Rozpustnost: teorie a úlohy 26 a 34 – Fakulta chemická

Kuchyňská sůl (kuchyňská sůl, chlorid sodný) – bílý nebo bezbarvý krystalický prášek chloridu sodného – halit (NaCl), snadno rozpustný ve vodě, slaná chuť. Tento minerální produkt je široce používán ve vaření, jako ochucovadlo a konzervační látka [1].

<big>Technologie těžby soli</big>

V dávných dobách lidé získávali sůl namáčením rostlin v mořské vodě. Proces zahrnoval pálení rostlin na otevřeném ohni, po kterém byl výsledný popel použit jako důležité koření. Postupem času se metody extrakce soli vyvinuly a lidé začali odpařovat mořskou vodu, aby získali suchý zbytek, což vedlo ke vzniku kuchyňské soli [2].

Průmyslová kamenná sůl se získává z hlubinných dolů, kde speciální stroje těží přírodní vrstvy ložisek. Po extrakci se sůl rozdrtí a dopraví na povrch k následnému zpracování a mletí na jemné frakce. Tato sůl, těžená ve velkých hloubkách, je považována za jeden z nejekologičtějších typů průmyslové soli [2].

Samostatně usazená průmyslová sůl, známá také jako jezerní sůl, je hlavním zdrojem soli v Rusku. Tento typ soli tvoří vrstvy na dně jezer a získává se přirozeným odpařováním slaných roztoků vrstev, které se nacházejí blízko povrchu země, to znamená, že dochází k přirozenému odpařování a koncentraci soli [2 ].

Průmyslová sůl z lomu je sůl s nejnižším stupněm čištění, obsahující méně než 90 % chloridu sodného (NaCl). Obvykle má špinavě šedý nebo načervenalý odstín. Tento druh soli lze získat jak ze slaných jezer, tak z dolů, kde se těží kamenná sůl. Vzhledem k vysokému obsahu ve vodě nerozpustných částic jako je písek a bahno není vhodný pro použití v kotelnách. Kvůli nižší ceně ve srovnání s jinými druhy průmyslové soli však lomová sůl našla široké uplatnění jako prostředek proti námraze a nyní je široce používána silničními službami [2] .

Odpařovací sůl je stolní sůl získaná odpařováním solanek. K jeho výrobě se používají roztoky ze slaných jezer netvořících sediment, voda ze slaných zdrojů, podzemní slaná voda, solanky vytěžené z vrtů a také roztoky vzniklé při rozpouštění vrstev kamenné soli v ložiskách [2].

Zmrazená sůl – extrakce soli z koncentrovaných solných roztoků je možná krystalizací při ochlazení roztoku. Během chladného období, kdy jsou teploty nízké, dihydrát chloridu sodného (NaCl-2H20) krystalizuje z nasycených roztoků. Čím nižší je teplota, tím intenzivnější je tento proces a dosahuje svého vrcholu při teplotě uvolňování kryohydrátu (-21,2°). Když teplota vzduchu stoupne nad +0,16°C, dihydrát se rozloží a změní se na čistou kuchyňskou sůl [2].

Sůl v kleci — k extrakci soli z mořské vody nebo slané vody v jezerech se používají speciální bazény, kde se odpařuje. Za těchto podmínek je obsah chloridů typicky mezi 94 % a 98 %, což je o něco méně než u jiných typů soli [2] .

Těžba soli na jezeře Baskunchak

ИExtrakce kuchyňské soli ze solanky úpravou chloridem hořečnatým nebo chloridem vápenatým nabízí řadu významných výhod. Tyto metody se vyznačují relativní jednoduchostí technologického procesu: jedná se o míchání solanek, separaci vzniklých krystalů soli a jejich následné sušení. V tomto případě není potřeba plýtvat palivem na odpařování solanky, předčištění solanky a další složité procesy [2] .

Existují nové metody rekrystalizace kamenné soli, které produkují čistou sůl ekonomičtějším způsobem než tradiční vakuové odpařování. Například kamenná sůl může být smíchána se zbytkovým roztokem po sekundární krystalizaci. Poté se na solnou směs působí živou párou, která při kondenzaci rozpouští krystaly soli při teplotě 100-105°C. Nerozpuštěná část obsahující nečistoty (např. anhydrit a další) se oddělí v usazovací nádrži a horký roztok se posílá ke krystalizaci ve dvou stupních – nejprve ochlazení na 80 °C, poté na 50 °C. Vzniklé krystaly soli se lisují v odstředivkách a suší [2].

