Как расплавить соль

Солнечная водокачка

Солнечная водокачка. Использование солнечной системы для подъема воды из скважины. Проект насоса.

Раздел. Садово-дачная техника и инструмент

Времена, когда бензин или любое другое топливо были «бесплатными», похоже навсегда канули в лету. Дешевых энергоносителей уже больше не будет никогда. По прогнозам, и стоимость электроэнергии к 2010-2012 годам вырастет до 5-6 рублей за 1 КВт/час. Рост благосостояния — не решение проблемы. Ресурсов просто начинает не хватать! И все больше и больше людей обращаются к возобновляемым и действительно бесплатным источникам энергии — Солнцу и ветру.

В настоящей статье я предлагаю проект солнечной водокачки. Простая солнечная система позволит поднимать воду из колодца или скважины бесплатно в течении многих сезонов.

Общеизвестным фактом является то, что при нагревании практически все вещества расширяются (увеличивают свои размеры), а при охлаждении – сжимаются. Для каждого вещества получен т.н. коэффициент теплового линейного расширения. Клр показывает, как сильно изменяет свои размеры предмет из определенного вещества, если изменить его температуру на 1 градус Цельсия.

Среди дачников давно известна конструкция под названием «тепловой цилиндр». Его задача состоит в том, что бы проветривать теплицы. Когда температура в теплице повышается слишком сильно, цилиндр нагревается, его рабочее тело внутри цилиндра начинает расширяться и выталкивает шток цилиндра, который упирается в раму (форточку). Форточка приоткрывается и теплица проветривается, сбрасывая излишнее тепло.

Если заставить такой цилиндр работать циклически (т.е. нагревать и охлаждать попеременно), то мы получим прекрасный двигатель. Который можно заставить делать все что угодно. Например, воду качать из скважины. Проблема состоит в процессе организации такой цикличности, причем, желательно без использования искусственных источников энергии. А исключительно используя энергию ветра или солнца.

Ветровые водяные насосы известны давно и довольно прекрасно работают в тех местах, где есть сильный ветер. В средней же полосе России с «рабочими» ветрами достаточно скудно (на их долю приходится всего 10-15% ветровой энергии). Остальные же 85% приходятся на долю слабых ветров до 5 метров/сек. Сделать ветряной водяной насос на такой ветер достаточно трудно (хотя и можно). А что говорить про сложность изготовления ротора или винта для такого ветряка?

Другое дело — Солнце. Уж если светит, так светит и нагревает все вокруг. Поэтому получить тепловую солнечную энергию весьма просто при помощи простого солнечного коллектора. Нам это интересно в плане организации рабочего цикла для теплового цилиндра.

Если рассматривать цикл длиною в сутки, то все ясно. Днем он нагревается, ночью охлаждается. Но много ли накачает такой насос, делая 1 качёк в сутки? Даже если насос в скважине будет большого объема, вряд ли более 10-15 литров. Стоит ли возиться ради автоматического подъема ведра воды, и то не каждый день.

А вот если циклов будет хотя бы 5-6 в час (например)? Тогда за солнечный день такая солнечная водоподъемная система нам накачает несколько сот литров! Это уже может обеспечить любые разумные потребности семьи. В таком случае игра стоит потраченных на нее свеч.

Теперь немного о тепловом цилиндре. Он представляет собой обычный цилиндр, заполненный каким то рабочим телом. Это может быть масло, легкокипящая жидкость, гранулы сильнорасширяющегося полимера (капрон, полиэтилен, фторопласт) и т.д. Чем сильнее расширяется вещество при нагревании, тем лучше. Легкокипящая жидкость использует фазовый переход между своими состояниями. Будучи холодной она жидкость, при нагревании она закипает и превращается в газ (пар), который создает давление.

Несмотря на то, что рабочий ход теплового цилиндра весьма невелик, усилие им развиваемое просто чудовищное — сотни килограммов! Поэтому можно смело применять различные рычаги, увеличивающие длину рабочего хода до приемлемой для поршневого водяного насоса.

