAB Books, 1992, с. 43-48, 70-74.
Марта Виндхольц (ред.), The Merck Index, 10-е изд. Рэуэй: Merck & Co., Inc., 1983.
Реакция хлорида натрия
[Депозитные фотографии]
В быту хлорид натрия известен как поваренная соль. Химическая формула NaCl. В природе встречается в виде галита, т. е. каменной соли. Чистый хлорид натрия бесцветен, но если он содержит примеси, то может приобретать другие цвета. Например, он может быть фиолетовым или синим, желтым или розовым.Физические свойства хлорида натрия
Умеренно растворим в воде, температура, при которой протекает реакция, практически не играет роли. При температуре 21 °С коэффициент растворимости в 100 г воды составляет 35,9, при 100 °С — 38,1. Ионы хлора образуют кубическую решетку, причем ионы натрия находятся вверху. Температура плавления 800,8°С. Поваренная соль начинает кипеть при температуре 1465 °C.
Химические свойства натриевой соли соляной кислоты
NaCl – это соль, которая образовалась в результате взаимодействия щелочи и кислоты. Хлорид натрия является сильным электролитом. Ионы очень сильно притягиваются друг к другу, и притяжение между ними может быть нарушено только полярными растворителями.
Качественные реакции на катионы натрия
Качественные реакции на определение катиона натрия Na⁺
Возьмите проволоку и сделайте на ее конце петлю. Насыпьте на петлю немного соли и поднесите к огню. Пламя будет гореть желтым цветом — это указывает на присутствие натрия.
Другая реакция для катиона натрия
Ацетат цинка диоксурана(VI) образует желтый кристаллический осадок. Химическая реакция:
NaCl + Zn (uo₂) ₃ (ch₃coo) ₈ + ch₃cooh + 9h₂o ↔ nazn (uo₂) ₃ (ch₃coo) ₉ · 9h₂o ↓ + hcl
Реакция калия HexahydroxoAntimonate (V) 5
3 9.000 9.0009000 5 5 5 5 5 5 5 5 9000
растворим в щелочах: NaCl + K[Sb(OH)₆] ↔ Na[Sb(OH)₆]↓ + KCl
В кислой среде реагент распадается с образованием белого аморфного осадка метасурьмяная кислота HSbO₃:
K[Sb(OH)₆] + HCl ↔ KCl + H3SbO₄ + 2H₂O
H₃SbO₄ ↔ HSbO₃↓ + H₂O
Качественная реакция на присутствие аниона, т.е. При взаимодействии с нитратом серебра образуется осадок хлорида серебра белого цвета. Химическая формула:
AgNO₃ + NaCl = AgCl + NaNO₃
Молекула хлорида серебра [Викимедиа]Хлороводород из соли вытесняется более сильными кислотами, чем соляная кислота. Химическая реакция:
2NaCl + H₂SO4 = Na₂SO₄ + 2HCl
Количественное определение хлорида натрия капель раствора хромата калия и титруют раствором азотнокислого серебра до появления оранжево-желтой окраски :
NaCl + AgNO₃ → AgCl↓ + NaNO₃
хлорид натрия [Викимедиа] Другой метод реакции хлорида натрия и определения количества соли.
Смешать раствор хлорида натрия в колбе для титрования, добавить 4 капли разведенной азотной кислоты (1:4), 4 капли насыщенного спиртового раствора дифенилкарбазона. Начните титрование 0,01 М раствором перхлората ртути до появления розовато-фиолетового окрашивания.
Нажмите здесь, чтобы увидеть больше экспериментов с хлоридом натрия.
Местонахождение поваренной соли
На Земле имеется достаточное количество хлорида натрия. Его можно найти:
- В воде морей, океанов и озер. Мировой океан содержит 120 миллиардов тонн хлорида натрия. Из 1000 тонн морской воды можно получить 1,3 тонны хлорида натрия.
- Месторождений этого минерала много в разных странах, самое большое месторождение находится в Великобритании.
- На берегу соленых озер.
- В солончаках
- На стенах кратеров вулканов.
Использование и польза соли для человека
Кухонная соль используется для засолки овощей, рыбы и мяса. Он используется в качестве антисептика.