Natriumchlorid. Kristallgitter. Arten von Kristallgittern
Die meisten Stoffe zeichnen sich dadurch aus, dass sie je nach Bedingungen in einem von drei Aggregatzuständen vorliegen können: fest, flüssig oder gasförmig.
Zum Beispiel Wasser bei normaler Druck Im Temperaturbereich von 0-100 °C ist es eine Flüssigkeit, bei Temperaturen über 100 °C kann es nur in gasförmigem Zustand vorliegen und bei Temperaturen unter 0 °C ist es ein Feststoff.
Stoffe im festen Zustand werden in amorphe und kristalline Stoffe unterteilt.
Ein charakteristisches Merkmal amorpher Substanzen ist das Fehlen eines klaren Schmelzpunkts: Ihre Fließfähigkeit nimmt mit zunehmender Temperatur allmählich zu. Zu den amorphen Substanzen zählen Verbindungen wie Wachs, Paraffin, die meisten Kunststoffe, Glas usw.
Dennoch haben kristalline Substanzen einen bestimmten Schmelzpunkt, d. h. Ein Stoff mit kristalliner Struktur geht beim Erreichen einer bestimmten Temperatur nicht allmählich, sondern abrupt vom festen in den flüssigen Zustand über. Beispiele für kristalline Substanzen sind Speisesalz, Zucker und Eis.
Der Unterschied in den physikalischen Eigenschaften amorpher und kristalliner Feststoffe ist in erster Linie auf die Strukturmerkmale dieser Stoffe zurückzuführen. Was der Unterschied zwischen einem Stoff im amorphen und kristallinen Zustand ist, lässt sich am einfachsten anhand der folgenden Abbildung verstehen:
Wie Sie sehen, gibt es in einer amorphen Substanz im Gegensatz zu einer kristallinen Substanz keine Ordnung in der Anordnung der Partikel. Wenn Sie in einer kristallinen Substanz gedanklich zwei nahe beieinander liegende Atome durch eine gerade Linie verbinden, können Sie feststellen, dass auf dieser Linie in genau definierten Abständen dieselben Teilchen liegen:
Also für den Fall kristalline Substanzen Wir können über ein solches Konzept wie ein Kristallgitter sprechen.
Kristallgitter bezeichnet ein räumliches Gerüst, das die Punkte im Raum verbindet, in denen sich die Teilchen befinden, die den Kristall bilden.
Die Punkte im Raum, an denen sich die den Kristall bildenden Teilchen befinden, werden genannt Kristallgitterknoten .
Je nachdem, welche Partikel sich an den Knotenpunkten des Kristallgitters befinden, werden sie unterschieden: molekular, atomar, ionisch Und Metallkristallgitter .
In Knoten molekulares Kristallgitter
Eiskristallgitter als Beispiel für ein MolekülgitterEs gibt Moleküle, in denen die Atome durch starke kovalente Bindungen verbunden sind, die Moleküle selbst jedoch durch schwache intermolekulare Kräfte nahe beieinander gehalten werden. Aufgrund dieser schwachen intermolekularen Wechselwirkungen sind Kristalle mit Molekülgitter zerbrechlich. Solche Stoffe unterscheiden sich von Stoffen mit anderen Strukturtypen durch deutlich niedrigere Schmelz- und Siedepunkte, leiten keinen elektrischen Strom und können sich in verschiedenen Lösungsmitteln lösen oder auch nicht. Lösungen solcher Verbindungen können je nach Klasse der Verbindung elektrischen Strom leiten oder auch nicht. Verbindungen mit einem molekularen Kristallgitter umfassen viele einfache Stoffe – Nichtmetalle (gehärtetes H 2, O 2, Cl 2, orthorhombischer Schwefel S 8, weißer Phosphor P 4) sowie viele komplexe Stoffe – Wasserstoffverbindungen von Nichtmetallen, Säuren, Nichtmetalloxide, die meisten organische Substanz. Es ist zu beachten, dass es unangemessen ist, von einem molekularen Kristallgitter zu sprechen, wenn sich ein Stoff in einem gasförmigen oder flüssigen Zustand befindet. Es ist richtiger, den Begriff molekularer Strukturtyp zu verwenden.