Рассмотрим схему такой солнечной системы, предназначенной для подъема воды и принцип ее работы. (см. рабочий эскиз – проект).

В скважину опущен поршневой насос. Если вода не глубже 8 метров, то его можно установить и над скважиной. Устройство поршневого водяного насоса см. здесь. Рабочий шток насоса посредством рычага подсоединен к поршню теплового цилиндра. Труба от насоса идет в верхний накопительный бак.

Тепловой цилиндр заполнен водостойким рабочим телом, например, мелкими гранулами полиэтилена (его Клр = 0,0002 град, что выше, чем у других пластиков). У жидкостей Клр на порядок выше, однако они и гораздо более теплоемкие.

На рабочее тело опирается рабочий поршень цилиндра. Он будет вытесняться рабочим телом вверх, когда оно нагревается (одновременно будет тянуть вверх поршень водяного насоса через рычаг, совершая рабочий ход). И опускаться вниз при охлаждении рабочего тела, совершая холостой ход.

Из накопительного бака идут две тонких трубы. Первая, через электрический клапан подает в цилиндр холодную воду. Только что поднятая из скважины вода имеет температуру примерно 8-10 градусов, не больше.

Другая труба питает солнечный водонагреватель коллектор. Вода в нем нагревается солнцем до 50-60 градусов как минимум. На выходе коллектора так же стоит электрический клапан, и труба ведет в тепловой цилиндр.

Управление солнечной системой электрическое. Используются концевые выключатели (на рычаге) и простейшее термореле на основе биметаллической пластины. Оно блокирует срабатывание электроклапана солнечного коллектора. Почему все же нельзя обойтись без простейшей электрики? Потому, что организовать управление с ее помощью легко и дешево. Если же упираться и бороться «за чистоту», то сложная система рычагов управляющая краниками и ее регулировка может убить больше нервов, чем вы воды накачаете. Питание электросхемы можно организовать от небольших аккумуляторов, которые так же будут подзаряжаться от солнечной батареи. Или просто от обычного комплекта батарей, которого хватит на весь сезон. Можно применить и земляные гальванические элементы и т.д.

Работает солнечный водоподъемник так:

Ночью, когда все остывает, рабочий поршень цилиндра находится в нижнем положении, Концевой выключатель управляющий электроклапаном солнечного коллектора сработал, но открытие клапана заблокировано термореле. Термореле разрешит работу этого электрического клапана солнечного коллектора когда вода в нем нагреется до рабочей температуры, например 30-40 градусов. Когда вода в коллекторе нагреется, термореле сработает и клапан все же откроется и теплая вода начнет поступать в тепловой цилиндр, Гранулы, орошаемые теплой водой начнут нагреваться и расширяться. Сам тепловой цилиндр тоже, кстати, надо сделать так, что бы он хорошо поглощал солнечное тепло.

В нижней его части есть тонкая трубка, по которой вода медленно стекает в нижний накопительный бак. Пока вода протекает между гранулами рабочего тела и отдает им тепло, они продолжают расширяться, поршень идет вверх и одновременно поднимает воду из скважины в верхний накопительный бак. По мере движения поршня (и рычага), концевой выключатель выключает электроклапан и горячая вода перестает поступать. Но поскольку тепловые процессы достаточно медленные и вода не отдает свое тепло мгновенно, поршень некоторое время продолжает двигаться вверх. Когда он достигнет верхней рабочей точки, должен сработать другой концевой выключатель, управляющий электроклапаном холодной воды. Он срабатывает, и в цилиндр начинает поступать холодная вода, охлаждая гранулы. Они сжимаются и поршень начинает опускаться (холостой ход). Достигнув нижней рабочей точки, рычаг заставляет сработать концевик горячей воды и цикл повторяется.

Для устойчивой работы солнечной водоподъемной системы необходимо, что бы количество поднимаемой воды перекрывало сумму объемов горячей и холодной воды, необходимой для совершения рабочего хода. Иначе верхний накопительный бак опустеет, и система будет работать гораздо медленнее, используя нагревание лишь самого теплового цилиндра. Впрочем, этот баланса достаточно просто будет достичь, так как усилие цилиндра достаточно, что бы поднять воды много, а расход можно отрегулировать вентилями на трубках.

