Chlorek sodu
Oprócz znanych domowych zastosowań soli, bardziej dominujące zastosowania około 250 mln ton rocznej produkcji (dane z 2008 r.) obejmują chemikalia i odladzanie.
Produkcja chemikaliówEdit
Sól jest wykorzystywana, bezpośrednio lub pośrednio, w produkcji wielu chemikaliów, które pochłaniają większość światowej produkcji.
Przemysł chloro-alkalicznyEdit
Jest to punkt wyjścia dla procesu chloroalkalicznego, przemysłowego procesu wytwarzania chloru i wodorotlenku sodu, zgodnie z równaniem chemicznym
2 NaCl + 2 H2O → Cl2 + H2 + 2 NaOH
Ta elektroliza jest prowadzona w ogniwie rtęciowym, ogniwie przeponowym lub ogniwie membranowym. Każda z nich wykorzystuje inną metodę do oddzielenia chloru od wodorotlenku sodu. Inne technologie są w trakcie opracowywania ze względu na wysokie zużycie energii w procesie elektrolizy, dzięki czemu małe ulepszenia w wydajności mogą mieć duże korzyści ekonomiczne. Niektóre zastosowania chloru obejmują PCW, środki dezynfekujące i rozpuszczalniki. Wodorotlenek sodu umożliwia przemysłowi produkcję papieru, mydła i aluminium.
Przemysł sodowo-popiołowyEdit
Chlorek sodu jest używany w procesie Solvay’a do produkcji węglanu sodu i chlorku wapnia. Węglan sodu jest z kolei wykorzystywany do produkcji szkła, wodorowęglanu sodu i barwników, a także niezliczonej ilości innych substancji chemicznych. W procesie Mannheima i procesie Hargreavesa chlorek sodu jest używany do produkcji siarczanu sodu i kwasu solnego.
NormaEdit
Chlorek sodu ma międzynarodową normę, która jest tworzona przez ASTM International. Norma ta nosi nazwę ASTM E534-13 i jest standardem metod badawczych do analizy chemicznej chlorku sodu. Wymienione metody zapewniają procedury analizy chlorku sodu w celu określenia, czy jest on odpowiedni do zamierzonego użycia i zastosowania.
Różne zastosowania przemysłoweEdit
Chlorek sodu jest intensywnie wykorzystywany, więc nawet stosunkowo niewielkie zastosowania mogą pochłaniać ogromne ilości. W poszukiwaniach ropy i gazu, sól jest ważnym składnikiem płynów wiertniczych w wierceniu szybów. Używa się jej do flokulacji i zwiększenia gęstości płynu wiertniczego w celu pokonania wysokiego ciśnienia gazu w dole odwiertu. Za każdym razem, gdy wiertło trafia na formację solną, do płuczki wiertniczej dodaje się sól w celu nasycenia roztworu, aby zminimalizować rozpuszczanie się w warstwie solnej. Sól jest również używana do zwiększenia utwardzania betonu w obudowach cementowych.
W tekstyliach i farbiarstwie, sól jest używana jako płukanka solankowa do oddzielania zanieczyszczeń organicznych, do promowania „zasolenia” wytrąceń barwników oraz do mieszania ze skoncentrowanymi barwnikami w celu ich standaryzacji. Jednym z jego głównych zadań jest zapewnienie dodatniego ładunku jonowego w celu promowania absorpcji ujemnie naładowanych jonów barwników.
Jest on również stosowany w przetwarzaniu aluminium, berylu, miedzi, stali i wanadu. W przemyśle celulozowym i papierniczym sól jest używana do wybielania masy drzewnej. Stosuje się ją również do produkcji chloranu sodu, który dodaje się wraz z kwasem siarkowym i wodą do produkcji dwutlenku chloru, doskonałego środka wybielającego na bazie tlenu. Proces z użyciem dwutlenku chloru, który powstał w Niemczech po I wojnie światowej, staje się coraz bardziej popularny z powodu presji środowiskowej, aby zredukować lub wyeliminować chlorowane związki wybielające. W garbowaniu i obróbce skór, sól jest dodawana do skór zwierzęcych w celu zahamowania aktywności drobnoustrojów na spodniej stronie skór i przyciągnięcia wilgoci z powrotem do skór.
W produkcji gumy, sól jest używana do produkcji gumy typu buna, neoprenu i gumy białej. Solanka solna i kwas siarkowy są używane do koagulacji emulgowanego lateksu wykonanego z chlorowanego butadienu.
Sól jest również dodawana w celu zabezpieczenia gleby i zapewnienia twardości fundamentów, na których budowane są autostrady. Sól działa w celu zminimalizowania skutków przesunięć spowodowanych w podpowierzchni przez zmiany wilgotności i obciążenia ruchem.
Chlorek sodu jest czasami używany jako tani i bezpieczny środek osuszający ze względu na jego właściwości higroskopijne, co czyni solenie skuteczną metodą konserwacji żywności w historii; sól wyciąga wodę z bakterii poprzez ciśnienie osmotyczne, utrzymując je z reprodukcji, głównego źródła psucia się żywności. Nawet jeśli dostępne są bardziej skuteczne środki osuszające, niewiele z nich jest bezpiecznych do spożycia przez ludzi.
