Науковий реферат
Кухoнна Сіль (NaCl)
ЗМІСТ:
1. З ІСТОРІЇ ЧУМАКУВАННЯ В УКРАЇНІ …
2. Світові мінеральні ресурси
3. Геологічна будова і рудні ресурси України
4. Добування корисних копалин
5. Властивості Кухонної солі ( NaCl ):
5.1. Хімічна стійкість NaCl ( Натрій Хлористий )
5.2. Кристалографічні характеристики NaCl ( Натрій Хлористий )
5.3. Оптичні характеристики NaCl ( Натрій Хлористий )
5.4. Механічні характеристики NaCl ( Натрій Хлористий )
5.5. Теплофізичні характеристики NaCl ( Натрій Хлористий)
6. Проварена сіль
7. СПОСОБИ ВИРАЖЕННЯ СКЛАДУ РОЗЧИНІВ
8. Про деякі особливості росту кристалів NaCl
9. Електрохімічне дослідження асиметричних нанофільтрованних мембран у
розчинах NaCl і KCl
10. Виявлено новий механізм генерації когерентного випромінювання
11. СПОСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. З ІСТОРІЇ ЧУМАКУВАННЯ В УКРАЇНІ
Ще не так давно , десь із сто років тому – по дорогах України з
настанням весни тяглися на південь валки чумаків. На всі боки
лунали степом розлогі чумацькі пісні. В Україні існував цілий
цикл чумацьких пісень. Хто ж вони були за люди – чумаки? З другої
половини ХV і до кінця ХІХ століття в багатьох місцевостях
України після хліборобства та скотарства
одним з найпоширеніших занять селян було чумакування. У
давнину поклади кам’яної солі в Україні були не відомі, тому по сіль
їздили до Азовського та Чорного морів. Спочатку тих, що возили сіль
називали “соленики”, потім – чумаки.
З кінця XVIII століття на Азовське узбережжя, Дон, Волгу їздили по
солену й сушену рибу. Окрім цих, чумаки стали перевозити за плату й інші
товари: зерно, деревину тощо. Таким чином з торгового промислу
чумакування переходить у торгово-візницький. Завдяки чумакуванню значна
частина селянства втягувалась у торгівлю, що сприяло налагоджуванню
зв’язків між різними, навіть найвіддаленішими місцевостями.
Чумаки були в кожному селі, наприклад на Звенигородщині були села, де
майже кожен чумакував. Звенигородщина віддавна славилась фруктовими
садами, а перші саджанці яблук та груш завезли саме чумаки. Завдяки їм і
виноград розвели і такі сади позаводили, що прославились всюди
2. Світові мінеральні ресурси, головні регіони їх поширення
Мінеральні ресурси поділяються на паливні, рудні, нерудні металургійні
(флюси, вогнетриви), гірничо-хімічні, технічні, будівельні,
гідротермальні (прісні і мінеральні природні води). Мінеральних ресурсів
нараховується понад 250 видів. В середньому за рік добувають 8-10 млрд.
т корисних копалин.
З паливних ресурсів (вугілля, нафта, газ, уран, горючі сланці, торф)
головні — кам’яне і буре вугілля, нафта, природний газ.
Відомо понад 3,6 тис. вугільних басейнів і родовищ у 75 країнах світу з
розвіданими запасами (60% припадає на кам’яне, 40% — на буре вугілля).
Більша частина вугілля (90%) знаходиться у Північній півкулі. Найбільш
багаті на вугілля Азія, Північна Америка і Європа. Головна частина цих
запасів сконцентрована в Аппалачському (США), Рурському (Німеччина),
Сілезькому (Польща), Кузнецькому, Кансько-Ачинському, Тунгуському
(Росія), Фушунському (Китай) басейнах. У Південній півкулі значні запаси
вугілля є у Південній Африці та Австралії.
Нафтогазоносних басейнів розвідано понад 600, розробляється — 450.
Розвідані запаси нафти складають 150 млрд т, природного газу — 135 трлн
м3. Особливе значення мають родовища нафти і газу з величезними запасами
— таких у світі близько 50. Більше половини з них знаходиться в країнах
Близького і Середнього Сходу (Саудівська Аравія, Ірак, Кувейт, Іран,
ОАБ), у Латинській Америці (Венесуела, Мексика). Значні запаси є в
Росії, США, Китаї, Лівії, Норвегії.
Потенційні ресурси урану оцінюють у 10 млн т. У першу десятку країн
добувачів і експортерів урану входять Австралія, ПАР, Нігерія, Бразилія
та ін.
