Stalo druska yra natrio chloridas, naudojamas kaip maisto priedas, maisto konservantas. Jis taip pat naudojamas chemijos pramonėje, medicinoje. Ji tarnauja kaip svarbiausia žaliava kaustinės sodos, druskos rūgšties, sodos ir kitų medžiagų gamybai. Druskos formulė – NaCl.
Joninio ryšio tarp natrio ir chloro susidarymas
Cheminė natrio chlorido sudėtis atspindi sąlyginę formulę NaCl, kuri leidžia susidaryti vaizdą apie vienodą natrio ir chloro atomų skaičių. Tačiau medžiagą sudaro ne dviatomės molekulės, o kristalai. Kai šarminis metalas sąveikauja su stipriu nemetalu, kiekvienas natrio atomas atiduoda valentinį elektroną labiau elektroneigiamam chlorui. Yra natrio katijonai Na+ ir druskos rūgšties rūgšties liekanos anijonai Cl-. Pritraukiamos priešingai įkrautos dalelės, sudarydamos medžiagą su jonine kristaline gardele. Maži natrio katijonai yra tarp didelių chlorido anijonų. Teigiamų dalelių skaičiusnatrio chlorido sudėtis lygi neigiamų skaičiui, medžiaga kaip visuma yra neutrali.
Cheminė formulė. Stalo druska ir halitas
Druskos yra sudėtingos joninės medžiagos, kurių pavadinimai prasideda rūgšties liekanos pavadinimu. Valgomosios druskos formulė yra NaCl. Geologai tokios sudėties mineralą vadina „halitu“, o nuosėdinę uolieną – „akmens druska“. Pasenęs cheminis terminas, dažnai vartojamas pramonėje, yra „natrio chloridas“. Ši medžiaga žmonėms buvo žinoma nuo seniausių laikų, kadaise ji buvo laikoma „b altuoju auksu“. Šiuolaikiniai moksleiviai ir studentai, skaitydami reakcijų, kuriose dalyvauja natrio chloridas, lygtis, vadina cheminius ženklus („natrio chloridas“).
Atlikime paprastus skaičiavimus naudodami medžiagos formulę:
1) Ponas (NaCl)=Ar (Na) + Ar (Cl)=22,99 + 35,45=58,44.
Santykinė molekulinė masė yra 58,44 (amu).
2) Molinė masė skaitine prasme lygi molekulinei masei, tačiau ši vertė turi g/mol vienetus: M (NaCl)=58,44 g/mol.
3) 100 g druskos mėginyje yra 60,663 g chloro atomų ir 39,337 g natrio atomų.
Fizikinės valgomosios druskos savybės
Trapūs halito kristalai – bespalviai arba b alti. Gamtoje taip pat yra akmens druskos nuosėdų, nudažytų pilka, geltona arba mėlyna spalva. Kartais mineralinė medžiaga turi raudoną atspalvį, kuri atsiranda dėl priemaišų rūšių ir kiekio. Halito kietumas pagal Moso skalę yra tik 2–2,5, stiklas palieka liniją ant jo paviršiaus.
Kiti fiziniai natrio chlorido parametrai:
- kvapas – nėra;
- skonis – sūrus;
- tankis – 2, 165 g/cm3 (20 °C);
- lydymosi temperatūra – 801 °C;
- virimo temperatūra – 1413 °C;
- tirpumas vandenyje - 359 g/l (25 °C);
Natrio chlorido gavimas laboratorijoje
Kai metalinis natris mėgintuvėlyje reaguoja su dujiniu chloru, susidaro b alta medžiaga – natrio chloridas NaCl (paprastosios druskos formulė).
Chemija suteikia idėją apie skirtingus būdus, kaip gauti tą patį junginį. Štai keli pavyzdžiai:
Neutralizacijos reakcija: NaOH (vandeninis) + HCl=NaCl + H2O.
Redokso reakcija tarp metalo ir rūgšties:
2Na + 2HCl=2NaCl + H2.
Rūgščių poveikis metalo oksidui: Na2O + 2HCl (vandens)=2NaCl + H2O
Silpnos rūgšties išstūmimas iš jos druskos tirpalo stipresne:
Na2CO3 + 2HCl (vandens)=2NaCl + H2 O + CO2 (dujos).
Pramoniniam naudojimui visi šie metodai yra per brangūs ir sudėtingi.
