Cloruro di sodio
Oltre ai familiari usi domestici del sale, le applicazioni più dominanti della produzione di circa 250 milioni di tonnellate all’anno (dati 2008) includono i prodotti chimici e lo sbrinamento.
Produzione di prodotti chimiciModifica
Il sale è utilizzato, direttamente o indirettamente, nella produzione di molti prodotti chimici, che consumano la maggior parte della produzione mondiale.
Industria dei cloro-alcaliModifica
E’ il punto di partenza del processo cloralcalino, il processo industriale per produrre cloro e idrossido di sodio, secondo l’equazione chimica
2 NaCl + 2 H2O → Cl2 + H2 + 2 NaOH
Questa elettrolisi è condotta in una cella a mercurio, una cella a diaframma, o una cella a membrana. Ognuno di questi utilizza un metodo diverso per separare il cloro dall’idrossido di sodio. Altre tecnologie sono in fase di sviluppo a causa dell’alto consumo di energia dell’elettrolisi, per cui piccoli miglioramenti nell’efficienza possono avere grandi ritorni economici. Alcune applicazioni del cloro includono PVC, disinfettanti e solventi. L’idrossido di sodio permette alle industrie che producono carta, sapone e alluminio.
Industria della soda-cenereModifica
Il cloruro di sodio è usato nel processo Solvay per produrre carbonato di sodio e cloruro di calcio. Il carbonato di sodio, a sua volta, è usato per produrre vetro, bicarbonato di sodio e coloranti, così come una miriade di altri prodotti chimici. Nel processo Mannheim e nel processo Hargreaves, il cloruro di sodio è usato per la produzione di solfato di sodio e acido cloridrico.
StandardModifica
Il cloruro di sodio ha uno standard internazionale creato da ASTM International. Lo standard si chiama ASTM E534-13 ed è il metodo di prova standard per l’analisi chimica del cloruro di sodio. Questi metodi elencati forniscono procedure per analizzare il cloruro di sodio per determinare se è adatto per l’uso e l’applicazione previsti.
Usi industriali variModifica
Il cloruro di sodio è molto usato, quindi anche applicazioni relativamente minori possono consumare quantità enormi. Nell’esplorazione del petrolio e del gas, il sale è un componente importante dei fluidi di perforazione nella perforazione dei pozzi. Viene usato per flocculare e aumentare la densità del fluido di perforazione per superare le alte pressioni del gas in profondità. Ogni volta che un trapano colpisce una formazione salina, il sale viene aggiunto al fluido di perforazione per saturare la soluzione al fine di minimizzare la dissoluzione all’interno dello strato salino. Il sale è anche usato per aumentare l’indurimento del calcestruzzo nei rivestimenti cementati.
Nei tessuti e nella tintura, il sale è usato come salamoia per separare i contaminanti organici, per promuovere la “salatura” dei precipitati di coloranti, e per mescolarsi con coloranti concentrati per standardizzarli. Uno dei suoi ruoli principali è quello di fornire la carica ionica positiva per promuovere l’assorbimento degli ioni caricati negativamente dei coloranti.
Si usa anche nella lavorazione di alluminio, berillio, rame, acciaio e vanadio. Nell’industria della cellulosa e della carta, il sale è usato per sbiancare la pasta di legno. Viene anche usato per fare il clorato di sodio, che viene aggiunto insieme all’acido solforico e all’acqua per produrre il biossido di cloro, un eccellente prodotto chimico di sbiancamento a base di ossigeno. Il processo del diossido di cloro, nato in Germania dopo la prima guerra mondiale, sta diventando più popolare a causa delle pressioni ambientali per ridurre o eliminare i composti sbiancanti clorurati. Nella concia e nel trattamento del cuoio, il sale viene aggiunto alle pelli animali per inibire l’attività microbica sul lato inferiore delle pelli e per attirare l’umidità nelle pelli.
Nella fabbricazione della gomma, il sale è usato per fare tipi di buna, neoprene e gomma bianca. La salamoia di sale e l’acido solforico sono usati per coagulare un lattice emulsionato fatto di butadiene clorurato.
Il sale è anche aggiunto per fissare il terreno e per fornire fermezza alle fondamenta su cui sono costruite le strade. Il sale agisce per minimizzare gli effetti dello spostamento causato nel sottosuolo dai cambiamenti di umidità e dal carico di traffico.
Il cloruro di sodio è talvolta usato come essiccante economico e sicuro a causa delle sue proprietà igroscopiche, rendendo la salatura un metodo efficace per la conservazione del cibo storicamente; il sale tira fuori l’acqua dai batteri attraverso la pressione osmotica, impedendo loro di riprodursi, una delle principali fonti di deterioramento del cibo. Anche se sono disponibili essiccanti più efficaci, pochi sono sicuri per gli esseri umani da ingerire.