Diamantkristallgitter als Beispiel für ein AtomgitterIn Knoten atomares Kristallgitter
Es gibt Atome. Darüber hinaus sind alle Knoten eines solchen Kristallgitters durch starke kovalente Bindungen zu einem Einkristall „verknüpft“. Tatsächlich ist ein solcher Kristall ein riesiges Molekül. Aufgrund ihrer Strukturmerkmale sind alle Stoffe mit einem atomaren Kristallgitter fest, haben einen hohen Schmelzpunkt, sind chemisch inaktiv, weder in Wasser noch in organischen Lösungsmitteln löslich und ihre Schmelzen leiten keinen elektrischen Strom. Es ist zu bedenken, dass zu den Stoffen mit atomarer Struktur Bor B, Kohlenstoff C (Diamant und Graphit), Silizium Si aus einfachen Stoffen und Siliziumdioxid SiO 2 (Quarz), Siliziumkarbid SiC und Bornitrid BN aus komplexen Stoffen gehören.
Für Stoffe mit Ionenkristallgitter
Gitterplätze enthalten Ionen, die durch Ionenbindungen miteinander verbunden sind.
Weil das ionische Bindungen sind ziemlich fest; Stoffe mit einem Ionengitter haben eine relativ hohe Härte und Feuerfestigkeit. Meistens sind sie wasserlöslich und ihre Lösungen leiten wie Schmelzen elektrischen Strom.
Zu den Substanzen mit einem ionischen Kristallgitter gehören Metall- und Ammoniumsalze (NH 4 +), Basen und Metalloxide. Ein sicheres Zeichen für die ionische Struktur einer Substanz ist das Vorhandensein beider Atome eines typischen Metalls und eines Nichtmetalls in ihrer Zusammensetzung.
Kristallgitter von Natriumchlorid als Beispiel für ein Ionengitter
beobachtet in Kristallen freier Metalle, zum Beispiel Natrium Na, Eisen Fe, Magnesium Mg usw. Im Falle eines Metallkristallgitters enthalten seine Knoten Kationen und Metallatome, zwischen denen sich Elektronen bewegen. In diesem Fall lagern sich bewegte Elektronen periodisch an Kationen an und neutralisieren so deren Ladung, und einzelne neutrale Metallatome „geben“ im Gegenzug einen Teil ihrer Elektronen ab und verwandeln sich so wiederum in Kationen. Tatsächlich gehören „freie“ Elektronen nicht zu einzelnen Atomen, sondern zum gesamten Kristall.
Solche Strukturmerkmale führen dazu, dass Metalle Wärme und elektrischen Strom gut leiten und oft eine hohe Duktilität (Formbarkeit) aufweisen.
Die Streuung der Schmelztemperaturen von Metallen ist sehr groß. Beispielsweise liegt der Schmelzpunkt von Quecksilber bei etwa minus 39 °C (flüssig unter normalen Bedingungen) und Wolfram bei 3422 °C. Es ist zu beachten, dass unter normalen Bedingungen alle Metalle außer Quecksilber Feststoffe sind.
„Kristallgitter“ – Aufgabe: Bestimmen Sie den Typ chemische Bindung in diesen Verbindungen: Klassifizierung von Feststoffen. Eigenschaften der Haupttypen Kristallgitter. Das Thema der Lektion ist KRISTALLGITTER. HCl, Cl2, H2O, NaBr, BaCl2, CaS, O2, NH3, CO2, C.
„Kristallgitterchemie“ – Arten von Kristallgittern. Stoffe mit ACR haben hohe Schmelzpunkte und eine erhöhte Härte. Die Platzierungspunkte der Teilchen werden Kristallgitterknoten genannt. Oben ist das Kristallgitter eines Diamanten dargestellt. Bewerten Sie Ihren eigenen Fortschritt. Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung. Atomar. Ionenkristallgitter sind solche, deren Knoten Ionen enthalten.