Zmiękczanie wodyEdit
Twarda woda zawiera jony wapnia i magnezu, które zakłócają działanie mydła i przyczyniają się do gromadzenia się kamienia lub warstwy alkalicznych osadów mineralnych w sprzęcie domowym i przemysłowym oraz w rurach. Komercyjne i mieszkaniowe jednostki zmiękczające wodę używają żywic jonowymiennych, aby usunąć obraźliwe jony, które powodują twardość. Żywice te są wytwarzane i regenerowane przy użyciu chlorku sodu.
Sól drogowaEdit
Drugim głównym zastosowaniem soli jest odladzanie i zapobieganie oblodzeniu dróg, zarówno w pojemnikach na piasek, jak i rozprowadzane przez pojazdy służb zimowych. W oczekiwaniu na opady śniegu drogi są optymalnie „odladzane” za pomocą solanki (stężony roztwór soli w wodzie), która zapobiega wiązaniu się śniegu z nawierzchnią drogi. Procedura ta pozwala uniknąć intensywnego stosowania soli po opadach śniegu. Do odladzania stosuje się mieszaniny solanki i soli, czasami z dodatkowymi środkami, takimi jak chlorek wapnia i/lub chlorek magnezu. Stosowanie soli lub solanki staje się nieskuteczne poniżej -10 °C (14 °F).
Sól do odladzania w Zjednoczonym Królestwie pochodzi głównie z jednej kopalni w Winsford w Cheshire. Przed dystrybucją miesza się ją z <100 ppm żelazocyjanku sodu jako środkiem przeciwzbrylającym, który umożliwia swobodny wypływ soli kamiennej z pojazdów do posypywania dróg pomimo jej składowania przed użyciem. W ostatnich latach dodatek ten był również stosowany w soli kuchennej. W soli drogowej stosowano również inne dodatki w celu obniżenia całkowitych kosztów. Na przykład w Stanach Zjednoczonych roztwór węglowodanów z przetwórstwa buraków cukrowych zmieszany z solą kamienną przylegał do powierzchni dróg o około 40% lepiej niż sama sól kamienna w postaci sypkiej. Ponieważ pozostawał na drodze dłużej, zabieg nie musiał być powtarzany kilka razy, oszczędzając czas i pieniądze.
W kategoriach technicznych chemii fizycznej, minimalna temperatura zamarzania mieszaniny wody i soli wynosi -21,12 °C (-6,02 °F) dla 23,31% masowych soli. Zamarzanie w pobliżu tego stężenia jest jednak tak powolne, że punkt eutektyczny wynoszący -22,4 °C (-8,3 °F) można osiągnąć przy około 25% masowych soli.
Skutki środowiskoweEdit
Sól drogowa trafia do zbiorników słodkowodnych i może zaszkodzić roślinom i zwierzętom wodnym, zaburzając ich zdolność osmoregulacji. Wszechobecność soli stanowi problem w każdej aplikacji powłok przybrzeżnych, ponieważ uwięzione sole powodują duże problemy z przyczepnością. Władze marynarki wojennej i konstruktorzy statków monitorują stężenie soli na powierzchniach podczas budowy. Maksymalne stężenia soli na powierzchniach zależą od władz i zastosowania. Najczęściej stosowane jest rozporządzenie IMO, które ustala poziom soli na maksymalnie 50 mg/m2 soli rozpuszczalnych mierzonych jako chlorek sodu. Pomiary te wykonuje się za pomocą testu Bresle’a. Zasolenie (rosnące zasolenie, aka zespół zasolenia wody słodkiej) i wynikające z niego zwiększone wypłukiwanie metali jest stałym problemem w Ameryce Północnej i europejskich słodkich drogach wodnych.
W odladzaniu autostrad, sól była związana z korozją pokładów mostów, pojazdów silnikowych, prętów zbrojeniowych i drutu oraz niezabezpieczonych konstrukcji stalowych używanych w budowie dróg. Spływy powierzchniowe, rozpylanie przez pojazdy i wiatr mają również wpływ na glebę, roślinność przydrożną oraz lokalne zasoby wód powierzchniowych i gruntowych. Chociaż znaleziono dowody na obciążenie środowiska solą podczas szczytowego zużycia, wiosenne deszcze i odwilże zwykle rozcieńczają stężenia sodu w obszarze, w którym zastosowano sól. Badanie z 2009 r. wykazało, że około 70% soli drogowej stosowanej w obszarze metropolitalnym Minneapolis-St Paul jest zatrzymywane w lokalnym dziale wodnym.
SubstitutionEdit
Niektóre agencje zastępują piwo, melasę i sok buraczany zamiast soli drogowej. Linie lotnicze wykorzystują więcej glikolu i cukru niż roztworów opartych na soli do odladzania.
Przemysł spożywczy i rolnictwoEdit
Wiele mikroorganizmów nie może żyć w słonym środowisku: woda jest wyciągana z ich komórek przez osmozę. Z tego powodu sól jest używana do konserwowania niektórych produktów spożywczych, takich jak bekon, ryby lub kapusta.