Addolcimento dell’acquaModifica
L’acqua dura contiene ioni di calcio e magnesio che interferiscono con l’azione del sapone e contribuiscono all’accumulo di una scala o pellicola di depositi minerali alcalini nelle attrezzature e nei tubi domestici e industriali. Le unità di addolcimento dell’acqua commerciali e residenziali usano resine a scambio ionico per rimuovere gli ioni colpevoli che causano la durezza. Queste resine sono generate e rigenerate usando cloruro di sodio.
Sale stradaleModifica
La seconda applicazione principale del sale è per lo sbrinamento e l’antighiaccio delle strade, sia nei bidoni di graniglia che sparso dai veicoli dei servizi invernali. In previsione delle nevicate, le strade sono ottimamente “antighiacciate” con salamoia (soluzione concentrata di sale in acqua), che impedisce l’adesione tra la neve-ghiaccio e la superficie stradale. Questa procedura evita l’uso massiccio di sale dopo la nevicata. Per lo sghiacciamento, si usano miscele di salamoia e sale, a volte con agenti aggiuntivi come il cloruro di calcio e/o il cloruro di magnesio. L’uso del sale o della salamoia diventa inefficace sotto i -10 °C (14 °F).
Il sale per lo sbrinamento nel Regno Unito proviene principalmente da una singola miniera a Winsford nel Cheshire. Prima della distribuzione viene mescolato con <100 ppm di ferrocianuro di sodio come agente antiagglomerante, che permette al salgemma di scorrere liberamente fuori dai veicoli di spargimento nonostante sia stato stoccato prima dell’uso. Negli ultimi anni questo additivo è stato usato anche nel sale da cucina. Altri additivi sono stati usati nel sale stradale per ridurre i costi totali. Per esempio, negli Stati Uniti, una soluzione di carboidrati sottoprodotto della lavorazione della barbabietola da zucchero è stata mescolata al salgemma e ha aderito alle superfici stradali circa il 40% meglio del solo salgemma sciolto. Poiché rimaneva sulla strada più a lungo, il trattamento non doveva essere ripetuto più volte, risparmiando tempo e denaro.
In termini tecnici di chimica fisica, il punto di congelamento minimo di una miscela acqua-sale è -21,12 °C (-6,02 °F) per 23,31 wt% di sale. Il congelamento vicino a questa concentrazione è comunque così lento che il punto eutettico di -22,4 °C (-8,3 °F) può essere raggiunto con circa 25 wt% di sale.
Effetti ambientaliModifica
Il sale stradale finisce nei corpi d’acqua dolce e potrebbe danneggiare le piante e gli animali acquatici disturbando la loro capacità di osmoregolazione. L’onnipresenza del sale pone un problema in qualsiasi applicazione di rivestimento costiero, poiché i sali intrappolati causano grandi problemi di adesione. Le autorità navali e i costruttori di navi monitorano le concentrazioni di sale sulle superfici durante la costruzione. Le concentrazioni massime di sale sulle superfici dipendono dall’autorità e dall’applicazione. Il regolamento IMO è il più usato e fissa i livelli di sale a un massimo di 50 mg/m2 di sali solubili misurati come cloruro di sodio. Queste misurazioni sono fatte per mezzo di un test di Bresle. La salinizzazione (aumento della salinità, nota come sindrome da salinizzazione dell’acqua dolce) e il conseguente aumento della lisciviazione dei metalli è un problema in corso in tutto il Nord America e nei corsi d’acqua dolci europei.
Nel de-icing delle autostrade, il sale è stato associato alla corrosione dei ponti, dei veicoli a motore, delle barre e dei fili di rinforzo e delle strutture in acciaio non protette utilizzate nella costruzione delle strade. Il deflusso superficiale, l’irrorazione dei veicoli e le azioni del vento influenzano anche il suolo, la vegetazione stradale e le forniture locali di acqua superficiale e sotterranea. Anche se sono state trovate prove di carico ambientale di sale durante i picchi di utilizzo, le piogge e i disgeli primaverili di solito diluiscono le concentrazioni di sodio nell’area in cui è stato applicato il sale. Uno studio del 2009 ha scoperto che circa il 70% del sale stradale applicato nell’area metropolitana di Minneapolis-St Paul viene trattenuto nello spartiacque locale.
SostituzioneModifica
Alcune agenzie stanno sostituendo birra, melassa e succo di barbabietola al posto del sale stradale. Le compagnie aeree utilizzano più glicole e zucchero piuttosto che soluzioni a base di sale per lo sbrinamento.
Industria alimentare e agricolturaModifica
Molti microorganismi non possono vivere in un ambiente salato: l’acqua viene estratta dalle loro cellule per osmosi. Per questa ragione il sale è usato per conservare alcuni alimenti, come la pancetta, il pesce o il cavolo.