Так же следует обратить внимание и на мощность солнечного коллектора. Он должен успевать подогревать воду, необходимую для работы системы. Ведь с каждым рабочим циклом часть горячей воды утекает, а в коллектор поступает холодная вода из накопительного бака.

Отработанная вода, разумеется не пропадает, а поступает в нижний накопительный бак, откуда собственно и расходуется на нужды. В него же поступает и перелив из верхнего бака.

А если солнца не будет, без воды сидеть? Система хороша тем, что она работает «от горячей воды», а не от солнца. Солнце в данном случае лишь источник тепла. А получить тепло и нагреть воду можно многими способами. Например, дровяной водогрейкой (сжигая всякий горючий мусор), от компостной кучи (тогда система будет работать круглосуточно и непрерывно 2-3 недели) и т.д. Сгодится любой источник тепла. Солнце в данном случае просто его бесплатный источник.

Как вы понимаете, данный проект — всего лишь теория. Ближайший аналог такого теплового водоподъемника — двигатель Стирлинга ( двигатель внешнего сгорания). А они прекрасно работают. И лишь дешевизна углеводородов не позволяла им развиваться. Но похоже, их время приходит…

Предстоят огромные опытные и экспериментальные работы по отработке создания теплового цилиндра, подбору рабочего тела (возможно применение жидкостей или легкокипящих веществ), отработке рабочего цикла и пр и др.

Я буду чрезвычайно благодарен, если вы примите активное участие в обсуждении данного проекта в виде конструктивной критики, советов, поделитесь своим опытом .

Бесплатная техническая библиотека Как скачивать файлы с сайта? Добавить в закладки, оставить отзыв
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Солнце — водокачка

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

Комментарии к статье

Исходная идея такова. Всякое тело, как известно, при нагревании расширяется, а при охлаждении сжимается. Не правда ли, уже видна некоторая аналогия с колебательным движением: нагревается — охлаждается, расширяется — сжимается…

Для первого опыта нам понадобятся две одинаковые колбы или большие прозрачные бутылки, широкая доска метровой длины, примерно такой же или чуть большей длины хлорвиниловая трубка, толстая стальная проволока, длинный гвоздь, кусок ткани и… солнце.

Вобьем гвоздь в середину доски, доску установим на ножки, как показано на рис. 1.

Рис. 1

На гвоздь повесим проволочное коромысло с прикрепленными к нему бутылками. В бутылки, наполовину наполненные водой, вставим плотно прилегающие к горлышкам резиновые пробки с пропущенной сквозь них хлорвиниловой трубкой, достающей почти до дна бутылок. Чтобы вода оказалась и в трубке, следует проделать следующую операцию: залив воду доверху сначала в одну из бутылок, отсосать воду из свободного конца трубки и быстро вставить его во вторую бутылку. Через некоторое время уровень воды в обеих бутылках выравняется. Для лучшей герметичности горлышки бутылок можно замазать пластилином. Нижнюю половину доски завесьте мокрой тряпкой. Остается выставить всю эту систему на солнцепек так, чтобы и бутылки с водой, и тряпка оказались с теневой стороны.

Надавив на один из концов рычага, опустите одну бутылку так, чтобы на нее падали прямые солнечные лучи, другая, бутылка при этом, напротив, окажется в тени. Вскоре станет заметно, как вода в нагретой бутылке начнет понемногу убывать, переходя в холодную. Освещенная солнцем посудина станет несколько легче находящейся в тени за доской и мокрой тряпкой. Теперь уберите руку с рычага…

Ваш солнечный двигатель начал работу. Принцип понять нетрудно. Давление паров воды в освещенной солнцем бутылке увеличивается. Разность давлений перегоняет часть жидкости в другую бутылку. А мокрая тряпка нужна для того, чтобы помочь спрятавшейся в тень более легкой бутылке побыстрее охладиться. Вскоре бутылки вновь поменяются местами (разумеется, если только солнце не скроется за облаками, а вы не забудете вновь смочить высохшую тряпку).