„Kristalline und amorphe Stoffe“ – Schwefel S8. Jod I2. Solide. Beispiele: einfache Stoffe (H2, N2, O2, F2, P4, S8, Ne, He), komplexe Stoffe (CO2, H2O, Zucker C12H22O11 usw.). Der Aggregatzustand eines Stoffes (am Beispiel von Sauerstoff O2). Es gibt keine strenge Anordnung der Teilchen, kein Kristallgitter. Eigenschaften von Stoffen: 1) metallischer Glanz, 2) thermische und elektrische Leitfähigkeit, 3) Formbarkeit und Duktilität, 4) Opazität.
Polykristall aus Amethyst (einer Quarzart). Amorphe Körper. Lutscher. Eigenschaften von Festkörpern. Bernstein. Druse aus Bergkristallkristallen. Kristalle. Polykristallines Metall. Einkristall aus Steinsalz. Drusin Marion. Spar-Einkristall. Amorpher Körper. Einkristall aus Bergkristall. Physikalische Eigenschaften amorpher Körper: 1. Formlos 2. Fehlen eines Schmelzpunkts 3. Isotropie.
„Kristalline und amorphe Körper“ – Zweck: Unterschiede in den Eigenschaften von Kristallen und amorphen Körpern identifizieren. Kristalle haben einen Schmelzpunkt, amorphe Körper haben einen Temperaturbereich (Fließfähigkeit). Ausrüstung: Lupe, Mineraliensammlung und Felsen, Metallsammlung. Polykristalle sind isotrop. Kristalle sind anisotrop, amorphe Körper sind isotrop. Das Vorhandensein einer konstanten Schmelztemperatur.
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Feststoffe haben normalerweise eine kristalline Struktur. Es zeichnet sich durch die richtige Anordnung der Teilchen an genau definierten Punkten im Raum aus. Wenn diese Punkte gedanklich durch sich kreuzende Geraden verbunden werden, entsteht ein räumlicher Rahmen, der sogenannte Kristallgitter.
Die Punkte, an denen sich Teilchen befinden, werden aufgerufen Kristallgitterknoten. Die Knoten eines imaginären Gitters können Ionen, Atome oder Moleküle enthalten. Sie verpflichten sich oszillierende Bewegungen. Mit zunehmender Temperatur nimmt die Schwingungsamplitude zu, was sich in äußert Wärmeausdehnung Tel.
Abhängig von der Art der Partikel und der Art der Verbindung zwischen ihnen werden vier Arten von Kristallgittern unterschieden: ionische, atomare, molekulare und metallische.
Kristallgitter, die aus Ionen bestehen, werden als ionisch bezeichnet. Sie werden von Stoffen mit ionischen Bindungen gebildet. Ein Beispiel ist ein Natriumchloridkristall, bei dem, wie bereits erwähnt, jedes Natriumion von sechs Chloridionen und jedes Chloridion von sechs Natriumionen umgeben ist. Diese Anordnung entspricht der dichtesten Packung, wenn die Ionen als im Kristall befindliche Kugeln dargestellt werden. Sehr oft werden Kristallgitter wie in Abb. dargestellt dargestellt, wo nur gegenseitige Übereinkunft Partikel, aber nicht ihre Größe.
Man nennt die Anzahl der nächsten Nachbarteilchen, die einem gegebenen Teilchen in einem Kristall oder in einem einzelnen Molekül eng benachbart sind Koordinationsnummer.
Im Natriumchlorid-Gitter betragen die Koordinationszahlen beider Ionen 6. Daher ist es in einem Natriumchlorid-Kristall unmöglich, einzelne Salzmoleküle zu isolieren. Sie sind nicht da. Der gesamte Kristall sollte als riesiges Makromolekül betrachtet werden, das aus einer gleichen Anzahl von Na + - und Cl - -Ionen, Na n Cl n, besteht, wobei n - große Nummer. Die Bindungen zwischen den Ionen in einem solchen Kristall sind sehr stark. Daher weisen Stoffe mit Ionengitter eine relativ hohe Härte auf. Sie sind feuerfest und tieffliegend.
