Sole wokół nas
Znaczenie soli w życiu człowieka
Sole mają bardzo duże znaczenie w życiu człowieka. Można je spotkać nie tylko na lekcji chemii czy w laboratorium, ale także w codziennym życiu, i nie chodzi tu tylko o chlorek sodu zwany potocznie solą kuchenną. Są one składnikami skał gipsowych (siarczan wapnia) czy wapiennych (węglan wapnia). Znalazły zastosowanie we wszystkich dziedzinach życia i nauki. Stosuje się je do wyrobu różnych produktów, zarówno przemysłowych jak i spożywczych. Niektóre z nich mają takie duże znaczenie, że nie raz ich zasoby były powodem sporów i konfliktów, jak np. saletra chilijska. Jej zasoby na terenie pustyni Atacama były jednym z powodów wojny w latach 1879 – 1884 pomiędzy Chile, Peru i Boliwią. Ogromna różnorodność soli występuje w przyrodzie w postaci minerałów będących składnikami skał lub w postaci złóż. Sole rozpuszczalne w wodzie wchodzą w skład wód naturalnych. Niektóre sole zawarte w dużych ilościach w wodach naturalnych nadają im określony smak, a często również właściwości lecznicze. Co do ich zastosowania to mają je one bardzo liczne i różnorodne w różnych gałęziach przemysłu i w życiu codziennym. Wykorzystywane są w tym celu ich zasoby naturalne jak również sole otrzymywane drogą przemysłową. Najwymowniej ilustruje to poniższe zestawienie większości soli, ich właściwości i zastosowania.
Azotany
Azotan (V) amonu NH4NO3 (zwany potocznie saletrą amonową) jest to bezbarwna substancja krystaliczna. Temperatura topnienia 170°C. Dobrze rozpuszcza się w wodzie i alkoholu, ma własności higroskopijne. Tworzy kilka odmian krystalicznych. W podwyższonej temperaturze azotan(V) amonu ulega rozkładowi na N2O i wodę. Ma własności wybuchowe. Jest otrzymywany w reakcji gazowego amoniaku z kwasem azotowym. Granulowany azotan(V) amonu jest stosowany jako nawóz sztuczny, natomiast w postaci krystalicznej służy jako surowiec do produkcji materiałów wybuchowych.
Azotan (V) potasu KNO3 (potocznie nazywany saletrą indyjską) są to rozpuszczalne w wodzie niehigroskopijne, bezbarwne kryształy. Stosowany jest w przemyśle spożywczym jako środek konserwujący, jako nawóz sztuczny (syntetyczny azotan potasowy - saletra potasowa) oraz w produkcji szkła i prochu.
Azotan (V) sodu NaNO3 (nazywany potocznie saletrą sodową) są to nieco higroskopijne, bezbarwne kryształy. Saletra chilijska jest otrzymywana z naturalnych pokładów lub przez działanie kwasu azotowego na węglan sodu. Stosowana jako nawóz sztuczny, składnik materiałów pirotechnicznych, utleniacz paliw rakietowych, środek do konserwowania żywności, a także do wyrobu leków, farb i emalii.
Azotan (V) amonu NH4NO3 (nazywany potocznie saletrą amonową) jest to bezbarwna substancja krystaliczna. Temperatura topnienia 170°C. Dobrze rozpuszcza się w wodzie i alkoholu, ma własności higroskopijne. Tworzy kilka odmian krystalicznych. W podwyższonej temperaturze azotan(V) amonu ulega rozkładowi na N2O i wodę. Ma własności wybuchowe. Jest otrzymywany w reakcji gazowego amoniaku z kwasem azotowym. Granulowany azotan(V) amonu jest stosowany jako nawóz sztuczny, natomiast w postaci krystalicznej służy jako surowiec do produkcji materiałów wybuchowych.
Azotan (V) baru Ba(NO3)2 jest to biały, drobnokrystaliczny proszek lub bezbarwne kryształy, o temperaturze topnienia 592°C, silnie trujący, rozpuszczalny w wodzie, nierozpuszczalny w alkoholu. Stosowany do produkcji ogni sztucznych, ładunków wybuchowych, szkła optycznego i technicznego oraz do przerobu na tlenek i nadtlenek baru.