Но, скажете вы, такой двигатель будет работать слишком уж лениво. Верно, это еще не водокачка. Зато от этого опыта легко логически перейти к следующему — цели нашего разговора. Пусть для начала этот опыт будет чисто мысленным. Заметьте: ведь давление пара над жидкостью будет максимальным в том случае, если наибольшая часть жидкости при данной температуре перейдет в газообразное состояние. Поэтому нужно вместо воды использовать жидкость с предельно низкой температурой кипения, например эфир. Проект такой тепловой машины изображен на рис. 2.

Рис. 2

Представьте себе колодец, в который опущена емкость с клапаном и герметично запаянной крышкой с двумя выходящими из нее трубками. В качестве заготовки для такой емкости может послужить большая банка из-под консервов. Через одну трубку потечет вода (желательно, чтобы высота и диаметр ее были по возможности наименьшими), через другую будет передаваться избыточное давление. Устройство, создающее это избыточное давление, закреплено на краю колодца. Это может быть старая металлическая бочка, в крышке которой вырезано большое отверстие так, чтобы оставались достаточно широкие бортики. К ним плотно привинчивается медная крышка, а между ней и бочкой закладываются края прочного полиэтиленового пакета. Оставшиеся щели герметизируются замазкой. Вверху к бочке приварен металлический цилиндр с трубкой для отвода воды. В медной крышке проделывается небольшое отверстие, через которое в полиэтиленовый пакет заливается эфир, после чего отверстие плотно закрывается пробкой и тоже тщательно герметизируется.

На рисунках вы видите воображаемый двигатель в действии. Солнце нагревает медный лист, эфир начинает интенсивно испаряться (рис. 2,б), избыточное давление паров эфира передается воде в нижней емкости, вода по трубе поднимается из колодца и выполняет двойную работу: поливает огород и охлаждает крышку. Затем охладившийся эфир сжимается, давление в бочке понижается, и через открывшийся клапан в нижнюю емкость вновь поступает вода (рис. 2,а).

Не торопитесь воплощать этот проект в жизнь. Соберите вначале небольшую действующую модель на столе. Ведь ясно, что больше нескольких ведер воды в день такой колодец-автомат не даст. Максимум, на что он способен, — это полить огород или пополнить запас воды в баке. Но, во-первых, и это уже неплохо. А во-вторых, не подскажете ли вы способ увеличить производительность солнечного насоса?

С.Валянский

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

журналы Радиодизайн (годовые архивы)

журналы Наука и жизнь (годовые архивы)

книга Как определить место повреждения в силовом кабеле. Дементьев В.С., 1960

книга Малогабаритные измерительные приборы. Дудич И.И., 1980

статья Микроскоп

статья Ящик Пандоры

справочник Сервисные меню зарубежных телевизоров. Книга №17

Соль (станция)

У этого термина существуют и другие значения, см. Соль.

Станция Соль
Сiль линия
Горловка—Лиман

Донецкая железная дорога

Отделение ж. д.

Краснолиманское отделение

Оператор

Украинская железная дорога

Дата открытия

1913 год

Тип

пассажирская
грузовая

Количество платформ

Количество путей

Тип платформ

1 боковая, 1 островная
низкие

Форма платформ

прямые

Расстояние до Донецка

104 км км

Код станции

укр. 49480

Код в АСУЖТ

Код в «Экспресс-3»

Соль
Сiль на Викискладе

Линия Лиман — Иловайск
Святогорск
Лиман
Краматорск
Поплаковый
Медовый
Ямполь
434 км
Прилежный
444 км
446 км
Лисичанск
Северск
Луганск
Кохана
Звановка
Зовная
Раздоловка
Соль
Величко
470 км
473 км
Шевченко
Краматорск – Бахмут I
Малоильишевская
Бахмут
Клещеевка
Алебастровая
495 км
Курдюмовка
Майорская
Константиновка
Терриконная
Никитовка
Попасная
Трудовая
Горловка
Солнечный
6 км
Очеретино
Байрак
Углегорск
117 км
Пантелеймоновка
Путепровод
Макеевка – Енакиево
Ханженково
Канатный завод
Харцызск
1160 км
Ларино
Иловайск
Торез
Успенская

Соль (укр. Сiль) — станция Донецкой железной дороги, находится в 3 км от города Соледар в Донецкой области и является главной железнодорожной станцией города. До города можно добраться пешком или на маршрутке, расписание которых согласовано с расписанием электропоездов.