Das Schmelzen von Ionenkristallen führt zu einer Störung der geometrisch korrekten Ausrichtung der Ionen relativ zueinander und zu einer Verringerung der Festigkeit der Bindung zwischen ihnen. Daher leiten ihre Schmelzen elektrischen Strom. Ionische Verbindungen lösen sich im Allgemeinen leicht in Flüssigkeiten, die aus polaren Molekülen wie Wasser bestehen.
Kristallgitter, in deren Knoten sich einzelne Atome befinden, werden als atomar bezeichnet. Die Atome in solchen Gittern sind durch starke kovalente Bindungen miteinander verbunden. Ein Beispiel ist Diamant, eine der Modifikationen von Kohlenstoff. Diamant besteht aus Kohlenstoffatomen, von denen jedes an vier benachbarte Atome gebunden ist. Die Koordinationszahl des Kohlenstoffs im Diamant beträgt 4 
. Im Diamantgitter gibt es wie im Natriumchloridgitter keine Moleküle. Der gesamte Kristall sollte als Riesenmolekül betrachtet werden. Das atomare Kristallgitter ist charakteristisch für festes Bor, Silizium, Germanium und Verbindungen einiger Elemente mit Kohlenstoff und Silizium.
Kristallgitter, die aus Molekülen (polar und unpolar) bestehen, werden als molekular bezeichnet.
Moleküle in solchen Gittern sind durch relativ schwache intermolekulare Kräfte miteinander verbunden. Daher haben Stoffe mit einem Molekülgitter eine geringe Härte und niedrige Temperaturen schmelzend, unlöslich oder schwer löslich in Wasser, ihre Lösungen leiten fast keinen elektrischen Strom. Die Zahl der anorganischen Stoffe mit Molekülgitter ist gering.
Beispiele hierfür sind Eis, festes Kohlenmonoxid (IV) („Trockeneis“), feste Halogenwasserstoffe, feste einfache Stoffe, die aus Ein- (Edelgasen), Zwei- (F 2, Cl 2, Br 2, I 2, H 2 , O 2 , N 2), drei- (O 3), vier- (P 4), acht- (S 8) atomare Moleküle. Das molekulare Kristallgitter von Jod ist in Abb. dargestellt. 
. Die meisten kristallinen organischen Verbindungen haben ein Molekülgitter.
Es gibt zwei Arten von Phasenübergängen – erste und zweite Ordnung. Phasenübergänge der ersten Art umfassen eine Änderung des Aggregatzustands eines Stoffes: die Prozesse des Schmelzens und Kristallisierens, des Verdampfens und Kondensierens, der Sublimation oder Sublimation, während sich Dichte, innere Energie und Entropie schlagartig ändern.
Es ist zu beachten, dass der kristalline Zustand als fest gilt, d.h. ein Zustand, in dem sich Atome an den Stellen eines Kristallgitters befinden. In Abb. 2-5.1 zeigt das Kristallgitter von Steinsalz NaCl. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, besteht der Kristall aufgrund der räumlichen Periodizität der Struktur aus sich wiederholenden Teilen.
In einem 1-mm-Kristall kommt es Hunderttausende Male zu einer sich wiederholenden Anordnung von Atomen. Daher ist der Begriff „ Langstreckenauftrag" Die meisten Feststoffe sind kristalline Feststoffe. Unter normalen Bedingungen bestehen sie aus verschmolzenen Körnern mit einer Größe von etwa 0,001 mm. In einem solchen Korn kommt die Fernordnung deutlich zum Ausdruck.
