מלח שולחן הוא נתרן כלורי המשמש כתוסף מזון, חומר משמר מזון. הוא משמש גם בתעשייה הכימית, ברפואה. הוא משמש כחומר הגלם החשוב ביותר לייצור סודה קאוסטית, חומצה הידרוכלורית, סודה וחומרים נוספים. נוסחת מלח - NaCl.
יצירת קשר יוני בין נתרן לכלור
ההרכב הכימי של נתרן כלורי משקף את הנוסחה המותנית NaCl, שנותנת מושג על המספר השווה של אטומי נתרן וכלור. אבל החומר נוצר לא על ידי מולקולות דו-אטומיות, אלא מורכב מגבישים. כאשר מתכת אלקלית מקיימת אינטראקציה עם מתכת חזקה, כל אטום נתרן תורם אלקטרון ערכיות לכלור האלקטרונילי יותר. ישנם קטיוני נתרן Na+ ואניונים של שארית החומצה של חומצה הידרוכלורית Cl-. חלקיקים בעלי מטען הפוך נמשכים ויוצרים חומר בעל סריג גביש יוני. קטיוני נתרן קטנים ממוקמים בין אניונים כלוריים גדולים. מספר החלקיקים החיוביים בההרכב של נתרן כלורי שווה למספר השליליים, החומר בכללותו ניטרלי.
נוסחה כימית. מלח שולחן והליט
מלחים הם חומרים יוניים מורכבים ששמם מתחיל בשם שארית החומצה. הנוסחה למלח שולחני היא NaCl. גיאולוגים קוראים למינרל בהרכב זה "הליט", וסלע משקע נקרא "מלח סלע". מונח כימי מיושן שמשתמשים בו לעתים קרובות בתעשייה הוא "נתרן כלורי". חומר זה היה ידוע לאנשים מאז ימי קדם, הוא נחשב פעם "זהב לבן". תלמידי בית ספר ותלמידים מודרניים, כאשר קוראים את משוואות התגובות המערבות נתרן כלורי, קוראים לסימנים כימיים ("נתרן כלורי").
בואו נבצע חישובים פשוטים באמצעות הנוסחה של החומר:
1) Mr (NaCl)=Ar (Na) + Ar (Cl)=22.99 + 35.45=58.44.
המשקל המולקולרי היחסי הוא 58.44 (באמו).
2) המסה המולרית שווה מספרית למשקל המולקולרי, אבל לערך זה יש יחידות של גרם/מול: M (NaCl)=58.44 גרם/מול.
3) דגימה של 100 גרם של מלח מכילה 60.663 גרם של אטומי כלור ו-39.337 גרם של אטומי נתרן.
מאפיינים פיזיים של מלח שולחני
גבישים שבירים של הליט - חסר צבע או לבן. בטבע יש גם מרבצים של מלח סלעים, הצבועים באפור, צהוב או כחול. לפעמים לחומר המינרלי יש גוון אדום, הנובע מסוגי וכמות הזיהומים. הקשיות של הליט בסולם Mohs היא רק 2-2.5, הזכוכית משאירה קו על פני השטח שלה.
פרמטרים פיזיקליים אחרים של נתרן כלורי:
- ריח - נעדר;
- טעם - מלוח;
- צפיפות - 2, 165 גרם/סמ"ק (20 מעלות צלזיוס);
- נקודת התכה - 801 מעלות צלזיוס;
- נקודת רתיחה - 1413 מעלות צלזיוס;
- מסיסות במים - 359 גרם/ליטר (25 מעלות צלזיוס);
השגת נתרן כלורי במעבדה
כאשר נתרן מתכתי מגיב עם כלור גזי במבחנה, נוצר חומר לבן - נתרן כלורי NaCl (נוסחת מלח נפוצה).
כימיה נותנת מושג על דרכים שונות להשיג את אותה תרכובת. הנה כמה דוגמאות:
תגובת ניטרול: NaOH (aq.) + HCl=NaCl + H2O.
תגובת Redox בין מתכת לחומצה:
2Na + 2HCl=2NaCl + H2.
פעולת חומצה על תחמוצת מתכת: Na2O + 2HCl (aq.)=2NaCl + H2O
עקירה של חומצה חלשה מתמיסת המלח שלה בחזקה יותר:
Na2CO3 + 2HCl (aq.)=2NaCl + H2 O + CO2 (גז).
לשימוש תעשייתי, כל השיטות הללו יקרות ומסובכות מדי.