История появления

Чтобы увеличить вывоз каменного угля в северо-западные районы Российской империи и вытеснить импортный уголь с Балтийского побережья, было решено построить Северо-Донецкую железную дорогу. Для этой цели предприниматели С. С. Хрулев и Ф. Е. Енакиев организовали акционерное общество.

Трассу новой магистрали было предложено провести от станции Льгов Московско-Киевско-Воронежской железной дороги через Харьков к станции Лихая Юго-восточной железной дороги с пересечением линии Попасная — Купянск возле станции Камышеваха и линии Дебальцево — Миллерово Екатерининской железной дороги возле разъезда Мамай, проложенному между станциями Меловая и Славяносербск.

Работы велись быстро. Тысячи рабочих возводили насыпь, мосты, срубы, укладывали балласт, шпалы, рельсы. В сентябре 1911 года на три месяца раньше срока были выполнены работы первой очереди. В эксплуатацию сданы участки Льгов — Основа — Лиман — Родаково, а также Лиман — Славянск и Лиман — Краматорск. В результате Северо-Донецкая железная дорога соединилась с Южной и Екатерининской магистралями. На новой железной дороге было построено 36 станций. Среди них Лиман, Святогорск, Яма, Нырково, Шипилово, Сентяновка, Бежановка, Родаково и другие. На станциях Лиман, Краматорск, Нырково и Родаково были отремонтированы депо.

Через два года, 7 сентября 1913 года, было закончено строительство линии Яма — Никитовка, и первый поезд со станции Никитовка пошел на станцию Северск.

Северо-Донецкая железная дорога сыграла значительную роль в дальнейшем развитии Донецкого края. Были освоенные новые угольные месторождения. Повысилась угледобыча, интенсивнее стали работать соляные шахты.

Акционеры железной дороги построили к соляным шахтам подъездные колеи, а станцию Соль сделали основным перевалочным пунктом. В 1913 году шахты Бахмутского района добывали ежесуточно 1310 тонн каменной соли, почти одну четвертую часть произведенной в России.

Новая магистраль стала прибыльным предприятием. В 1912 году каждая верста железной дороги давала по 18 тысяч рублей дивидендов в год. Правда, владельцы стали относиться к железной дороге исключительно как к легкому заработку, и, в результате, железную дорогу построили с многочисленными недоработками и отклонениями от технических норм. На некоторых участках пути отсутствовал балласт, а шпалы лежали просто на земле.

С самого начала своего функционирования станция Соль приобрела важное стратегическое значение (во время ВОВ здесь велись ожесточённые бои).

Дальнейшее развитие железнодорожного транспорта ставило новые задачи. Увеличение количества подвижного состава требовало текущего и капитального ремонта. Так была построена в сентябре 1935 вагонная часть депо станции Соль.

Хлорид натрия

Хлорид натрия

Общие

Систематическое
наименование

Хлорид натрия

Традиционные названия

Соль, поваренная соль, столовая соль, пищевая соль, каменная соль, галит

Хим. формула

Физические свойства

Молярная масса

58,44277 г/моль

Плотность

2,165 г/см³

Термические свойства

Т. плав.

800,8 °C

Т. кип.

1465 °C

Мол. теплоёмк.

