Natriumkloridi
Tuttujen kotimaisten käyttötarkoitusten lisäksi suolan noin 250 miljoonan tonnin vuosituotannon (vuoden 2008 tiedot) hallitsevampia käyttökohteita ovat kemikaalit ja jäänpoisto.
Kemikaalien tuotantoTied. muokkaa
Suolaa käytetään suoraan tai epäsuorasti monien kemikaalien tuotannossa, jotka kuluttavat suurimman osan maailman tuotannosta.
Kloori-alkaliteollisuusTied. muokkaus
Se on lähtökohta kloorialkaliprosessille eli teolliselle prosessille, jolla tuotetaan klooria ja natriumhydroksidia kemiallisen yhtälön
mukaisesti 2 NaCl + 2 H2O → Cl2 + H2 + 2 NaOH
Tämä elektrolyysi suoritetaan joko elohopeakennossa, kalvokennossa tai kalvokennossa. Kukin näistä käyttää eri menetelmää kloorin erottamiseksi natriumhydroksidista. Muita tekniikoita on kehitteillä elektrolyysin suuren energiankulutuksen vuoksi, jolloin pienillä parannuksilla tehokkuudessa voi olla suuri taloudellinen kannattavuus. Kloorin käyttökohteita ovat esimerkiksi PVC, desinfiointiaineet ja liuottimet. Natriumhydroksidi mahdollistaa teollisuuden, joka tuottaa paperia, saippuaa ja alumiinia.
Soodateollisuus Muokkaa
Natriumkloridia käytetään Solvay-prosessissa natriumkarbonaatin ja kalsiumkloridin tuottamiseen. Natriumkarbonaattia puolestaan käytetään lasin, natriumbikarbonaatin ja väriaineiden sekä lukemattomien muiden kemikaalien valmistukseen. Mannheim-prosessissa ja Hargreaves-prosessissa natriumkloridia käytetään natriumsulfaatin ja suolahapon valmistukseen.
StandardEdit
Natriumkloridilla on kansainvälinen standardi, jonka on luonut ASTM International. Standardin nimi on ASTM E534-13, ja se on standardoidut testimenetelmät natriumkloridin kemialliseen analyysiin. Näissä luetelluissa menetelmissä esitetään menettelyt natriumkloridin analysoimiseksi sen määrittämiseksi, soveltuuko natriumkloridi käyttötarkoitukseensa ja sovellukseensa.
Erilaiset teolliset käyttötarkoituksetMuokkaa
Natriumkloridia käytetään paljon, joten suhteellisen vähäisetkin sovellukset voivat kuluttaa valtavia määriä. Öljyn- ja kaasunetsinnässä suola on tärkeä komponentti porausnesteissä porauskaivojen porauksessa. Sitä käytetään flokkuloimaan ja lisäämään porausnesteen tiheyttä, jotta voidaan voittaa korkeat porauskaasupaineet. Aina kun pora osuu suolamuodostumaan, porausnesteeseen lisätään suolaa liuoksen kyllästämiseksi, jotta liukeneminen suolakerroksessa olisi mahdollisimman vähäistä. Suolaa käytetään myös lisäämään betonin kovettumista sementtikoteloissa.
Tekstiili- ja värjäysalalla suolaa käytetään suolaliuoksen huuhteluvetenä orgaanisten epäpuhtauksien erottamiseksi, väriainesaostumien ”suolaantumisen” edistämiseksi ja väkeviin väriaineisiin sekoittamiseksi niiden vakioimiseksi. Yksi sen tärkeimmistä tehtävistä on tarjota positiivinen ionivaraus, joka edistää väriaineiden negatiivisesti varautuneiden ionien imeytymistä.
Suolaa käytetään myös alumiinin, berylliumin, kuparin, teräksen ja vanadiinin käsittelyssä. Massa- ja paperiteollisuudessa suolaa käytetään puumassan valkaisuun. Siitä valmistetaan myös natriumkloraattia, jota lisätään yhdessä rikkihapon ja veden kanssa klooridioksidin valmistukseen, joka on erinomainen happipohjainen valkaisukemikaali. Klooridioksidiprosessi, joka sai alkunsa Saksasta ensimmäisen maailmansodan jälkeen, on yleistymässä, koska ympäristöpaineita kloorattujen valkaisuyhdisteiden vähentämiseksi tai poistamiseksi on lisätty. Parkituksessa ja nahankäsittelyssä suolaa lisätään eläinten nahkoihin estämään mikrobitoimintaa nahkojen alapinnalla ja houkuttelemaan kosteutta takaisin nahkoihin.
