Натрия хлорид: свойства и применение¶

Натрия хлорид (лат. Natrium chloratum, химическая формула NaCl) — бинарное неорганическое соединение натрия и хлора, средняя соль соляной кислоты. В быту известно как поваренная соль или просто соль. Представляет собой бесцветные кубические кристаллы, хорошо растворимые в воде; температура плавления составляет около 801 °C, кипения — 1465 °C. Молярная масса — 58,44 г/моль. Вещество не имеет запаха, обладает характерным солёным вкусом и встречается в природе в виде минерала галита (каменной соли), а также в растворённом состоянии — в морской воде и природных рассолах.

¶Историческая справка

Соль известна человечеству с древнейших времён: её добывали выпариванием морской воды и разработкой соляных месторождений ещё в эпоху неолита. В античности и Средневековье соль служила предметом торговли, налогообложения и даже формой оплаты труда (отсюда латинское salarium, от которого происходит слово «зарплата»). Химическая природа соединения была установлена в начале XIX века: в 1807 году английский химик Хамфри Дэви получил металлический натрий электролизом расплава гидроксида натрия, а хлор был выделен Карлом Вильгельмом Шееле ещё в 1774 году. Точный состав NaCl как соединения двух элементов подтвердили работы химиков XIX столетия в рамках атомистической теории.

¶Физико-химические свойства

Кристаллическая решётка натрия хлорида — кубическая гранецентрированная ионного типа: катионы Na⁺ и анионы Cl⁻ чередуются в узлах решётки. Это обусловливает ряд свойств:

• высокая температура плавления и твёрдость (по шкале Мооса — 2–2,5);
• растворимость в воде — 359 г/л при 25 °C, слабая растворимость в этаноле;
• электропроводность расплава и водного раствора за счёт свободных ионов;
• способность образовывать гидраты и кристаллогидраты (например, гидрогалит NaCl·2H₂O).

Водные растворы натрия хлорида имеют нейтральную реакцию среды, поскольку соль образована сильным основанием (NaOH) и сильной кислотой (HCl). При электролизе расплава получают металлический натрий и газообразный хлор; электролиз водного раствора даёт гидроксид натрия, водород и хлор.

¶Нахождение в природе и получение

Основные природные источники — месторождения каменной соли (галита), самосадочные соли соляных озёр (например, Баскунчак, Эльтон), морская вода и подземные рассолы. Мировые запасы соли практически неисчерпаемы. Промышленная добыча ведётся тремя способами: шахтным (извлечение твёрдой соли), выварочным (выпаривание рассолов) и вакуумным (кристаллизация очищенного раствора). Годовое мировое производство превышает 250 млн тонн.

¶Применение

¶Пищевая промышленность

Натрия хлорид используется как вкусовая добавка и консервант, а также в качестве технологического компонента при производстве хлеба, сыров, колбас. В пищевой соли присутствуют добавки: йодид калия (профилактика заболеваний щитовидной железы), антислёживающие агенты (ферроцианид калия, карбонат магния).

¶Химическая промышленность

Соль — ключевое сырьё для получения хлора, соляной кислоты, гидроксида натрия, соды (карбоната натрия), металлического натрия. Хлор-щелочной синтез относится к базовым крупнотоннажным производствам.

¶Медицина

Изотонический раствор (0,9 % NaCl) применяется для инфузионной терапии, разведения лекарств, промывания ран и слизистых. Гипертонические растворы (3–10 %) используют при отёках, для ингаляций и в качестве слабительных. Раствор натрия хлорида входит в перечень жизненно необходимых и важнейших лекарственных препаратов.

¶Другие сферы

Соль применяют в коммунальном хозяйстве (антигололёдные реагенты), в текстильной и кожевенной промышленности, при производстве стекла, мыла, при обработке воды. В аналитической химии NaCl служит стандартом для калибровки приборов и приготовления буферных растворов.

¶Биологическая роль

Натрия хлорид — essential-компонент внутренней среды организмов. Ионы Na⁺ и Cl⁻ участвуют в поддержании осмотического давления, кислотно-щелочного равновесия, передаче нервных импульсов, работе мышечных клеток. Суточная потребность человека в соли оценивается в 5–10 г; избыточное потребление связывают с риском артериальной гипертензии и сердечно-сосудистых заболеваний, недостаток приводит к нарушению водно-электролитного баланса.

¶Безопасность и регулирование

В больших дозах натрия хлорид токсичен: летальная доза для человека оценивается в 3 г на килограмм массы тела. Вещество негорюче, не относится к опасным грузам при перевозке. Всемирная организация здравоохранения рекомендует сокращать потребление соли в рамках профилактики неинфекционных заболеваний. В Российской Федерации требования к пищевой соли установлены техническими регламентами и ГОСТами.

¶Интересные факты

• Крупнейшее в Европе месторождение каменной соли — Соледарское (Украина), где добыча велась с конца XIX века.
• Озеро Баскунчак в Астраханской области обеспечивает солью значительную часть России; содержание NaCl в его рапе достигает 90 %.
• Прозрачные монокристаллы галита используются в оптике для изготовления призм и окон инфракрасных приборов.