Azotan(V) miedzi(II), Cu(NO3)2 Jest to biała sól, łatwo rozpuszczalna w wodzie i alkoholu, rozkładająca się w temp. 170°C. Stosowany jest w przemyśle włókienniczym jako zaprawa, w przemyśle ceramicznym do lakierów i emalii, ponadto do produkcji farb, do galwanicznego miedziowania żelaza oraz w pirotechnice i lecznictwie.
Azotan(V) srebra(I) AgNO3 (zwany potocznie lapisem) jest to środek trujący, występujący w postaci krystalicznego, białego proszku lub bezbarwnej substancji krystalicznej, temperatura topnienia 212°C. Rozpuszcza się w wodzie i alkoholu, pod wpływem światła ciemnieje (z powodu rozkładu z wydzieleniem bardzo rozdrobnionego czarnego pyłu srebra metalicznego). Działa utleniająco i bakteriobójczo. Stosowany jest w przemyśle farmaceutycznym, fotograficznym, do wyrobu luster i farb. Jest również stosowany zewnętrznie jako środek farmaceutyczny i kosmetyczny do przyżegania.
Azotan (V) wapnia Ca(NO3)2 (zwany także saletrą norweską) jest to bezbarwna substancja krystaliczna, rozpuszczalna w wodzie. Temperatura topnienia 561°C. Saletra norweska jest otrzymywana z naturalnych pokładów lub w reakcji kwasu azotowego z węglanem wapnia. Stosowana jako nawóz sztuczny.
Siarczany
Siarczan (VI) amonowo-glinowy, Al2(SO4)3•(NH4)2SO4•24H2O jest to bezbarwne lub lekko żółte kryształy rozpuszczalne w wodzie. Siarczan amonowo-glinowy stosowany jest m.in. jako klej, zaprawa włókien przy farbowaniu, do garbowania skór (garbowanie), do przeciwpożarowej impregnacji drewna, w lecznictwie, kosmetyce.
Siarczan (VI) wapnia, CaSO4 jest to biała substancja krystaliczna, trudno rozpuszczalna w wodzie. Siarczan wapnia stosowany jest w metalurgii, rolnictwie, przemyśle papierniczym i farbiarskim (anhydryt, gips).
Siarczan (IV) sodu, Na2SO3 jest to biała substancja krystaliczna, rozpuszczalna w wodzie, nierozpuszczalna w alkoholu. Jest reduktorem. Tworzy hydrat Na2SO3.7H2O.Siarczan sodu można otrzymać w reakcji gazowego SO2 (dwutlenek siarki) z roztworem węglanu sodu lub wodorotlenku sodu.Znajduje zastosowanie w przemyśle tekstylnym, garbarskim, winiarskim. W fotografice wchodzi w skład utrwalaczy (utrwalacz fotograficzny) i wywoływaczy fotograficznych.
Siarczan(VI) amonu, (NH4)2SO4, (potocznie nazywany maskanitem) jest to bezbarwna substancja krystaliczna, rozpuszczalna w wodzie, temperatura topnienia (z rozkładem) 400°C. Siarczan amonu można otrzymać w reakcji kwasu siarkowego z amoniakiem lub z gipsu przez działanie nań węglanem amonu. Stosowany jest jako nawóz sztuczny, surowiec do syntezy innych soli amonowych, w galwanotechnice, garbarstwie, przemyśle włókienniczym.
Siarczan(VI) glinu Al2(SO4)3 (nazywany jest także trójsiarczanem (VI) dwuglinu) jest to biały proszek, rozpuszczalny w wodzie. Temperatura topnienia 770°C. Tworzy hydraty. W roztworach wodnych hydrolizuje. Jest otrzymywany przez działanie kwasu siarkowego na niektóre związki glinu, np. wodorotlenek. Stosowany w przemyśle farbiarskim, garbarskim, papierniczym, kosmetycznym, służy również do syntezy innych związków glinu.