Kuminvalmistuksessa suolaa käytetään buna-, neopreeni ja valkoisten kumityyppien valmistukseen. Suolaliuosta ja rikkihappoa käytetään klooributadieenista valmistetun emulgoidun lateksin koaguloimiseen.
Suolaa lisätään myös maaperän lujittamiseen ja lujittamaan perustuksia, joiden varaan moottoriteitä rakennetaan. Suola toimii minimoidakseen kosteuden ja liikennekuormituksen muutosten pohjamaassa aiheuttamien siirtymien vaikutuksia.
Natriumkloridia käytetään joskus halpana ja turvallisena kuivausaineena sen hygroskooppisten ominaisuuksien vuoksi, mikä on tehnyt suolaamisesta historiallisesti tehokkaan elintarvikesäilytysmenetelmän; suola imee osmoottisen paineen avulla vettä bakteereista ja estää niitä lisääntymästä, mikä on merkittävä elintarvikkeiden pilaantumisen lähde. Vaikka tehokkaampia kuivausaineita on saatavilla, vain harvat niistä ovat turvallisia ihmisten nautittavaksi.
Veden pehmentäminen Muokkaa
Kovassa vedessä on kalsium- ja magnesiumioneja, jotka häiritsevät saippuan toimintaa ja edistävät kalkin tai emäksisten mineraalikerrostumien muodostumista kotitalous- ja teollisuuslaitteisiin ja putkiin. Kaupallisissa ja kotitalouksien vedenpehmennyslaitteissa käytetään ioninvaihtohartseja kovuutta aiheuttavien ionien poistamiseen. Näitä hartseja tuotetaan ja regeneroidaan natriumkloridilla.
TiesuolaEdit
Tiesuolan toinen tärkeä käyttökohde on teiden jäänpoisto ja jäänesto sekä hiekoituslaatikoissa olevissa hiekkasäiliöissä että talvihoitoajoneuvojen levittäminä. Ennen lumisadetta tiet ”jäänestetään” optimaalisesti suolaliuoksella (väkevä suolaliuos vedessä), joka estää lumijään ja tienpinnan välisen sidoksen. Tällä menettelyllä vältetään runsas suolan käyttö lumisateen jälkeen. Jäänpoistoon käytetään suolaliuoksen ja suolan seoksia, joskus myös muita aineita, kuten kalsiumkloridia ja/tai magnesiumkloridia. Suolan tai suolaveden käyttö muuttuu tehottomaksi alle -10 °C:n lämpötilassa.
Jäänpoistoon käytettävä suola tulee Yhdistyneessä kuningaskunnassa pääasiassa yhdestä ainoasta kaivoksesta Winsfordissa Cheshiressä. Ennen jakelua siihen sekoitetaan <100 ppm natriumferrosyanidia paakkuuntumisenestoaineena, jonka ansiosta vuorisuola voi valua vapaasti hiekoitusajoneuvoista, vaikka se on varastoitu ennen käyttöä. Viime vuosina tätä lisäainetta on käytetty myös ruokasuolassa. Tiesuolassa on käytetty muita lisäaineita kokonaiskustannusten alentamiseksi. Esimerkiksi Yhdysvalloissa kivisuolaan sekoitettiin sokerijuurikkaan jalostuksen sivutuotteena syntyvää hiilihydraattiliuosta, joka tarttui tienpintaan noin 40 prosenttia paremmin kuin pelkkä irtonainen kivisuola. Koska se pysyi pidempään tiellä, käsittelyä ei tarvinnut toistaa useita kertoja, mikä säästi aikaa ja rahaa.
Fysikaalisen kemian teknisessä mielessä vesi-suolaseoksen pienin jäätymispiste on -21,12 °C (-6,02 °F), kun suolaa on 23,31 painoprosenttia. Jäätyminen lähellä tätä pitoisuutta on kuitenkin niin hidasta, että eutektinen piste -22,4 °C (-8,3 °F) saavutetaan noin 25 painoprosenttia suolaa sisältävällä suolalla.