Рудні корисні копалини репрезентовані рудами чорних і кольорових,
рідкісних, розсіяних, благородних металів. Запаси залізних і марганцевих
руд зосереджені головним чином у Росії, Україні, США, Канаді, Бразилії,
Австралії та ін.
Майже половина запасів міді приурочена до Тихоокеанського узбережжя обох
Америк (Канада, США, Мексика, Перу, Чілі). Значні вони в країнах
«мідного поясу» Африки (Замбія і Конго), а також в Австралії,
Казахстані, Росії, Польщі. Великі запаси алюмінієвої сировини
зосереджені в Австралії, Гвінеї, на Ямайці, у Бразилії та ін.
Поліметалічні руди свинцю і цинку сконцентровані в Австралії і Північній
Америці, хоча в невеликих кількостях зустрічаються в багатьох країнах.
Унікальні запаси нікелю на острові Нова Каледонія, є вони в Канаді,
Росії, Австралії . Олово і вольфрам приурочені до двох металогенічних
поясів — Тихоокеанського, що простирається з півночі Якутії до Яви, і
Андського (Болівія, Перу). За запасами і видобутком золота і платини
виділяється ПАР, значні ресурси є в Росії, США, Канаді та ін.
Найбільші обсяги видобутку припадають на будівельні матеріали
(будівельний камінь, вапняк, гіпс, глина, пісок та ін.). Вони поширені
всюди. Запаси дорогоцінних і напівдорогоцінних каменів мають Індія,
Росія, Шрі-Ланка, Канада та ін.
Особливий інтерес серед технічних ресурсів (алмаз, азбест, тальк,
каолін, графіт) викликають алмази. Значні алмазоносні провінції
розташовані на півдні Африки (ПАР, Конго, Ботсвана, Намібія) і в Якутії.
Нерудна гірнича-хімічна сировина — апатити, нефеліни, кам’яна і калійна
солі, сірка, барій, фосфорити. Основою для виготовлення мінеральних
добрив є калійні солі (сильвін і карналіт), фосфати (апатити, фосфорити)
і азот, одержуваний з повітря. Значні родовища калійних солей є в США і
Канаді, у Німеччині, Росії, Білорусі. Апатити є на півостровах Лабрадор
(Канада) і Кольському (Росія). Величезні запаси фосфоритів осадового
походження сконцентровані у Західній Африці (Марокко), на Аравійському
півострові, у США (Флоріда).
Широко використовуються галіт (кухонна сіль) і сірка. Запаси солі
практично невичерпні. Вона добувається більш ніж у ста країнах світу,
але найбільше її використовують у розвинених країнах для виробництва
соди і хлору. Розвідані родовища самородної сірки широко розробляються в
США, Мексиці, Польщі, Україні й Іраку.
3. Геологічна будова і рудні ресурси України
Територія України розташована в межах кількох платформених і складчастих
тектонічних структур і має складну геологічну будову.
Основною платформеною структурою є давня (докембрійська)
Східноєвропейська платформа, яка має двоповерхову будову. Нижній поверх
— це фундамент, складений кристалічними породами (гранітами, гнейсами,
кристалічними сланцями тощо). На земну поверхню кристалічний фундамент
виходить у вигляді Українського щита. Осадовий чохол (верхній поверх
платформи) має тут невелику потужність, а в деяких місцях цілком
відсутній. Ще один виступ фундаменту —* Воронезький кристалічний масив
(на північному сході України) — вкритий досить потужним чохлом осадових
порід (від 800 м та більше) і на денну поверхню не виходить. На іншій
території України фундамент платформи покритий ще потужнішим осадовим
чохлом. Так, в осьовій частині Дніпровське—Донецької западини потужність
осадової товщі сягає 18-20 км.
На південь від Східноєвропейської платформи розташована Скіфська плита —
платформена структура, фундамент якої сформувався в мезозої, а на захід
— Західно-Європейська платформа (палеозойська). Від цих молодих платформ
(плит) Східно-Європейську платформу відокремлюють системи прогинів і
западин.
До складчастих структур на території України належать:
1) Українські Карпати — область молодої (альпійської) складчастості, що
почалася в неогені і продовжується “дотепер;
2) Кримські гори — виникли в мезозойську еру, після чого були
зруйновані; в альпійський час відбулося їх омолодження, внаслідок чого
гори набули складчасто-брилового характеру;
3) Донецька складчаста споруда — виникла в епоху герцинської
складчастості (палеозой).
На території України розташовані відкладення всіх геологічних систем.
Найстаріші породи (віком понад 3,5 млрд. років) відслонюються в межах
Українського щита.
Рудні корисні копалини, що складають важливу частину мінеральних
ресурсів, досить різноманітні.