Siarczan(VI) baru BaSO4 jest to bezbarwna substancja krystaliczna lub biały proszek, nierozpuszczalny w wodzie, temperatura topnienia 1580°C. Siarczan baru wykazuje odporność na działanie wielu czynników chemicznych, rozpuszcza się w stężonym kwasie siarkowym. Otrzymuje się go z barytu lub w reakcji podwójnej wymiany między BaCl2 i Na2SO4. Siarczan baru znajduje zastosowanie jako składnik farb mineralnych (litopony) i pudrów, wypełniacz tworzyw sztucznych, środek kontrastowy w diagnostyce rentgenowskiej przewodu pokarmowego. Używany jest także w medycynie jako ciało kontrastowe do prześwietlania przewodu pokarmowego. Ciekawostkę stanowi fakt, że sole baru są trujące. Pomimo to siarczan (VI) baru może być stosowany wewnętrznie ze względu na swoją niezwykle małą rozpuszczalność w wodzie i w kwasach, zatem cząsteczki trującej soli nie mogą przeniknąć do płynów ustrojowych. Natomiast zjedzenie jakiejkolwiek rozpuszczalnej soli baru przyniesie tragiczne skutki. Siarczan (VI) baru ma zastosowanie jako cenna biała farba malarska. Sole baru są stosowane w pirotechnice, ponieważ barwią płomień na zielono.
Siarczan(VI) magnezu, MgSO4 (nazywany także epsomitem) jest to bezbarwna substancja krystaliczna, rozpuszczalna w wodzie i glicerolu, nierozpuszczalna w alkoholu, temperatura topnienia 1124°C. Siarczan magnezu wchodzi w skład wielu minerałów (np. kizerytu, kainitu) i wód mineralnych. Tworzy hydraty. Siedmiowodny MgSO4.7H2O nosi nazwę soli gorzkiej (lub angielskiej) i jest stosowany jako środek przeczyszczający, lek przeciwtężcowy, odtrutka na strychninę. Siarczan magnezu ma ponadto zastosowanie w przemyśle papierniczym, włókienniczym, farbiarskim, garbarstwie, hutnictwie.
Siarczan(VI) miedzi CuSO4 jest to biała substancja krystaliczna, temperatura topnienia 200°C. W postaci uwodnionej (CuSO4.5H2O) tworzy niebieskie kryształy występujące w przyrodzie jako minerał chalkantyt. Siarczan miedzi powstaje w reakcji kwasu siarkowego z metaliczną miedzią lub tlenkiem miedzi(II). Jest stosowany w galwanoplastyce, farbiarstwie, rolnictwie (jako pestycyd), teletechnice, jest również składnikiem farb.
Siarczan (VI) sodu Na2SO4 jest to bezbarwna substancja krystaliczna, łatwo rozpuszczalna w wodzie, temperatura topnienia 884°C. W przyrodzie występuje w minerałach i wodach mineralnych. Jest produktem ubocznym przy produkcji kwasu solnego.Znajduje zastosowanie do produkcji środków piorących (proszek do prania) i farb, ponadto w przemyśle szklarskim i papierniczym. Hydrat Na2SO4 10H2O (rozpuszczalny w wodzie i glicerolu, nierozpuszczalny w alkoholu) stosowany jest w medycynie jako osmotyczny lek przeczyszczający (tzw. sól glauberska).
Siarczan (VI) amonu (NH4)2SO4 jest to bezbarwna lub szarobiała substancja krystaliczna, powstająca w wyniku reakcji amoniaku z kwasem siarkowym. Siarczan(VI) amonu stosowany jest głównie jako nawóz sztuczny.
Węglany
Węglan amonu (NH4)2CO3, jest to bezbarwna substancja krystaliczna, rozpuszczalna w wodzie, w temperaturze 60°C ulega rozkładowi na amoniak, dwutlenek węgla i wodę. Węglan amonu można otrzymać w reakcji podwójnej wymiany między siarczanem amonu a węglanem wapnia.Jest odczynnikiem laboratoryjnym, składnikiem mieszanin oziębiających i środków gaśniczych, znajduje ponadto zastosowanie w lecznictwie, w przemyśle winiarskim, włókienniczym, ceramicznym, gumowym, spożywczym.