ייצור מלח שולחני
אפילו עם שחר הציוויליזציה, אנשים ידעו שאחרי המלחה, בשר ודגים מחזיקים מעמד זמן רב יותר. גבישי הלייט שקופים בעלי צורה רגילה שימשו בכמה מדינות עתיקות במקום כסף והיו שווים את משקלם בזהב. חיפוש ופיתוח של מרבצי הליטמאפשרים לענות על הצרכים ההולכים וגדלים של האוכלוסייה והתעשייה. המקורות הטבעיים החשובים ביותר למלח שולחן:
- משקעים של המינרל הלייט במדינות שונות;
- מי הימים, האוקיינוסים ואגמי המלח;
- שכבות וקרום של מלח סלעים על גדות מאגרים מלוחים;
- גבישי הליט על קירות מכתשים געשיים;
- ביצות מלח.
התעשייה משתמשת בארבע דרכים עיקריות לייצור מלח שולחני:
- שטיפה של הליט מהשכבה התת-קרקעית, אידוי של התמלחת שנוצרה;
- מכרות מלח;
- איידוי מי ים או תמלחת מאגמי מלח (77% מהמסה של השארית היבשה היא נתרן כלורי);
- שימוש בתוצר לוואי של התפלה.
מאפיינים כימיים של נתרן כלורי
בהרכבו, NaCl הוא מלח ממוצע הנוצר על ידי אלקלי וחומצה מסיסה. נתרן כלורי הוא אלקטרוליט חזק. המשיכה בין יונים כל כך חזקה שרק ממיסים קוטביים יכולים להרוס אותה. במים, סריג הגביש היוני של חומר מתפרק, קטיונים ואניונים משתחררים (Na+, Cl-). נוכחותם נובעת מהמוליכות החשמלית, שיש לה תמיסה של מלח רגיל. הנוסחה במקרה זה כתובה באותו אופן כמו לחומר יבש - NaCl. אחת התגובות האיכותיות לקטיון הנתרן היא הצבע הצהוב של להבת המבער. לתוצאות ניסיוןאתה צריך לחייג מעט מלח קשה על לולאת חוט נקייה ולהוסיף אותו לחלק האמצעי של הלהבה. התכונות של מלח שולחן קשורות גם לתכונה של האניון, המורכבת בתגובה איכותית ליון הכלוריד. בעת אינטראקציה עם חנקתי כסף בתמיסה, משקע לבן של כסף כלוריד משקע (תמונה). מימן כלורי נעקר מהמלח על ידי חומצות חזקות יותר מאשר הידרוכלורי: 2NaCl + H2SO4=Na2SO4 + 2HCl. בתנאים רגילים, נתרן כלורי אינו עובר הידרוליזה.
שדות יישום של מלח סלעים
נתרן כלורי מוריד את נקודת ההיתוך של הקרח, ולכן משתמשים במלח ובחול בכבישים ובמדרכות בחורף. הוא סופג כמות גדולה של זיהומים, תוך הפשרה מזהמת נהרות ונחלים. מלח כבישים גם מאיץ את תהליך הקורוזיה של מרכבי מכוניות ופוגע בעצים הנטועים לצד כבישים. בתעשייה הכימית, נתרן כלורי משמש כחומר גלם לקבוצה גדולה של כימיקלים:
- חומצה הידרוכלורית;
- מתכת נתרן;
- גז כלור;
- סודה קאוסטית ותרכובות אחרות.
בנוסף, מלח שולחני משמש לייצור סבונים וצבעים. כחומר חיטוי למזון, הוא משמש לשימורים, כבישת פטריות, דגים וירקות. כדי להילחם בהפרעות בלוטת התריס באוכלוסייה, הנוסחה של מלח שולחן מועשרת על ידי הוספת תרכובות יוד בטוחות, למשל, KIO3, KI, NaI. תוספי מזון כאלה תומכים בייצור הורמון בלוטת התריס, מונעים מחלותזפק אנדמי.
חשיבותו של נתרן כלורי לגוף האדם
הנוסחה של מלח שולחן, הרכבו הפך חיוני לבריאות האדם. יוני נתרן מעורבים בהעברת דחפים עצביים. אניוני כלור נחוצים לייצור חומצה הידרוכלורית בקיבה. אבל יותר מדי מלח במזון עלול להוביל ליתר לחץ דם ולהגביר את הסיכון לפתח מחלות לב וכלי דם. ברפואה, עם איבוד דם גדול, מזריקים לחולים תמיסת מלח פיזיולוגית. כדי להשיג אותו, 9 גרם של נתרן כלורי מומס בליטר אחד של מים מזוקקים. גוף האדם זקוק לאספקה רציפה של חומר זה עם מזון. מלח מופרש דרך איברי ההפרשה והעור. התכולה הממוצעת של נתרן כלורי בגוף האדם היא כ-200 גרם. האירופאים צורכים כ-2-6 גרם מלח שולחן ביום, במדינות חמות נתון זה גבוה יותר עקב הזעה גבוהה יותר.