Pro získání čistší kuchyňské soli je možné použít metodu flotace odpadu. Tato metoda eliminuje potřebu vakuového odpařování a má několik výhod. Během procesu flotace se nečistoty oddělují spíše z odpadu než z hlavního produktu, což se nazývá reverzní flotace. Existuje možnost přímé flotace v přítomnosti solí olova nebo bismutu. I když flotace poskytuje produkt s vysokým obsahem NaCl (99,7 %), může být kontaminován fotoreagenciemi a má nevyhovující vzhled ve formě načervenalého jemného prášku (obsah třídy 0,15 mm je asi 57 %) [2].

<big>Druhy solí</big>

Podle způsobu extrakce;

1. Odpařená sůl: se získává odpařováním umělých nebo přírodních solných roztoků v otevřených plochých kádích nebo ve vakuových zařízeních.
2. Skalní sůl: těžené lomovou nebo důlní metodou. Obsahuje minimální množství vody a nečistot, obvykle 98-99% NaCl. Kamenná sůl tvoří asi 40 % celkového množství chloridu sodného.
3. Solná sůl: získává se odpařováním vody z oceánských, mořských nebo jezerních zdrojů. Obsahuje zvýšené množství minerálních prvků.
4. Samouklidňující sůl: získává se ze dna slaných jezer. Obsahuje více nečistot než kamenná sůl a k jejímu vyčištění vyžaduje mytí speciálními roztoky [3].

V závislosti na metodě zpracování:

1. Žádné přísady. Klasická kuchyňská sůl.
2. S přísadami. Například jodované, dietní, fluoridované, nespékavé a další [3].

Podle kvalitativních kritérií:

1. Další.
2. Nejlepší stupeň.
3. 1. stupeň.
4. 2. stupeň [3].

Podle granulometrického složení:

1. Jemné soli jsou velmi malé krystaly, které se používají především pro přípravu roztoků.
2. Mletá sůl se dodává v různých velikostech mletí, od hrubé až po velmi jemnou.
3. Nemletá sůl zahrnuje různé druhy, například hrudkovou (ve formě velkých kusů), zrnitou (s granulemi do velikosti 40 mm) a zlomkovou [3].

<big>Použití soli</big>

Sůl je univerzální produkt, široce používaný v různých oblastech. Jednou z nejčastějších oblastí použití je vaření, kde sůl je nedílnou součástí téměř každého pokrmu. Dodává chuť masitým a zeleninovým pokrmům [4].

Sůl se navíc používá k dlouhodobému uchování potravin a dodává jim zvláštní chuť až do příští sklizně. Chlorid sodný pomáhá zabíjet bakterie, díky čemuž je solené jídlo vhodné pro dlouhodobou konzumaci [4] .

Další významnou oblastí použití kuchyňské soli je lékařství, včetně kosmetologie. Ze solných roztoků se připravují různé léky a samotná látka se používá ke zlepšení stavu člověka nebo zvířete [4].

Při nachlazení, angíně a jiných onemocněních horních cest dýchacích se často doporučují solné výplachy. K boji proti rýmě a prevenci sinusitidy lékaři doporučují zahřátí: sůl se vloží do sáčku, který se poté zahřeje na pánvi a aplikuje se na hřbet nosu [4].

Chlor sodný se používá na zpevnění nehtů a při výrobě kosmetiky. [4]

<big>Výhody a poškození stolní soli</big>

Pro udržení optimální hladiny elektrolytů v článcích je nezbytné zajistit dostatečný příjem soli. Jeho nedostatek může negativně ovlivnit činnost svalů. Ionty sodíku a chloru hrají klíčovou roli v lidském životě a účastní se mnoha důležitých procesů [5]:

• regulace rovnováhy vody a elektrolytů je zvláště důležitá pro lidi vedoucí aktivní životní styl a pro sportovce;
• přenos nervových impulsů a svalové kontrakce;
• tvorba kyseliny chlorovodíkové v žaludku, nezbytná pro trávení;
• regulace krevního tlaku a srdečního tepu;
• podpora normálního růstu svalové a kostní tkáně [5] .

Přebytek soli v těle může vést k vážným následkům. Může zpomalit vylučování tekutin, způsobit otoky a zvýšit hromadění chloridu sodného. Vysoká hladina sodíku může zvýšit krevní tlak, což je rizikový faktor pro rozvoj hypertenze. To zase může zvýšit pravděpodobnost mrtvice. Nadbytek soli může negativně ovlivnit činnost ledvin, jater a srdce a způsobit různá onemocnění. Pravidelná konzumace slaných potravin může znecitlivit vaše chuťové pohárky, takže přírodní potraviny jsou méně chutné. [5]

<big>Zajímavá fakta o soli</big>

Ve starověku a ve středověku byla sůl tak cenná, že se používala jako platidlo [6] .