50,8 Дж/(моль·К)

Энтальпия образования

−234,8 кДж/моль

Удельная теплота испарения

170,85 кДж/моль

Удельная теплота плавления

28,68 кДж/моль

Химические свойства

Растворимость в воде

35,6 г/100 мл (0 °C)
35,9 г/100 мл (+25 °C)
39,1 г/100 мл (+100 °C)

Растворимость в метаноле

1,49 г/100 мл

Растворимость в аммиаке

21,5 г/100 мл

Оптические свойства

Показатель преломления

1,544202 (589 нм)

Структура

Координационная геометрия

Октаэдральная (Na +)
Октаэдральная (Cl -)

Кристаллическая структура

гранецентрированная кубическая, cF8

Классификация

Рег. номер CAS

PubChem

Рег. номер EINECS

SMILES

InChI

RTECS

ChEBI

ChemSpider

Безопасность

ЛД50

3000–8000 мг/кг

NFPA 704

Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Кристалл хлорида натрия Эта статья — о химическом соединении. О минерале см. галит; о приправе см. поваренная соль.

Хлори́д на́трия 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, придавая ей солёный вкус. 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.

Нахождение 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

Основная статья: 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

Основная статья: 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, иодиды, 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:

…на мори от чрена и от салгы по пузу…

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).

  • Добыча соли в южной части Мертвого моря, Израиль

  • Кристаллы каменной соли

  • Плантация морской соли в Дакаре

  • Соляные кучи на солончаке Уюни, Боливия

Применение

В пищевой промышленности и кулинарии

Основная статья: Поваренная сольСоль 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:

C a R 2 + 2 N a C l → 2 N a R + C a C l 2 {\displaystyle {\mathsf {CaR_{2}+2NaCl\rightarrow 2NaR+CaCl_{2}}}}M g R 2 + 2 N a C l → 2 N a R + M g C l 2 {\displaystyle {\mathsf {MgR_{2}+2NaCl\rightarrow 2NaR+MgCl_{2}}}}

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:

N a C l + 3 H 2 O → N a C l O 3 + 3 H 2 {\displaystyle {\mathsf {NaCl+3H_{2}O\rightarrow NaClO_{3}+3H_{2}}}}

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:

H 2 O ⇄ H + + O H − {\displaystyle {\mathsf {H_{2}O\rightleftarrows H^{+}+OH^{-}}}}2 H + + 2 e − → H 2 {\displaystyle {\mathsf {2H^{+}+2e^{-}\rightarrow H_{2}}}}

  • 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:

N a C l → N a + + C l − {\displaystyle {\mathsf {NaCl\rightarrow Na^{+}+Cl^{-}}}}2 C l − → C l 2 + 2 e − {\displaystyle {\mathsf {2Cl^{-}\rightarrow Cl_{2}+2e^{-}}}}

  • суммарная реакция:

2 N a C l + 2 H 2 O → 2 N a O H + C l 2 + H 2 {\displaystyle {\mathsf {2NaCl+2H_{2}O\rightarrow 2NaOH+Cl_{2}+H_{2}}}}

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 N a O H + C l 2 → N a C l + N a O C l + H 2 O {\displaystyle {\mathsf {2NaOH+Cl_{2}\rightarrow NaCl+NaOCl+H_{2}O}}}

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:

N a + + e − → N a ( H g ) {\displaystyle {\mathsf {Na^{+}+e^{-}\rightarrow Na_{(Hg)}}}}

Амальгаму позже разлагают горячей водой с образованием гидроксида натрия и водорода, а ртуть перекачивают насосом обратно в электролизер:

2 N a ( H g ) + 2 H 2 O → 2 N a O H + H 2 {\displaystyle {\mathsf {2Na_{(Hg)}+2H_{2}O\rightarrow 2NaOH+H_{2}}}}

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:

N a + + e − → N a {\displaystyle {\mathsf {Na^{+}+e^{-}\rightarrow Na}}}

  • на аноде выделяется хлор (как побочный продукт):

2 C l − → C l 2 + 2 e − {\displaystyle {\mathsf {2Cl^{-}\rightarrow Cl_{2}+2e^{-}}}}

  • суммарная реакция:

2 N a + + 2 C l − → 2 N a + C l 2 {\displaystyle {\mathsf {2Na^{+}+2Cl^{-}\rightarrow 2Na+Cl_{2}}}}

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 хлоридом натрия и серной кислотой:

N a C l + H 2 S O 4 → N a H S O 4 + H C l {\displaystyle {\mathsf {NaCl+H_{2}SO_{4}\rightarrow NaHSO_{4}+HCl\uparrow }}}N a C l + N a H S O 4 → N a 2 S O 4 + H C l {\displaystyle {\mathsf {NaCl+NaHSO_{4}\rightarrow Na_{2}SO_{4}+HCl\uparrow }}}

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 серной кислоты выделяет хлороводород.