Valgomosios druskos gamyba
Net civilizacijos aušroje žmonės žinojo, kad pasūdus mėsa ir žuvis išsilaiko ilgiau. Skaidrūs, taisyklingos formos halito kristalai kai kuriose senovės šalyse buvo naudojami vietoj pinigų ir buvo aukso vertės. Halito telkinių paieška ir plėtraleido patenkinti augančius gyventojų ir pramonės poreikius. Svarbiausi natūralūs valgomosios druskos š altiniai:
- mineralinio halito telkiniai įvairiose šalyse;
- jūrų, vandenynų ir druskingų ežerų vanduo;
- akmens druskos sluoksniai ir pluta ant druskingų rezervuarų krantų;
- halito kristalai ant ugnikalnių kraterių sienų;
- druskos pelkės.
Pramonė naudoja keturis pagrindinius stalo druskos gamybos būdus:
- halito išplovimas iš požeminio sluoksnio, susidariusio sūrymo išgarinimas;
- druskos kasyklos;
- jūros vandens arba sūrymo išgarinimas iš druskingų ežerų (77 % sauso likučio masės sudaro natrio chloridas);
- naudojant šalutinį gėlinimo produktą.
Cheminės natrio chlorido savybės
NaCl yra vidutinė druska, sudaryta iš šarmo ir tirpios rūgšties. Natrio chloridas yra stiprus elektrolitas. Jonų trauka tokia stipri, kad ją sunaikinti gali tik labai poliniai tirpikliai. Vandenyje suyra medžiagos joninė kristalinė gardelė, išsiskiria katijonai ir anijonai (Na+, Cl-). Jų buvimas yra dėl elektros laidumo, kuris turi paprastosios druskos tirpalą. Formulė šiuo atveju rašoma taip pat, kaip ir sausai medžiagai – NaCl. Viena iš kokybinių reakcijų į natrio katijoną yra geltona degiklio liepsnos spalva. Dėl patirties rezultatųant švarios vielos kilpos reikia surinkti šiek tiek kietos druskos ir pridėti ją prie vidurinės liepsnos dalies. Valgomosios druskos savybės taip pat siejamos su anijono savybe, kurią sudaro kokybinė reakcija į chlorido joną. Sąveikaujant su sidabro nitratu tirpale, iškrenta b altos sidabro chlorido nuosėdos (nuotrauka). Vandenilio chloridą iš druskos išstumia stipresnės nei druskos rūgštys: 2NaCl + H2SO4=Na2SO4 + 2HCl. Įprastomis sąlygomis natrio chloridas nehidrolizuojamas.
Akmens druskos taikymo sritys
Natrio chloridas mažina ledo lydymosi temperatūrą, todėl žiemą keliuose ir šaligatviuose naudojama druska ir smėlis. Sugeria daug nešvarumų, o atitirpimas užteršia upes ir upelius. Kelių druska taip pat pagreitina automobilių kėbulų korozijos procesą, pažeidžia šalia kelių pasodintus medžius. Chemijos pramonėje natrio chloridas naudojamas kaip žaliava daugeliui cheminių medžiagų:
- druskos rūgštis;
- metalo natrio;
- chloro dujos;
- kaustinė soda ir kiti junginiai.
Be to, valgomoji druska naudojama muilo ir dažiklių gamyboje. Kaip maisto antiseptikas, naudojamas konservuojant, marinuojant grybus, žuvį ir daržoves. Siekiant kovoti su gyventojų skydliaukės sutrikimais, valgomosios druskos formulė praturtinama pridedant saugių jodo junginių, pavyzdžiui, KIO3, KI, NaI. Tokie papildai palaiko skydliaukės hormonų gamybą, užkerta kelią ligomsendeminė struma.
Natrio chlorido svarba žmogaus organizmui
Stalo druskos formulė, jos sudėtis tapo gyvybiškai svarbia žmonių sveikatai. Natrio jonai dalyvauja perduodant nervinius impulsus. Chloro anijonai yra būtini druskos rūgšties gamybai skrandyje. Tačiau per didelis druskos kiekis maiste gali sukelti aukštą kraujospūdį ir padidinti riziką susirgti širdies ir kraujagyslių ligomis. Medicinoje esant dideliam kraujo netekimui, pacientams suleidžiama fiziologinio fiziologinio tirpalo. Norėdami jį gauti, 9 g natrio chlorido ištirpinama viename litre distiliuoto vandens. Žmogaus organizmą reikia nuolat aprūpinti šia medžiaga su maistu. Druska išsiskiria per šalinimo organus ir odą. Vidutinis natrio chlorido kiekis žmogaus organizme yra apie 200 g. Europiečiai per dieną suvartoja apie 2–6 g valgomosios druskos, karštose šalyse šis skaičius didesnis dėl didesnio prakaitavimo.