Před vynálezem chlazení bylo moření hlavní metodou konzervace potravin spolu se sušením. Lidé bez soli si nemohli dovolit cestovat, protože hrozilo, že se jim jídlo zkazí. Ve starověkém Římě byli vojáci někdy vypláceni v soli nebo ji dostávali jako příspěvek. Proto slovo „plat“ (Plat) pochází z latinského slova „sůl“ [6]. V Indii a některých afrických zemích se sůl používala při náboženských obřadech a pro výměnu zboží. Na Rusi se ze soli vyplácely platy knížecím válečníkům. V 6. století v carském Rusku byla sůl součástí platu lučištníků, střelců a límců. V Rusku došlo k solným nepokojům kvůli rostoucím cenám [XNUMX].

Sůl hraje důležitou roli při zvýraznění chutí, zejména sladkých. Kulinářská škola Le Cordon Bleu rozlišuje pět základních chutí: hořkou, sladkou, slanou, umami a kyselou. Sůl dokáže zvýraznit a zvýraznit sladkou chuť, čímž je ještě intenzivnější. Dokáže také zjemnit hořkost a zvýraznit další chutě, díky čemuž budou pokrmy harmoničtější. Příkladem takové kombinace je slaný karamel, kde sůl a sladkost vytvářejí duet, vzájemně se doplňují a vytvářejí jedinečný chuťový zážitek [6] .

Konzumace soli (ne cukru) je spojena s cukrovkou. Vysoký příjem soli může být překvapivě spojen se zvýšeným rizikem rozvoje diabetu 2. typu. Rozsáhlou studii, která toto spojení odhalila, zveřejnili čínští vědci v časopise Mayo Clinic Proceedings v roce 2023. Ve studii vědci analyzovali příjem soli u více než 400 tisíc lidí během téměř 12 let. Výsledky ukázaly, že lidé, kteří preferovali slaná jídla, měli zvýšené riziko vzniku cukrovky 2. typu. V průběhu let bylo mezi účastníky studie identifikováno více než 13 tisíc případů diabetu. Je třeba poznamenat, že vědci se přizpůsobili úrovni vzdělání, příjmu, kouření, konzumaci alkoholu, fyzické aktivitě a hladině cholesterolu respondentů. Už tehdy byla souvislost mezi příjmem soli a diabetem významná [6].

Nejdražší sůl na světě, bambusová sůl, se těží v Jižní Koreji. Jeho cena může dosáhnout 100 dolarů za sklenici o hmotnosti 240 gramů. Proces výroby této soli zahrnuje použití tříletých bambusových kmenů, které se naplní solí, utěsní a vytvrdí v peci vyhřáté na 800 °C, což je bod tání soli. Po několika hodinách se bambus promění v popel, který se následně rozdrtí a použije na novou várku bambusových kmenů. Tento proces se opakuje osmkrát, čímž sůl získá zvláštní chuť a obohatí ji o bambusový olej. Předpokládá se, že tento olej dodává soli léčivé vlastnosti, jako je zlepšení trávení, snížení zánětu a udržení zdraví pokožky a úst. [6]

1. ↑ Kuchyňská sůl(nespecifikováno) . Rosman (2006). Datum přístupu: 26. května 2024.
2. ↑ 2,02,12,22,32,42,52,62,72,82,9 Technologie těžby soli(nespecifikováno) . Halit. Datum přístupu: 23. května 2024.
3. ↑ 3,03,13,23,3Druhy kuchyňské soli(nespecifikováno) (Halit). Datum přístupu: 22. května 2024.
4. ↑ 4,04,14,24,34,4Použití kuchyňské soli(nespecifikováno) . Euroasijská solná společnost. Datum přístupu: 22. května 2024.
5. ↑ 5,05,15,2 Sůl: škoda a prospěch(nespecifikováno) . Dzeržinský regionální centrum hygieny a epidemiologie. Datum přístupu: 22. května 2024.
6. ↑ 6,06,16,26,36,46,57 zajímavostí o soli, která vás překvapí(nespecifikováno) . Gastronom. Datum přístupu: 22. května 2024.

Tento článek má stav „připraveno“. To sice nevypovídá o kvalitě článku, ale hlavní téma už dostatečně pokryl. Pokud chcete článek vylepšit, klidně jej upravte!

Rozpustnost – je schopnost látky za daných podmínek se rozpouštět v daném rozpouštědle (například ve vodě).

Rozpustnost závisí na chemické povaze látky a podmínkách, za kterých se látka rozpouští. Spolu s pojmem rozpustnost existuje také pojem „nasycený roztok“.