In der Natur gibt es jedoch feste Stoffe mit komplexer Molekülstruktur, beispielsweise Glas, Harze, Kunststoffe, die keine periodische Struktur aufweisen. Dabei handelt es sich um amorphe Feststoffe, bei denen es sich in Wirklichkeit um Flüssigkeiten mit ungewöhnlich hoher Viskosität handelt. Solche Körper erlangen die Eigenschaft der Fließfähigkeit nicht abrupt, sondern durch eine allmähliche Abnahme der Viskosität, die durch einen Temperaturanstieg verursacht wird. Amorphe Feststoffe stehen im Gegensatz zu Kristallen, die die Form haben regelmäßiges Polyeder. Es sollte betont werden, dass sich Kristallinität nicht unbedingt in den Merkmalen ihrer äußeren Form manifestiert, sondern in der Gitterstruktur (die ein Stück Metall nicht hat). richtige Form, ist aber nicht amorph).
Was ist das Hauptmerkmal von Kristallen? Dieses Zeichen ist das Vorhandensein eines ausgeprägten Schmelzpunkts. Wird einem kristallinen Körper Wärme zugeführt, erhöht sich seine Temperatur, bis er zu schmelzen beginnt. Danach hört der Temperaturanstieg auf und der gesamte Schmelzprozess findet bei einer genau definierten konstanten Temperatur, dem sogenannten Schmelzpunkt, statt T pl.
In Abb. Abbildung 2-5.2 zeigt Diagramme der Struktur von Quarz und Quarzglas. Chemisch gesehen der gleiche Stoff, aber einer in kristalliner Form, der andere in amorpher Form. Die Art der Umgebung durch die nächsten Nachbarn ist in beiden Fällen gleich, es gibt jedoch keine Fernordnung im amorphen Körper; Ein amorpher Körper ist ein „verdorbener Kristall“. Mangel an Fernordnung charakteristisches Merkmal kristalline Körper sind die direkte Ursache für das Fehlen eines ausgeprägten Schmelzpunktes. Am Schmelzpunkt findet ein Übergang statt, bei dem die Fernordnung verschwindet und das Gitter in leicht bewegliche submikroskopische Bereiche aufbricht, die die gleiche Anordnung der Atome wie der ursprüngliche Kristall aufweisen, jedoch statisch zufällig relativ zueinander ausgerichtet sind und nur kurze Bereiche übrig lassen -Reihenfolge in der Anordnung der Atome.
Quarzstrukturdiagramm
a) kristallin, b) amorph
(Die Abbildung entspricht einem vereinfachten flachen Modell)
In amorphen Körpern ändert sich die Art der Anordnung der Atome nicht; ihre Beweglichkeit nimmt mit zunehmender Temperatur zu, Atome „rutschen“ aus ihrer Umgebung und wechseln ihre Nachbarn. Schließlich wird die Anzahl solcher Veränderungen pro Sekunde so groß wie bei einer Flüssigkeit.
Wir haben oben gesagt, dass bei allen Aggregattransformationen Energie absorbiert oder abgegeben wird. Um beispielsweise ein Kilogramm Wasser in Dampf umzuwandeln, muss 2,3 × 10 6 J Energie aufgewendet werden. Diese Energie ist notwendig, um die zwischen Wassermolekülen wirkenden Anziehungskräfte zu überwinden.