YmpäristövaikutuksetMuutos
Tiesuola päätyy makean veden vesistöihin ja voi vahingoittaa vesikasveja ja -eläimiä häiritsemällä niiden osmoregulaatiokykyä. Suolan kaikkialle ulottuva esiintyminen on ongelma kaikissa rannikkopinnoitussovelluksissa, sillä loukkuun jääneet suolat aiheuttavat suuria tartuntaongelmia. Merenkulkuviranomaiset ja laivanrakentajat valvovat pintojen suolapitoisuuksia rakentamisen aikana. Pintojen enimmäissuolapitoisuudet riippuvat viranomaisesta ja sovelluksesta. Useimmiten käytetään IMO:n sääntöä, jossa suolapitoisuudeksi asetetaan enintään 50 mg/m2 liukoisia suoloja natriumkloridina mitattuna. Nämä mittaukset tehdään Bresle-testin avulla. Suolaantuminen (lisääntyvä suolapitoisuus eli makean veden suolaantumissyndrooma) ja sitä seuraava metallien lisääntynyt huuhtoutuminen on jatkuva ongelma kaikkialla Pohjois-Amerikassa ja Euroopan makeissa vesistöissä.
Väylien jäänpoistossa suola on yhdistetty siltakansistojen, moottoriajoneuvojen, raudoitustankojen ja -lankojen sekä teiden rakentamisessa käytettävien suojaamattomien teräsrakenteiden syöpymiseen. Pintavalunta, ajoneuvojen ruiskutus ja tuulen aiheuttamat vaikutukset vaikuttavat myös maaperään, tienvarsikasvillisuuteen sekä paikallisiin pinta- ja pohjavesivaroihin. Vaikka huippukäytön aikana on havaittu todisteita suolan kuormituksesta ympäristöön, kevätsateet ja sulamiset laimentavat yleensä natriumpitoisuuksia alueella, jonne suolaa levitettiin. Vuonna 2009 tehdyssä tutkimuksessa todettiin, että noin 70 prosenttia Minneapolisin ja St Paulin metropolialueella levitettävästä tiesuolasta jää paikalliseen vesistöön.
KorvaaminenMuutos
Jotkut virastot korvaavat tiesuolan oluella, melassilla ja punajuurimehulla. Lentoyhtiöt käyttävät enemmän glykolia ja sokeria suolapohjaisten liuosten sijaan jäänpoistossa.
Elintarviketeollisuus ja maatalousEdit
Monet mikro-organismit eivät voi elää suolaisessa ympäristössä: vesi poistuu niiden soluista osmoosin avulla. Tästä syystä suolaa käytetään joidenkin elintarvikkeiden, kuten pekonin, kalan tai kaalin, säilömiseen.
Suolaa lisätään elintarvikkeisiin joko elintarvikkeen tuottajan tai kuluttajan toimesta arominvahventeena, säilöntäaineena, sideaineena, käymistä hillitsevänä lisäaineena, koostumusta säätelevänä aineena ja värin kehittäjänä. Elintarviketeollisuuden suolan kulutus jakautuu kulutuksen mukaan alenevassa järjestyksessä muuhun elintarviketeollisuuteen, lihapakkaamoihin, säilykkeisiin, leipomoihin, meijerituotteisiin ja viljamyllytuotteisiin. Suolaa lisätään pekonin, kinkun ja muiden lihajalosteiden värin kehittymisen edistämiseksi. Säilöntäaineena suola estää bakteerien kasvua. Suola toimii sideaineena makkaroissa muodostaen lihan, rasvan ja kosteuden muodostaman sitovan geelin. Suola toimii myös arominvahventeena ja mureuttajana.