Nasycený roztok – je roztok, ve kterém se při dané teplotě látka již nerozpustí.

V úlohách je rozpustnost uvažována jako vlastnost nasyceného roztoku, tedy jaká je maximální hmotnost látky, která se může zcela rozpustit ve 100 g rozpouštědla. Například: rozpustnost kuchyňské soli NaCl je 36 g na 100 g vody. To znamená, že maximální hmotnost NaCl, která se může rozpustit ve 100 g vody, je 36 g.

Závislost rozpustnosti na teplotě

Jak je známo, rozpustnost látky se zlepšuje v horkých roztocích a zhoršuje se ve studených. Vezmeme-li jeden díl kuchyňské soli NaCl a rozpustíme ho ve vodě o teplotě 50°C a další díl při 20°C, tak v prvním případě bude rozpustnost látky mnohem větší než v druhém případě.

Závěr: rozpustnost látky je přímo úměrná teplotě, při které je látka v daném rozpouštědle rozpuštěna.

Podívejme se na hlavní typy problémů s rozpustností:

1. Úkoly o základních pojmech jevy rozpustnosti (úkol 26)

Tyto úkoly zahrnují stanovení hmotnostního zlomku látky na základě údajů o její rozpustnosti ve vodě a také stanovení množství látky pro přípravu jejího nasyceného roztoku za určitých podmínek.

1. Komplexní výpočetní úlohy na základě jevu rozpustnosti: stanovení hmotnosti sraženiny s poklesem teploty nasyceného roztoku, na základě základních pojmů rozpustnosti látky.

Podívejme se na typ 1 na příkladu úlohy z verze Unified State Exam

1. Určete rozpustnost síranu měďnatého při 20 °C, pokud 500 g nasyceného roztoku soli obsahuje 102,5 látky. Zaokrouhlete svou odpověď na setiny.

řešení: Rozpustnost se měří v gramech látky na 100 g vody. Pak řešení problému spočívá v určení, jaká maximální hmotnost látky se rozpustí ve 100 g vody.

Chcete-li to provést, musíte vytvořit poměr kde х g látky se rozpustí ve 100 g vodya 102,5 g látky v (500-102,5) g vody.

X g látky – 100 g vody 102,5 g látky – (500-102,5) g vody

X = 25,78 g – to je maximální množství soli, která se rozpustí ve 100 g vody.

Odpověď: 25,78

2. Nasycený roztok jodidu draselného připravený při 20 °C (rozpustnost soli za těchto podmínek je 144,5 g na 100 g vody) byl ochlazen na 0 °C a vypadlo 16,7 g sraženiny. Vypočítejte hmotnostní zlomek soli v roztoku. Zaokrouhlete svou odpověď na desetiny.

řešení:

1) Najdeme hmotnost řešení za počátečních podmínek:

Při ochlazení roztoku této hmoty vypadne 16,7 g sraženiny, tzn. roztok ztrácí tuto hmotnost:

2) hmotnost roztoku po ochlazení:

Získá se nasycený roztok jodidu draselného při 0° C. Vzhledem k tomu, že roztok ztrácí hmotnost v důsledku srážení soli, pak hmotnost vody je pro nás stejná:

3) hmotnost soli v roztoku po ochlazení:

4) hmotnostní zlomek soli po ochlazení:

Odpověď: 56,1

Nyní přejděme k 2. typu problémů, a to k 34 problémům s jednotnou státní zkouškou na rozpustnost.

1. Rozpustnost síranu železnatého při 20 °C je 30,4 g a při 100 °C – 76 g na 100 g vody. Nasycený roztok byl připraven při 100 °C přidáním požadovaného množství soli do 60 g vody, poté ochlazením na 20 °C, načež se vysrážel síran železnatý. Vypočítejte hmotnost roztoku po ochlazení.

řešení:

Ve většině případů, když se nasycené roztoky solí ochladí, vysrážejí se jejich krystalické hydráty, což komplikuje úkol. Abychom to vyřešili, udělejme tabulku:

První tabulka popisuje solný roztok při 100°C:

100 ° C	sůl	voda	malta
referenční údaje	76	100	176
prohlášení o problému	m	60	60 + m

Na základě údajů v tabulce zjistíme hmotnost soli pomocí poměru:

m (sůl) – 60 g vody

76 g soli – 100 g vody

Data zapíšeme do tabulky:

100 ° C	sůl	voda	malta
referenční údaje	76	100	176
prohlášení o problému	45,6	60	60+45,6= 105,6