Metalle beginnen erst zu schmelzen, wenn ihr Kristallgitter zu kollabieren beginnt, was ebenfalls Energie erfordert. Diese Energie wird latente Fusionswärme genannt. Die auf die Masse eines Stoffes bezogene Schmelzwärme wird als spezifische latente Schmelzwärme bezeichnet. Für Zink beträgt er beispielsweise 1,11×10 5 J/kg, also Die benötigte Wärmemenge beträgt also 111 kJ/kg T pl= 419,5°C wandelt 1 kg Zink von fest in flüssig um. In Abb. Abbildung 2-5.3 zeigt die Phasenübergangskurve eines Feststoffs in eine Flüssigkeit (1). Die Rückumwandlung – Kristallisation (2) erfolgt bei der gleichen Temperatur und geht mit der Aufnahme der gleichen Energiemenge wie beim Schmelzen einher – der latenten Kristallisationswärme. Latente HitzeÜbergang wird genannt, weil die Zufuhr (Absorption) und Abfuhr (Abgabe) dieser Wärme nicht mit einem Effekt wie einem Temperaturanstieg und -abfall einhergeht. Trotz der Tatsache, dass wir den Körper weiter erhitzen (Kontrollkurve 1), steigt die Temperatur beim Schmelzen nicht an und während der Kristallisation (Kristallisationskurve 2) sinkt die Temperatur nicht, obwohl wir die Flüssigkeit weiter abkühlen. Der Flüssig-Fest-Übergang geht mit der Freisetzung von Energie einher. Die Wechselwirkungsenergie mikroskopischer Kristalle wird deutlich höher als die Energie thermischer Schwingungen und die Flüssigkeit kristallisiert. Bei einem solchen Übergang bildet sich jedoch nicht sofort eine neue Phase im gesamten Volumen, sondern es bilden sich zunächst Kerne, die dann wachsen und sich über das gesamte Volumen ausbreiten.
Zu den Phasenumwandlungen der ersten Art zählen auch einige Übergänge eines Festkörpers von einer Kristallmodifikation in eine andere. Diese Transformationen werden als polymorph bezeichnet. Kristalle unterschiedlicher Modifikation bestehen aus der gleichen Substanz und unterscheiden sich lediglich in der Struktur des Kristallgitters. Graphit und Diamant bestehen beispielsweise aus demselben Element – Kohlenstoff. Unterschiedliche Strukturen bedeuten unterschiedliche physikalische Eigenschaften. Diamant von physikalische Eigenschaften ganz anders als Graphit. Graphit ist schwarz und völlig undurchsichtig, während Diamant transparent und farblos ist; Graphit brennt auch bei sehr hohen Temperaturen nicht hohe Temperaturen(er schmilzt bei 385 °C), während Diamant im Sauerstoffstrom bei 720 °C brennt. Ein weiteres Beispiel ist weißes und graues Zinn. Weißes Zinn ist ein glänzendes, leichtes und sehr duktiles Metall, graues Zinn ist spröde und zerfällt leicht zu Pulver.
Speisesalz ist Natriumchlorid, das als Lebensmittelzusatzstoff und Lebensmittelkonservierungsmittel verwendet wird. Wird auch verwendet in Chemieindustrie, Medizin. Es dient als wichtigster Rohstoff für die Herstellung von Natronlauge, Soda und anderen Stoffen. Die Formel für Speisesalz lautet NaCl.
Bildung einer Ionenbindung zwischen Natrium und Chlor
Die chemische Zusammensetzung von Natriumchlorid spiegelt sich in der herkömmlichen Formel NaCl wider, die eine Vorstellung von der gleichen Anzahl von Natrium- und Chloratomen vermittelt. Der Stoff besteht jedoch nicht aus zweiatomigen Molekülen, sondern besteht aus Kristallen. Wenn ein Alkalimetall mit einem starken Nichtmetall reagiert, gibt jedes Natriumatom das elektronegativere Chlor ab. Es erscheinen Natriumkationen Na + und Anionen des Säurerestes Salzsäure Cl - . Gegensätzlich geladene Teilchen ziehen sich gegenseitig an und bilden eine Substanz mit einem ionischen Kristallgitter. Kleine Natriumkationen befinden sich zwischen großen Chloridanionen. Die Anzahl der positiven Teilchen in der Zusammensetzung von Natriumchlorid ist gleich der Anzahl der negativen; die Substanz als Ganzes ist neutral.
Chemische Formel. Speisesalz und Halit
Salze sind komplexe Substanzen mit ionischer Struktur, deren Namen mit dem Namen des sauren Rests beginnen. Die Formel für Speisesalz lautet NaCl. Geologen nennen ein Mineral dieser Zusammensetzung „Halit“ und ein Sedimentgestein „Steinsalz“. Ein veralteter chemischer Begriff, der in der Herstellung häufig verwendet wird, ist „Natriumchlorid“. Diese Substanz ist den Menschen seit der Antike bekannt; einst galt sie als „weißes Gold“. Moderne Schüler und Studenten verwenden beim Lesen von Reaktionsgleichungen mit Natriumchlorid chemische Symbole („Natriumchlor“).
