Теплофизические свойства, теплопроводность поваренной соли

Что такое поваренная соль? Ее характеристика и запасы представляют интерес для школьников, планирующих связать свою будущую профессию с физикой и химией. Именно это вещество называют самым распространенным в природе. Каков ее состав? Соль поваренная состоит из атомов натрия и хлора. С химической точки зрения это типичная средняя соль.

Распространенность в природе

Данный минерал в своем составе может иметь некоторые примеси. Например, соединения железа придают веществу красные оттенки. В природе галит встречается в виде прочных тонкозернистых масс, в небольших количествах поваренная соль находится в виде кубических кристаллов.

Рассматривая главные свойства поваренной соли, выделим хорошую растворимость данного соединения в воде. Именно поэтому пласты соли не выходят на поверхность, добычу осуществляют шахтным методом. Галит является основным солевым компонентом морей и океанов, кроме того, высоко содержание хлорида натрия в подземных минеральных водах и соляных озерах. Где еще можно обнаружить такой состав? Соль поваренная входит в состав осадочных пород. К примеру, такие пласты найдены в большом количестве в Канаде и Америке.

Помимо непосредственного употребления в пищу, поваренная соль является сырьем для производства соляной кислоты и иных веществ.

Варианты образования

Поваренная соль, электро и теплопроводность которой имеет высокие показатели, образуется при просачивании соленой воды через песок. После испарения воды осажденная соль накапливается в песке, постепенно образуя огромные соленосные пласты.

Растворимость галита почти не зависит от температуры, поэтому наблюдается пресыщение раствора, появляются огромные соляные залежи. Ученым удалось посчитать, что при внезапном испарении воды в морях и океанах из оставшейся соли можно было бы построить стену толщиной в 1 метр, высотой 280 метров, которая смогла бы полностью опоясать по экватору нашу планету.

Виды залежей

В зависимости от того, каковы условия залегания поваренной соли, выделяют ее разновидности:

• каменная соль, находящаяся между пластами в твердом состоянии;
• самосадочная порода, которая формируется в виде пластов на дне замкнутых бассейнов;
• вулканическая соль;
• выцветы.

Способы добычи и переработки минерала

В результате подземных разработок получают каменную соль. При выпаривании подземных вод получают выварочную соль.

Среди экзотических вариантов добычи этого полезного ископаемого отметим осаждение при низких температурах соль из подземных источников в Якутии. Самым дешевым способом переработки является использование самосадочных технологических процессов.

Теплопроводность поваренной соли зависит от ее сорта, влажности, температуры окружающей среды. Данное вещество является отличным сырьем для химической промышленности. Путем электролиза ее расплава получают газообразный хлор и металлический натрий. В случае проведения электролиза раствора одним из продуктов реакции является гидроксид натрия (щелочь).

Хлорид натрия является основным компонентом не только морской воды, но и сыворотки крови. Это вещество необходимо для дыхания и полноценного усвоения пищи. Без галита, не вырабатываемого организмом человека, не происходит процесс переноса кислорода и питательных веществ, передача импульсов, функционирование мускулов, включая и сердечную мышцу. Взрослый организм содержит около 250 граммов этого вещества, расходующегося на разнообразные физиологические процессы.

Именно соль многие ученые считают натуральным антидепрессантом, повышающим настроение. В случае недостатка хлорида натрия у человека развивается депрессия, психические и нервные заболевания, проблема с пищеварительной и сердечно-сосудистой системами, анорексия, мышечные судороги. Переизбыток соли грозит повышением артериального давления, проблемами с почками. Поваренная соль может стать для организма смертельным ядом!

Физические свойства

Каковы ее теплофизические свойства? Теплопроводность поваренной соли снижается при впитывании воды. Соль не обладает запахом, температура плавления составляет 801°C. По шкале Мооса твердость галита составляет 2-2,5.

Теплопроводность поваренной соли объясняет ее основные физические свойства: плотность, точку кипения. Хлорид натрия имеет различные оттенки, связанные с примесями, входящими в состав природного минерала.

Так как между катионами натрия и анионами хлора образуется ионная кристаллическая решетка, у вещества достаточно высокий показатель температуры кипения и плавления.