Hmotnost připraveného roztoku byla nalezena

Pro popis řešení po vychladnutí budeme skládat druhá tabulka pro 20°C:

20 ° C	sůl	voda	malta
referenční údaje	30,4	100	130,4
prohlášení o problému	45,6-m (soli)	60-m (voda)	105,6-m (krystal)

Vzhledem k tomu, že se krystalický hydrát po ochlazení roztoku vysráží, roztok se zmenší krystalizací soli a poklesem hmotnosti vody, která „přechází“ do krystalického hydrátu. Proto ve sloupci „sůl“ zaznamenáváme ztrátu hmotnosti čisté soli a ve sloupci „roztok“ zaznamenáváme ztrátu hmotnosti v důsledku uvolnění krystalického hydrátu.

Voda také ztrácí hmotnost v důsledku ztráty molekul vody uvolněných během krystalizace krystalického hydrátu.

V tabulce jsou 3 neznámé veličiny, takže nemůžeme použít poměr. Ale všechny tyto veličiny spolu souvisí následovně:

(krystalizace z roztoku) FeSO4+ 7H2O = FeSO4* 7H2O

Let n(sůl)=n(krystal)=x molpak m(sůl) = 152 x ga m(krystal)=278x g To znamená, že sůl a krystalický hydrát jsou vázány stejným počtem molů.

20 ° C	sůl	voda	malta
referenční údaje	30,4	100	130,4
prohlášení o problému	45,6-152x	60-m (voda)	105,6-278x

Nyní máme jednu neznámou hodnotu x. Vytváříme poměr na základě údajů ve sloupcích 2 a 4 tabulky:

30,4 g soli – 130,4 g roztoku

45,6-152x g soli – 105,6-278x g roztoku

obsah

• Struktura hmoty
• Struktura atomu
• Chemické vazby
• Mocenství
• Oxidační stav
• Krystalové mřížky
• Anorganická chemie
• NEKOVY
• Důvody
• Kvalitativní reakce v anorganické chemii na kationtech
• Kvalitativní reakce v anorganické chemii na aniontech.
• Amfoterní oxidy a hydroxidy
• Cín a olovo
• Klasifikace anorganických sloučenin. Pravidla nomenklatury a triviálních jmen
• Hydrolýza solí ve vodném roztoku
• Rozklad solí
• Oxidy
• Obecné vlastnosti kovů
• Alkalické kovy
• Oxidy a hydroxidy alkalických kovů
• Neoxidační kyseliny
• Sůl
• Reakce výměny iontů
• Kyselina sírová
• Kyselina dusičná
• Kovy alkalických zemin
• Měď Stříbro a jejich sloučeniny
• Chrom a jeho sloučeniny
• Železo
• Mangan a jeho sloučeniny
• Vodík a kyslík
• Halogeny
• Chalkogeny. Síra a selen.
• Dusík
• Fosfor
• Uhlík a křemík
• Organická chemie
• Sacharidy
• Kosterní vzorce.
• Typy chemických reakcí v organické chemii
• Kvalitativní reakce pro organické sloučeniny obsahující kyslík a dusík
• Kvalitativní reakce v organické chemii. Uhlovodíky a alkoholy.
• Karboxylové kyseliny (jednosytné alifatické)
• Elektronické jevy v molekulách organických sloučenin
• Aplikace organických látek
• Aromatické karboxylové kyseliny
• Polymery
• izomerismus
• Základy organické chemie
• Fenoly
• Klasifikace organických sloučenin
• Názvosloví uhlovodíků
• Alkanes. Chemické vlastnosti a příprava
• alkeny
• Cykloalkany a cykloalkeny
• Alkadieny
• alkyny
• Arenas
• Názvosloví organických funkčních derivátů
• Alkoholy
• Aldehydy
• Ketony
• Estery
• Aminy
• Aminokyseliny
• Úloha 33 z chemie v jednotné státní zkoušce.
• obecná chemie
• Hmotnostní zlomek a molární koncentrace
• Termochemie
• Výpočet pomocí reakčních rovnic (výtěžek reakce a nečistoty)
• Bezpečnostní pravidla
• Elektrolýza
• chemické sklo a termíny
• Metoda iontově-elektronového schématu
• Typy chemických reakcí v anorganické chemii
• Rychlost chemické reakce
• Chemická bilance. Faktory ovlivňující posun chemické rovnováhy.
• Chemická bilance. Problémy s reaktorem.
• Hydrolýza
• Rozpustnost: teorie a problémy 26 a 34
• Chemická technologie
• Klasická termodynamika

• Rusko, Samara,
  ulice. ak. Pavlova, 1
• +7(846) 334-54-0
• [email protected]