Führen wir einfache Berechnungen anhand der Formel des Stoffes durch:
1) Mr (NaCl) = Ar (Na) + Ar (Cl) = 22,99 + 35,45 = 58,44.
Der relative Wert beträgt 58,44 (in amu).
2) Die Molmasse ist numerisch gleich dem Molekulargewicht, aber diese Größe hat die Maßeinheit g/mol: M (NaCl) = 58,44 g/mol.
3) Eine 100-g-Salzprobe enthält 60,663 g Chloratome und 39,337 g Natrium.
Physikalische Eigenschaften von Speisesalz
Zerbrechliche Halitkristalle sind farblos oder weiß. In der Natur gibt es auch Vorkommen von Steinsalz, das grau, gelb oder blau gefärbt ist. Manchmal hat ein mineralischer Stoff einen roten Farbton, der auf die Art und Menge der Verunreinigungen zurückzuführen ist. Die Härte von Halit beträgt nur 2-2,5, Glas hinterlässt eine Linie auf seiner Oberfläche.
Weitere physikalische Parameter von Natriumchlorid:
- Geruch - fehlt;
- Geschmack - salzig;
- Dichte - 2,165 g/cm3 (20 °C);
- Schmelzpunkt - 801 °C;
- Siedepunkt - 1413 °C;
- Löslichkeit in Wasser - 359 g/l (25 °C);
Herstellung von Natriumchlorid im Labor
Wenn metallisches Natrium mit Chlorgas in einem Reagenzglas reagiert, entsteht eine Substanz Weiß- Chlorid Natrium NaCl(Speisesalzformel).
Chemie gibt Einblick in auf verschiedene Arten die gleiche Verbindung herstellen. Hier sind einige Beispiele:
NaOH (aq) + HCl = NaCl + H 2 O.
Redoxreaktion zwischen einem Metall und einer Säure:
2Na + 2HCl = 2NaCl + H2.
Wirkung von Säure auf Metalloxid: Na 2 O + 2HCl (aq) = 2NaCl + H 2 O
Verdrängung einer schwachen Säure aus einer Lösung ihres Salzes durch eine stärkere:
Na 2 CO 3 + 2HCl (aq) = 2NaCl + H 2 O + CO 2 (Gas).
Alle diese Methoden sind für den Einsatz im industriellen Maßstab zu teuer und aufwendig.
Herstellung von Speisesalz
Schon zu Beginn der Zivilisation wussten die Menschen, dass das Einsalzen von Fleisch und Fisch länger haltbar ist. Transparente, regelmäßig geformte Halitkristalle wurden in einigen alten Ländern anstelle von Geld verwendet und waren Gold wert. Die Suche und Erschließung von Halitvorkommen ermöglichte es, den wachsenden Bedarf der Bevölkerung und der Industrie zu decken. Das wichtigste natürliche Quellen Tisch salz:
- Vorkommen des Minerals Halit in verschiedenen Ländern;
- Wasser von Meeren, Ozeanen und Salzseen;
- Schichten und Krusten aus Steinsalz an den Ufern von Salzreservoirs;
- Halitkristalle an den Wänden vulkanischer Krater;
- Salzwiesen.
Die Industrie verwendet vier Hauptmethoden zur Herstellung von Speisesalz:
- Auslaugen von Halit aus der Untergrundschicht, Verdunstung der entstehenden Sole;
- Bergbau in ;
- Verdunstung oder Sole aus Salzseen (77 % der Masse des Trockenrückstands sind Natriumchlorid);
- Verwendung eines Nebenprodukts der Salzwasserentsalzung.