Węglan magnezu, MgCO3 jest to biały, lekki proszek, trudno rozpuszczalny w wodzie, rozpuszczalny w rozcieńczonych kwasach i roztworach soli amonowych. Powstaje w reakcji siarczanu magnezu z węglanem sodu.Stosowany w przemyśle gumowym, szklarskim, w lecznictwie i kosmetyce, do wyrobu atramentów, a także innych związków magnezu.
Węglan potasu K2CO3 jest to biała substancja krystaliczna, dobrze rozpuszczalna w wodzie, o temperaturze topnienia 891°C. Tworzy hydraty, posiada własności higroskopijne, w roztworach wodnych hydrolizujePod wpływem kwasów ulega rozkładowi wydzielając dwutlenek węgla. Otrzymywany jest przez wprowadzanie dwutlenku węgla do wodnego roztworu wodorotlenku potasuStosowany w przemyśle szklarskim, ceramicznym, do produkcji środków piorących, do otrzymywania innych związków potasu.
Węglan sodu Na2CO3 jest to biała substancja krystaliczna, rozpuszczalna w wodzie, o temperaturze topnienia 853°C. Tworzy hydraty, posiada własności higroskopijne, w roztworach wodnych hydrolizuje.Pod wpływem kwasów ulega rozkładowi wydzielając dwutlenek węgla. Na skalę przemysłową węglan sodu otrzymuje się metodą amoniakalną Solvaya, której zasadniczymi etapami są: wprowadzanie dwutlenku węgla do roztworu chlorku sodu nasyconego amoniakiem, w wyniku czego powstaje wodorowęglan sodu oraz termiczny rozkład (kalcynacja) odsączonego wodorowęglanu z utworzeniem węglanu sodu.Stosowany w przemyśle szklarskim, do produkcji środków piorących i papieru, do zmiękczania wody, jako odczynnik laboratoryjny i topnik.
Węglan wapnia CaCO3 jest to biała substancja krystaliczna, trudno rozpuszczalna w wodzie - rozpuszcza się w wodzie nasyconej dwutlenkiem węgla (przechodząc w wodorowęglan wapnia) lub w roztworze chlorku amonu (przechodząc w chlorek wapnia).W wysokich temperaturach, a także pod wpływem kwasów ulega rozkładowi z wydzieleniem dwutlenku węgla. W przyrodzie występuje w postaci minerałów: aragonitu i kalcytu. Stosowany do wyrobu papieru, kitu, past do zębów, farb, gumy, wapna palonego, cementu, kredy do pisania.
Węglan amonu (NH4)2CO3 jest to bezbarwna substancja krystaliczna. Węglan amonu jest nietrwały, łatwo przechodzi w wodorowęglan amonu NH4HCO3, który w temperaturze 58°C rozkłada się na amoniak i dwutlenek węgla. Dzięki tej własności stosowany jest jako środek spulchniający do ciast, ponadto jako środek gaśniczy, składnik mieszanin chłodzących, w farbiarstwie i garbarstwie.
Wodorowęglan sodu NaHCO3 jest to tak zwana soda oczyszczona. Jest białą substancją krystaliczną. Dobrze rozpuszcza się w wodzie. Ma zastosowanie jako składnik proszków do pieczenia, napojów gazowanych oraz leków na nadkwasotę.
Chlorki
Chlorek sodu NaCl (potocznie nazywany solą kuchenną) jest to bezbarwna substancja krystaliczna, temperatura topnienia 801°C. Chlorek sodowy krystalizuje w układzie regularnym, liczba koordynacyjna anionu chlorkowego i kationu sodowego jest jednakowa i wynosi 6, jony Cl- obsadzają węzły sieciowe, jony Na+ środki krawędzi i środek komórki elementarnej (lub odwrotnie).Chlorek sodowy występuje w wodzie morskiej oraz w pokładach lądowych powstałych po wyschnięciu mórz (sól kamienna), jest głównym surowcem do otrzymywania chloru i sodu.