Il sale è aggiunto al cibo, sia dal produttore che dal consumatore, come esaltatore di sapore, conservante, legante, additivo per il controllo della fermentazione, agente per il controllo della consistenza e sviluppatore di colore. Il consumo di sale nell’industria alimentare è suddiviso, in ordine decrescente di consumo, in altre lavorazioni alimentari, confezioni di carne, conserve, prodotti da forno, lattiero-caseari e mulini per cereali. Il sale viene aggiunto per promuovere lo sviluppo del colore nella pancetta, nel prosciutto e in altri prodotti di carne lavorati. Come conservante, il sale inibisce la crescita dei batteri. Il sale agisce come legante nelle salsicce per formare un gel vincolante composto da carne, grasso e umidità. Il sale agisce anche come esaltatore di sapore e come ammorbidente.
In molte industrie casearie, il sale viene aggiunto al formaggio come agente di controllo del colore, della fermentazione e della consistenza. Il sottosettore lattiero-caseario include aziende che producono burro di latteria, latte condensato ed evaporato, dessert congelati, gelati, formaggi naturali e lavorati e prodotti caseari speciali. Nell’inscatolamento, il sale viene aggiunto principalmente come esaltatore di sapore e conservante. Viene anche usato come vettore di altri ingredienti, agente disidratante, inibitore di enzimi e ammorbidente. Nella cottura, il sale viene aggiunto per controllare il tasso di fermentazione nell’impasto del pane. Viene anche usato per rafforzare il glutine (il complesso elastico proteina-acqua in certi impasti) e come esaltatore di sapore, come guarnizione sui prodotti da forno. La categoria della trasformazione alimentare contiene anche prodotti di macinazione del grano. Questi prodotti consistono nella macinazione della farina e del riso e nella produzione di alimenti per la colazione a base di cereali e di farina miscelata o preparata. Il sale è anche usato come agente di condimento, per esempio nelle patatine, nei pretzel, nel cibo per cani e gatti.
Il cloruro di sodio è usato in medicina veterinaria come agente che provoca emesi. Viene dato come soluzione satura calda. L’emesi può anche essere causata dal posizionamento faringeo di piccole quantità di sale semplice o di cristalli di sale.
MedicinaModifica
Il cloruro di sodio è usato insieme all’acqua come una delle soluzioni principali per la terapia endovenosa. Lo spray nasale contiene spesso una soluzione salina.
AntincendioModifica
Il cloruro di sodio è il principale agente estinguente negli estintori (Met-L-X, Super D) usati su fuochi di metalli combustibili come magnesio, potassio, sodio e leghe NaK (classe D). La polvere termoplastica viene aggiunta alla miscela, insieme a materiali impermeabilizzanti (stearati metallici) e antiagglomeranti (fosfato tricalcico) per formare l’agente estinguente. Quando viene applicato al fuoco, il sale agisce come un dissipatore di calore, dissipando il calore dal fuoco, e forma anche una crosta che esclude l’ossigeno per soffocare il fuoco. L’additivo di plastica si scioglie e aiuta la crosta a mantenere la sua integrità fino a quando il metallo in fiamme si raffredda sotto la sua temperatura di accensione. Questo tipo di estintore è stato inventato alla fine degli anni ’40 come unità a cartuccia, anche se le versioni a pressione conservata sono ora popolari. Le dimensioni comuni sono 30 libbre (14 kg) portatili e 350 libbre (160 kg) su ruote.
CleanserEdit
Da almeno il Medioevo, la gente ha usato il sale come agente detergente strofinato sulle superfici domestiche. È anche usato in molte marche di shampoo, dentifricio e popolarmente per sghiacciare vialetti e chiazze di ghiaccio.
Uso otticoModifica
I cristalli di NaCl senza difetti hanno una trasmittanza ottica di circa il 90% per la luce infrarossa, in particolare tra 200 nm e 20 µm. Sono stati quindi utilizzati in componenti ottici (finestre e prismi) che operano in quella gamma spettrale, dove esistono poche alternative non assorbenti e dove i requisiti di assenza di disomogeneità microscopiche sono meno severi che nella gamma visibile. Anche se poco costosi, i cristalli di NaCl sono morbidi e igroscopici – quando sono esposti all’aria ambiente, si ricoprono gradualmente di “brina”. Questo limita l’applicazione del NaCl ad ambienti asciutti, aree di assemblaggio sigillate sotto vuoto o per usi a breve termine come la prototipazione. Oggi materiali come il seleniuro di zinco (ZnSe), che sono meccanicamente più forti e meno sensibili all’umidità, sono usati al posto del NaCl per la gamma spettrale dell’infrarosso.