Теплопроводность поваренной соли объясняется наличием в молекулах ионной кристаллической решетки. Силы притяжения частиц по разным направлениям распространяются одинаково, ионы прочно связаны между собой. При нагревании хлорида натрия до его температуры плавления происходит полное разрушение структуры кристалла, из твердого состояния образуется жидкость.

Практическое значение имеет не только теплопроводность поваренной соли, но и электрическая проводимость этого вещества.

Химические свойства

Как характеризует галит химия? Физические свойства вещества соли каковы? Это твердое вещество и проводник тока и тепла. А с какими простыми и сложными веществами он может взаимодействовать?

Путем взаимодействия хлорида натрия с концентрированной серной кислотой получают хлороводород, который применяется в химической промышленности.

Качественной реакцией на хлорид-ионы является взаимодействие с солями серебра. Продуктом взаимодействия является белый осадок хлорида серебра.

Смешивание растворов поваренной соли и сульфата меди (2) приводит к образованию комплексного соединения – тетрахлоркупрата натри, имеющего зеленую окраску.

Получение

Как можно получить хлорид натрия? Поваренная соль, теплопроводность растворов которой имеет высокие показатели, в достаточном количестве распространена в природе. Именно поэтому нет смысла в разработке промышленных и лабораторных способов получения данного соединения. Например, можно получить хлорид натрия путем синтеза простых веществ: хлора и натрия.

Области применения

В современной кулинарии и пищевой отрасли применяют хлорид натрия, который имеет чистоту не менее 97 процентов. Данное вещество выступает в качестве вкусовой добавки, а также в виде вещества, необходимого для консервирования продуктов питания. У него товарное название – поваренная соль. В зависимости от того, каково ее происхождение, выделяют морскую, каменную, фторированную, йодированную соль. В поваренной соли в незначительном количестве присутствуют соединения кальция, калия, магния, придающие ей жесткость и гигроскопичность.

В зависимости от процентного содержания хлорида натрия, выделяют несколько сортов:

• «экстра» при содержании в количестве более 99,5%;
• первый сорт – 97,5%;
• высший – 98,2%;
• второй – 97%.

У хлорида натрия есть незначительные антисептические свойства, поэтому 10-15 процентным раствором соли можно избежать размножения разнообразных гнилостных болезней. Это свойство объясняет применение хлорида натрия в качестве консерванта.

0,9%-ный раствор хлорида натрия используют в медицине в виде дезинтоксикационного средства, которое корректирует при обезвоживании работу систем человеческого организма.

10%-ный раствор данного вещества применяют в качестве осмотического диуретика, незаменимого в случае отека головного мозга, а также при кровотечениях. Именно этим раствором обрабатывают гнойные раны, а в офтальмологии его используют как противоотечный препарат.

В зимнее время смесь хлорида натрия, глины, песка (техническую соль) применяют как антифриз. Этим составом посыпают тротуары, чтобы бороться с гололедом. Безусловно, данная смесь негативно отражается на состоянии обуви, автомобильного транспорта.

Для умягчения воды применяют натрий-катионитовые фильтры. Для их регенерации применяют 6-10%-ный раствор поваренной соли.

В заключение

Поваренную соль стали использовать для консервирования рыбных и мясных продуктов примерно тысячу лет назад. Солонина запасалась, в основном, для корабельной кухни. В Голландии вели засол селедки, в Англии занимались производством бекона. В X-XII веках славяне стали применять соль для защиты продуктов от гнилостных микроорганизмов.

Помимо пищевой отрасли, хлорид натрия применяют в черной, а также цветной металлургии, при обработке металлов, в машиностроении, при выделке мехов, для производства охлаждающих растворов.

Большая часть добываемой поваренной соли поступает в химическую промышленность, где она идет на производство каустической соды (гидроксида натрия) и хлора. Среди отраслей использования этого минерала и изготовление удобрений, а также реагентов для окрашивания тканей и производства мыла.

Никто точно не может сказать, когда впервые человек стал добавлять соль в свою повседневную еду. В настоящее время трудно представить себе те далекие времена, когда поваренная соль была неизвестна человечеству.

По мере развития цивилизации изменялись и совершенствовались способы добычи хлорида натрия, изучались физические и химические свойства данного соединения. Надеемся, что статья оказалась интересной и полезной для вас!