Chlorek amonowy NH4Cl (zwany także salmiakiem) jest to substancja o charakterze jonowym, krystalizuje w układzie regularnym, powstaje w wyniku syntezy kwasu solnego i amoniaku. Chlorek amonowy dobrze rozpuszcza się w wodzie, ulegając przy tym hydrolizie. Pod wpływem ogrzewania sublimuje, pary chlorku amonowego dysocjują do amoniaku i chlorowodoru. Chlorek amonowy jest składnikiem niektórych nawozów sztucznych. Ponadto bywa stosowany przy cynowaniu i cynkowaniu.
Siarczki
Żółcień kadmowa to właściwie siarczek kadmu, czyli pigment o barwie jasnożółtej lub pomarańczowej, zawierający głównie siarczek kadmu CdS. Nierozpuszczalny w wodzie, wykazuje odporność na działanie alkaliów, wysokiej temperaturze, światła. Znajduje zastosowanie w technologii tworzyw sztucznych do produkcji termoodpornych emalii i farb artystycznych.
Siarczek sodu Na2S jest to biała substancja drobnokrystaliczna, rozpuszczalna w wodzie, temperatura topnienia 1180°C. W wodzie ulega hydrolizie. Tworzy hydraty. Siarczek sodu w reakcji z siarką przechodzi w wielosiarczki, utleniony daje tiosiarczan Na2S2O3. Można go otrzymać redukując siarczan(VI) sodu węglem. Siarczek sodu jest stosowany do produkcji jedwabiu wiskozowego, barwników siarkowych, jako odczynnik chemiczny, pestycyd, depilator w przemyśle skórzanym.
Dwusiarczek węgla (CS2) jest to bezbarwna, trująca ciecz, temperatura wrzenia 46°C. Łatwopalny, rozpuszcza wiele substancji organicznych. Jest surowcem do otrzymywania czterochlorku węgla, odgrywa także ważną rolę przy produkcji wiskozy.
Siarczek rtęci (II) HgS jest to substancja krystaliczna, występująca w dwóch odmianach: czerwonej (cynober, krystalizuje w układzie heksagonalnym) i czarnej (metacynober, krystalizująca w układzie regularnym lub będący bezpostaciowym proszkiem). Temperatura sublimacji (cynobru) i topnienia (metacynobru) 583,5oC. Nierozpuszczalny w wodzie, kwasie azotowym, alkoholu, roztwarza się w wodzie królewskiej i siarczkach litowców. Ma silnie trujące działanie. Stosowany jako katalizator.
Inne sole
Manganian (VII) potasu KmnO4 nazywany dawniej nadmanganianem potasu, jest rozpuszczalną w wodzie solą, której roztwory mają piękne fioletowe zabarwienie. Sól tę stosuje się w medycynie, ponieważ jej roztwory działają odkażająco. Manganian ten jest używany do laboratoryjnego otrzymywania chloru i tlenu.
Bronek srebra AgBr jest bladożółtym ciałem stałym. Jest on solą światłoczułą, wystawiony na działanie światła czernieje, rozkłada się bowiem z wydzieleniem metalicznego srebra. Znalazło to zastosowanie w fotografii.
Sole, które zagrażają życiu człowieka
Jednak nie wszystkie z wymienionych soli mają tylko zalety. Niektóre z nich są bardzo niebezpieczne dla zdrowia, a nawet życia człowieka. Należą do nich między innymi poniższe sole.
Azotan (V) srebra (I) AgNO3 zwany lapisem działa utleniająco i bakteriobójczo, dlatego też działa bardzo żrąco na skórę, a jego wypicie powoduje śmierć.
Dwusiarczek węgla (CS2) jest trującą solą, która rozpuszcza wiele substancji organicznych, produkcji wiskozy.
Siarczan(VI) baru BaSO4 choć jest solą trującą używany jest w medycynie jako ciało kontrastowe do prześwietlania przewodu pokarmowego. Ciekawostkę stanowi fakt, że sole baru są trujące. Pomimo to siarczan (VI) baru może być stosowany wewnętrznie ze względu na swoją niezwykle małą rozpuszczalność w wodzie i w kwasach, zatem cząsteczki trującej soli nie mogą przeniknąć do płynów ustrojowych. Natomiast zjedzenie jakiejkolwiek rozpuszczalnej soli baru przyniesie tragiczne skutki.