Sól jest dodawana do żywności, zarówno przez producenta żywności lub przez konsumenta, jako wzmacniacz smaku, konserwant, spoiwo, dodatek kontrolujący fermentację, środek kontrolujący teksturę i wywoływacz koloru. Zużycie soli w przemyśle spożywczym dzieli się, w kolejności malejącego zużycia, na inne produkty spożywcze, produkty do pakowania mięsa, produkty do konserwowania, pieczenia, produkty mleczarskie i produkty do mielenia ziarna. Sól jest dodawana w celu wspierania rozwoju koloru w bekonie, szynce i innych przetworzonych produktach mięsnych. Jako środek konserwujący, sól hamuje rozwój bakterii. W kiełbasach sól działa jako spoiwo, tworząc żel wiążący, składający się z mięsa, tłuszczu i wilgoci. Sól działa również jako wzmacniacz smaku i jako środek zmiękczający.
W wielu branżach mleczarskich, sól jest dodawana do sera jako środek kontrolujący kolor, fermentację i teksturę. Podsektor mleczarski obejmuje firmy produkujące masło śmietankowe, mleko skondensowane i odparowane, desery mrożone, lody, sery naturalne i przetworzone oraz specjalistyczne produkty mleczarskie. W konserwach sól jest dodawana głównie jako wzmacniacz smaku i środek konserwujący. Stosuje się ją również jako nośnik innych składników, środek odwadniający, inhibitor enzymów i środek zmiękczający. W piekarnictwie sól jest dodawana w celu kontrolowania tempa fermentacji w cieście chlebowym. Stosuje się ją również w celu wzmocnienia glutenu (elastycznego kompleksu białkowo-wodnego w niektórych ciastach) oraz jako wzmacniacz smaku, na przykład jako dodatek do wypieków. Kategoria przetwórstwa spożywczego obejmuje również produkty przemiału ziarna. Produkty te obejmują mielenie mąki i ryżu oraz wytwarzanie płatków śniadaniowych i mąki mieszanej lub gotowej. Sól jest również stosowana jako środek przyprawowy, np. w chipsach ziemniaczanych, preclach, karmie dla kotów i psów.
Chlorek sodu jest stosowany w medycynie weterynaryjnej jako środek wywołujący wymioty. Jest on podawany w postaci ciepłego, nasyconego roztworu. Wymioty mogą być również wywołane przez umieszczenie w gardle niewielkiej ilości zwykłej soli lub kryształków soli.
MedycynaEdit
Chlorek sodu jest stosowany wraz z wodą jako jeden z podstawowych roztworów w terapii dożylnej. Aerozol do nosa często zawiera roztwór soli fizjologicznej.
PożarnictwoEdit
Chlorek sodu jest głównym środkiem gaśniczym w gaśnicach (Met-L-X, Super D) używanych do pożarów palnych metali, takich jak stopy magnezu, potasu, sodu i NaK (klasa D). Proszek termoplastyczny jest dodawany do mieszaniny wraz z materiałami impregnującymi (stearyniany metali) i antyzbrylającymi (fosforan trójwapniowy), tworząc środek gaśniczy. Po nałożeniu na ogień, sól działa jak radiator, rozpraszając ciepło z ognia, a także tworzy skorupę wyłączającą tlen, aby zdusić ogień. Plastikowy dodatek topi się i pomaga skorupie utrzymać jej integralność, dopóki płonący metal nie ostygnie poniżej temperatury zapłonu. Ten typ gaśnicy został wynaleziony w późnych latach 40-tych XX wieku jako urządzenie uruchamiane za pomocą naboju, choć obecnie popularne są wersje ciśnieniowe. Powszechne rozmiary to przenośne 30 funtów (14 kg) i kołowe 350 funtów (160 kg).
CleanserEdit
Od co najmniej średniowiecza ludzie używali soli jako środka czyszczącego wcieranego w powierzchnie domowe. Jest ona również używana w wielu markach szamponów, past do zębów i popularnie do odladzania podjazdów i płatów lodu.
Zastosowanie optyczneEdit
Bezbłędne kryształy NaCl mają przepuszczalność optyczną wynoszącą około 90% dla światła podczerwonego, szczególnie w zakresie od 200 nm do 20 µm. Dlatego zostały wykorzystane w elementach optycznych (okna i pryzmaty) działających w tym zakresie spektralnym, gdzie istnieje niewiele nieabsorbujących alternatyw i gdzie wymagania dotyczące braku mikroskopijnych niejednorodności są mniej rygorystyczne niż w zakresie widzialnym. Kryształy NaCl, choć niedrogie, są miękkie i higroskopijne – w kontakcie z otaczającym powietrzem stopniowo pokrywają się „szronem”. Ogranicza to zastosowanie NaCl do suchych środowisk, próżniowo zamkniętych obszarów montażowych lub do krótkotrwałych zastosowań, takich jak prototypowanie. Obecnie zamiast NaCl w zakresie spektralnym podczerwieni stosuje się materiały takie jak selenek cynku (ZnSe), które są mocniejsze mechanicznie i mniej wrażliwe na wilgoć.