Chemische Eigenschaften von Natriumchlorid
Von seiner Zusammensetzung her ist NaCl ein durchschnittliches Salz, das aus einer Base und einer löslichen Säure besteht. Natriumchlorid ist ein starker Elektrolyt. Die Anziehung zwischen Ionen ist so stark, dass nur hochpolare Lösungsmittel sie aufbrechen können. In Wasser zerfällt der Stoff, Kationen und Anionen (Na+, Cl-) werden freigesetzt. Ihr Vorhandensein ist auf die elektrische Leitfähigkeit einer Kochsalzlösung zurückzuführen. Die Formel ist in diesem Fall genauso geschrieben wie für Trockenmasse – NaCl. Eine der qualitativen Reaktionen auf das Natriumkation ist die Färbung Gelb Brennerflamme. Um das Ergebnis des Experiments zu erhalten, müssen Sie ein wenig festes Salz auf einer sauberen Drahtschlaufe sammeln und in den mittleren Teil der Flamme geben. Die Eigenschaften von Speisesalz hängen auch mit der Besonderheit des Anions zusammen, das in einer qualitativen Reaktion zum Chloridion besteht. Bei der Wechselwirkung mit Silbernitrat fällt in der Lösung ein weißer Niederschlag aus Silberchlorid aus (Foto). Chlorwasserstoff wird durch stärkere Säuren als Salzsäure aus dem Salz verdrängt: 2NaCl + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2HCl. Unter normalen Bedingungen unterliegt Natriumchlorid keiner Hydrolyse.
Anwendungsgebiete von Steinsalz
Natriumchlorid senkt den Schmelzpunkt von Eis, daher wird im Winter eine Mischung aus Salz und Sand auf Straßen und Gehwegen verwendet. Sie absorbiert große Menge Verunreinigungen verschmutzen beim Schmelzen Flüsse und Bäche. Streusalz beschleunigt außerdem den Korrosionsprozess von Autokarosserien und schädigt Bäume, die neben Straßen gepflanzt werden. In der chemischen Industrie wird Natriumchlorid als Rohstoff für die Herstellung einer großen Gruppe von Chemikalien verwendet:
- Salzsäure;
- Natriummetall;
- Chlorgas;
- Natronlauge und andere Verbindungen.
Darüber hinaus wird Speisesalz zur Herstellung von Seife und Farbstoffen verwendet. Es wird als Lebensmittelantiseptikum zum Einmachen und Einlegen von Pilzen, Fisch und Gemüse verwendet. Zur Bekämpfung von Schilddrüsenfunktionsstörungen in der Bevölkerung wird die Speisesalzformel durch die Zugabe unbedenklicher Jodverbindungen, beispielsweise KIO 3, KI, NaI, angereichert. Solche Nahrungsergänzungsmittel unterstützen die Produktion von Schilddrüsenhormonen und beugen endemischem Kropf vor.
Die Bedeutung von Natriumchlorid für den menschlichen Körper
Die Formel des Speisesalzes und seine Zusammensetzung haben für die menschliche Gesundheit eine entscheidende Bedeutung erlangt. Natriumionen sind an der Übertragung von Nervenimpulsen beteiligt. Chloranionen sind für die Produktion von Salzsäure im Magen notwendig. Aber zu viel Speisesalz im Essen kann zu einem Rausch führen Blutdruck und das Risiko erhöht, Herz- und Gefäßerkrankungen zu entwickeln. In der Medizin wird den Patienten bei großem Blutverlust physiologische Kochsalzlösung verabreicht. Dazu werden 9 g Natriumchlorid in einem Liter destilliertem Wasser gelöst. Menschlicher Körper erfordert eine kontinuierliche Versorgung mit diesem Stoff mit der Nahrung. Salz wird über die Ausscheidungsorgane und die Haut ausgeschieden. Der durchschnittliche Natriumchloridgehalt im menschlichen Körper beträgt etwa 200 g. Europäer nehmen täglich etwa 2 bis 6 g Speisesalz zu sich; in heißen Ländern ist dieser Wert aufgrund der stärkeren Schweißbildung höher.