2 N a C l + H 2 S O 4 → N a 2 S O 4 + 2 H C l {\displaystyle {\mathsf {2NaCl+H_{2}SO_{4}\rightarrow Na_{2}SO_{4}+2HCl}}}

С раствором нитрата серебра образует белый осадок хлорида серебра (качественная реакция на хлорид-ион).

N a C l + A g N O 3 → N a N O 3 + A g C l {\displaystyle {\mathsf {NaCl+AgNO_{3}\rightarrow NaNO_{3}+AgCl}}}

при смешивании с сульфатом меди в растворе получается тетрахлоркупрат натрия, при этом синий раствор зеленеет:

C u S O 4 + 4 N a C l ⇄ N a 2 C u C l 4 + N a 2 S O 4 {\displaystyle {\mathsf {CuSO_{4}+4NaCl\rightleftarrows Na_{2}CuCl_{4}+Na_{2}SO_{4}}}}

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 N a + C l 2 → 2 N a C l + 410 k J / m o l {\displaystyle {\mathsf {2Na+Cl_{2}\rightarrow 2NaCl+410\ kJ/mol}}}

  • нейтрализация щелочи гидроксида натрия соляной кислотой:

N a O H + H C l → N a C l + H 2 O {\displaystyle {\mathsf {NaOH+HCl\rightarrow NaCl+H_{2}O}}}

Поскольку хлорид натрия в водном растворе почти полностью диссоциирован на ионы:

N a C l → N a + + C l − {\displaystyle {\mathsf {NaCl\rightarrow 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.

> См. также

  • Поваренная соль — специя и пищевая добавка
  • Галит — минерал
  1. Натрия хлорид на сайте Национального института стандартов и технологии США (англ. National Institute of Standards and Technology) (англ.)
  2. Некрасов Б. В. Основы общей химии. Т. 2. Изд. 3-е, испр. и доп., М.: Химия, 1973. — 688 с.; 270 табл.; 426 рис.; Список литературы, ссылок. С. 218
  3. Пифагор. Золотой канон. Фигуры эзотерики. — М.: Изд-во Эксмо, 2003. — 448 с. (Антология мудрости).
  4. 1 2 3 4 Малая горная энциклопедия. В 3 т. = Мала гірнича енциклопедія / (На укр. яз.). Под ред. В. С. Белецкого. — Донецк: Донбасс, 2004. — ISBN 966-7804-14-3.
  5. УНИАН: Морская соль для красоты и здоровья кожи
  6. Российское законодательство Х—XX веков. Законодательство Древней Руси. Т. 1. М., 1984. С. 224—225.
  7. В переводе с поморской «говори» слово чрен (црен) означает четырёхугольный ящик, кованный из листового железа, а салга — котёл, в котором варили соль. Пузом в беломорских солеварнях называли мешок соли в два четверика, то есть, объёмом около 52 литров.
  8. Соль (PDF), Геологический обзор США на сайте Программы минеральных ресурсов (англ.)
  9. Энциклопедия здоровья
  10. Онлайн Энциклопедия кругосвет. Натрий (недоступная ссылка — история)
  11. Некрасов Б. В. Основы общей химии. Т. 1. Изд. 3-е, испр. и доп., М.: Химия, 1973. — 656 с.; 160 табл.; 391 рис. С. 261
  12. Синтез хлората натрия (англ.)
  13. Некрасов Б. В. Основы общей химии. Т. 1. Изд. 3-е, испр. и доп., М.: Химия, 1973. — 656 с.; 160 табл.; 391 рис. С. 249
  14. 1 2 3 Глинка М. Л. Общая химия (учебник), изд. 2-е изд., перераб. и доп., К.: Высшая школа, 1982. — С. 608
  15. Некрасов Б. В. Основы общей химии. Т. 1. Изд. 3-е, испр. и доп., М.: Химия, 1973. — 656 с.; 160 табл.; 391 рис. С. 254
  16. Некрасов Б. В. Основы общей химии. Т. 2. Изд. 3-е, испр. и доп., М.: Химия, 1973. — 688 с.; 270 табл.; 426 рис.; Список литературы, ссылок. С. 231
  17. Некрасов Б. В. Основы общей химии. Т. 2. Изд. 3-е, испр. и доп., М.: Химия, 1973. — 688 с.; 270 табл.; 426 рис.; Список литературы, ссылок. С. 219
  18. Некрасов Б. В. Основы общей химии. Т. 1. Изд. 3-е, испр. и доп., М.: Химия, 1973. — 656 с.; 160 табл.; 391 рис. С. 250
  19. Некрасов Б. В. Основы общей химии. Т. 1. Изд. 3-е, испр. и доп., М.: Химия, 1973. — 656 с.; 160 табл.; 391 рис. С. 257—258
  20. Некрасов Б. В. Основы общей химии. Т. 2. Изд. 3-е, испр. и доп., М.: Химия, 1973. — 688 с.; 270 табл.; 426 рис.; Список литературы, ссылок. С. 215—216
  21. Некрасов Б. В. Основы общей химии. Т. 2. Изд. 3-е, испр. и доп., М.: Химия, 1973. — 688 с.; 270 табл.; 426 рис.; Список литературы, ссылок. С. 234
  22. Некрасов Б. В. Основы общей химии. Т. 1. Изд. 3-е, испр. и доп., М.: Химия, 1973. — 656 с.; 160 табл.; 391 рис. С. 255
  23. Некрасов Б. В. Основы общей химии. Т. 1. Изд. 3-е, испр. и доп., М.: Химия, 1973. — 656 с.; 160 табл.; 391 рис. С. 191