Monissa meijeriteollisuuksissa suolaa lisätään juustoihin värin, käymisen ja rakenteen säätelijänä. Maitotuotteiden alasektoriin kuuluvat yritykset, jotka valmistavat kermavoita, tiivistettyä ja haihdutettua maitoa, pakastettuja jälkiruokia, jäätelöä, luonnonjuustoja ja sulatejuustoja sekä maitotuotteiden erikoisuuksia. Säilykkeiden valmistuksessa suolaa lisätään pääasiassa arominvahventeena ja säilöntäaineena. Sitä käytetään myös muiden ainesosien kantaja-aineena, kuivausaineena, entsyymien estäjänä ja mureuttajana. Leivonnassa suolaa lisätään leipätaikinan käymisnopeuden säätelemiseksi. Sitä käytetään myös vahvistamaan gluteenia (elastinen proteiini-vesi-kompleksi tietyissä taikinoissa) ja makua parantavana aineena, esimerkiksi leivonnaisten täytteenä. Elintarviketeollisuuden luokkaan kuuluvat myös viljamyllytuotteet. Näihin tuotteisiin kuuluu jauhojen ja riisin jauhaminen sekä vilja-aamiaisruokien ja sekoitettujen tai valmistettujen jauhojen valmistus. Suolaa käytetään myös mausteena esim. perunalastuissa, rinkeleissä, kissan- ja koiranruoassa.
Natriumkloridia käytetään eläinlääketieteessä oksentelua aiheuttavana aineena. Se annetaan lämpimänä kylläisenä liuoksena. Emesis voidaan aiheuttaa myös asettamalla nieluun pieni määrä tavallista suolaa tai suolakiteitä.
LääketiedeEdit
Natriumkloridia käytetään yhdessä veden kanssa yhtenä suonensisäisen hoidon ensisijaisista liuoksista. Nenäsumute sisältää usein suolaliuosta.
PalontorjuntaEdit
Natriumkloridi on pääasiallinen sammutusaine palavien metallien, kuten magnesium-, kalium-, natrium-, natrium- ja NaK-seosten (D-luokka), palopaloissa käytetyissä palosammuttimissa (Met-L-X, Super D). Seokseen lisätään lämpömuovipulveria sekä vedenpitäviä (metallistearaatit) ja paakkuuntumisenestoaineita (trikalsiumfosfaatti), jotka muodostavat sammutusaineen. Kun suolaa levitetään tulipaloon, se toimii kuin lämpönielu, joka haihduttaa lämpöä tulipalosta, ja muodostaa myös happea poissulkevan kuoren, joka tukahduttaa tulipalon. Muovilisäaine sulaa ja auttaa kuorta säilyttämään eheytensä, kunnes palava metalli jäähtyy alle syttymislämpötilan. Tämäntyyppinen sammutin keksittiin 1940-luvun lopulla patruunakäyttöisenä yksikkönä, mutta nykyään suositaan myös paineistettuja versioita. Yleiset koot ovat 14 kg:n (30 paunan) kannettava ja 160 kg:n (350 paunan) pyörillä varustettu.
PuhdistusaineEdit
Vähintäänkin keskiajalta lähtien ihmiset ovat käyttäneet suolaa kotitalouksien pinnoille hierottuna puhdistusaineena. Sitä käytetään myös monissa shampoo- ja hammastahnamerkeissä sekä suosiossa ajoteiden ja jäälaikkujen jäänpoistoon.
Optinen käyttöMuokkaa
Virheettömien NaCl-kiteiden optinen läpäisykyky on noin 90 % infrapunavalolle, erityisesti 200 nm:n ja 20 µm:n välillä. Siksi niitä on käytetty optisissa komponenteissa (ikkunoissa ja prismoissa), jotka toimivat tällä spektrialueella, jossa on vain vähän ei-absorboivia vaihtoehtoja ja jossa mikroskooppisten epäyhtenäisyyksien puuttumista koskevat vaatimukset eivät ole yhtä tiukkoja kuin näkyvällä alueella. Vaikka NaCl-kiteet ovat edullisia, ne ovat pehmeitä ja hygroskooppisia – kun ne altistuvat ympäröivälle ilmalle, ne peittyvät vähitellen ”pakkasella”. Tämä rajoittaa NaCl:n käytön kuiviin ympäristöihin, tyhjiötiiviisiin kokoonpanotiloihin tai lyhytaikaiseen käyttöön, kuten prototyyppien valmistukseen. Nykyään NaCl:n sijasta infrapunaspektrin alueella käytetään NaCl:n sijasta materiaaleja, kuten sinkkiselenidiä (ZnSe), jotka ovat mekaanisesti vahvempia ja vähemmän herkkiä kosteudelle.