> Литература

  • Клевцов П. В., Леммлейн Г. Г. Поправки на давление к температурам гомогенизации водных растворов NaCl // Доклады АН СССР. 1959. Т. 128. № 6. С. 1250-1253.

Ссылки

Хлорид натрия на Викискладе

  • Ассоциация производителей соли
  • Институт соли

Словари и энциклопедии

Нормативный контроль

GND: 4352912-4

Плазмозамещающие и перфузионные растворы — АТХ код: B05

  • Альбумин (B05AA01)
  • Фторкарбоновые кровезаменители (B05AA03)
  • Декстран (B05AA05)
  • Препараты желатина (B05AA06)
  • Гидроксиэтилкрахмал (B05AA07)
  • Гемоглобин глутамер (бычий) (B05AA10)

Препараты крови Плазмозамещающие препараты и белковые фракции плазмы

  • Аминокислоты (B05BA01)
  • Жировые эмульсии (B05BA02)
  • Углеводы (B05BA03)
  • Гидролизаты белков (B05BA04)
  • Комбинированные препараты для парентерального питания (B05BA10)

  • Электролиты (B05BB01)
  • Электролиты в сочетании с углеводами (B05BB02)
  • Трометамол (B05BB03)

  • Маннитол (B05BC01)

Растворы для в/в введения Растворы для парентерального питания Растворы, влияющие на водно-электролитный баланс Осмодиуретики

  • Декстроза (B05CX01)

Ирригационные растворы Солевые растворы Прочие ирригационные растворы

  • Икодекстрин (B05DA)

  • Натрия хлорид (B05DB)

Растворы для перитонеального диализа Изотонические растворы Гипертонические растворы

  • Калия хлорид (B05XA01)
  • Магния сульфат (B05XA05)
  • Кальция хлорид (B05XA07)
  • Кардиоплегические растворы (B05XA16)
  • Электролиты в комбинации с другими препаратами (B05XA31)

  • Аланилглутамин (B05XB02)

Добавки к растворам для в/в введения Электролитные растворы Аминокислоты

  • Солкосерил (B05ZA)

Гемодиализаты и гемофильтраты Гемодиализаты (концентраты)