Запаси залізних руд зосереджені в Криворізькому басейні (запаси близько
18 млрд. т), Кременчуцькому (4,5 млрд. т) і Білозерському (1,4 млрд т)
залізорудних районах. Залізні руди Керченського басейну (1,8 млрд т) —
осадового походження з невисоким (до 37%) вмістом заліза. Проте вони
містять марганець (до 5%) і ванадій, що підвищує їх цінність для
металургії.
Україна багата на марганцеві руди. Нікопольський марганцеворудний басейн
— один із найбільших у світі, його площа 5 тис. км2; рудний пласт
(осадового походження) має потужність до 2 м.
Великі родовища титанових руд розробляються в Дніпропетровській і
Житомирській областях. Значними є запаси уранових руд (Кіровоградська,
Дніпропетровська обл.), кіноварі (ртутної руди) (Донецька, Закарпатська
обл.), нікелевих руд і хромітів (Кіровоградська, Миколаївська обл.).
Родовище алюмінієвих руд виявлено в Дніпропетровській обл.,
поліметалічних руд — на Закарпатті і в Донбасі. Пошуки золота увінчалися
відкриттям у 90-х рр. родовищ у Придніпров’ї, на Закарпатті.
Перспективні в цьому відношенні Приазов’я і Донбас.
4. Добування корисних копалин
В Україні 40% бюджету іде на розробку корисних копалин. Розробка родовищ
корисних копалин – це видобування із земельної кори речовин необхідних
для розвитку матеріального виробництва. Його ведуть відкритим і
підземним способом.
Відкритий спосіб – видобуток твердих копалин, які знаходяться на глибині
не більше 200 м. Для видобутку цього родовища, шари порід знімають,
транспортують і складають у відвали. Утворюється порожнина, котловани, а
також підприємство, яке проводить розробку відкритим способом називають
кар’єри. Цим способом видобувають: торф, кам’яне вугілля, залізні руди,
руди кольорових металів, будівельні матеріали.
Підземним способом видобувають корисні копалини, які розташовані на
глибині від 200 до 2000 м. Видобуток і транспортування здійснюється за
допомогою підземних виробок і стовпів. Система стволів та технічні
засоби видобутку та транспортування на поверхню землі к/к називають
рудниками. При видобуванні кам’яного вугілля заміст терміну рудник –
вживають шахта. Шахта відноситься до підземного видобутку. Проблеми
шахт: води, газометан, який утворює із киснем повітря вибухову суміш.
Рідкі і газоподібні к/к (нафта, мінеральні води) видобувають за
допомогою свердловини.
Запаси к/к не безмежні і практично не відновлювані. Прогнози на
перспективу про можливі запаси мінеральної сировини оцінюються фахівцями
досить неоднозначно. Наприклад, для розвинутих країн і країн, що
розвиваються, починаючи з 2000 року, запасів вугілля, залізної,
марганцевої та хромової руд, фосфатної сировини та калійних солей при
споживанні на сучасному рівні має вистачити ще на 100-300 років. Запасів
поліметалічних руд, що містять нікель, кольбат, мідь, свинець, цинк,
олово, самородної сірки залишається тільки на 30-60 років. Якщо
врахувати прогнозові запаси, то час повного вичерпання мінеральних
ресурсів відсувається на більш тривалий термін. Родовища к/к, як і
природні ресурси взагалі, розміщені досить нерівномірно. Так США,
Канада, Австралія, Китай, Росія володіють найбільшими запасами металевих
к/к. У країнах Близького та Середнього Сходу зосереджено понад 1/2
запасів нафти світу. В надрах країн, що розвиваються, знаходиться 90%
кольбату, близько 90% олова, 75% бокситів, 60% міді. Багато країн має
запаси світового значення одного або кількох видів корисних копалин.
Використання та переробка мінеральних ресурсів призводить до утворення
відходів. Вони забруднюють навколишнє середовище, знижують цінність ще
не використаних ресурсів.
Раціональне використання мінеральних ресурсів передбачає їх комплексне
освоєння, застосування у виробництві енерго – та ресурсозберігаючих
технологій, активне впровадження оборотного або повторного використання
ресурсів. У багатьох економічно розвинутих країнах послідовно
реалізується саме така політика. Найглибшій утилізації (вторинному
використанню) підлягають промислові та побутові відходи в Японії,
країнах Західної Європи та США. Виробництво з використанням повторних
ресурсів чорних та кольорових металів, будівельних матеріалів, скла та
іншого дає значну економію мінеральних, біологічних ресурсів та енергії.
5. Властивості Кухонної солі ( NaCl )
Хлорид натрію — хімічна сполука HYPERLINK
“file:///D:\\wiki\\%D0%9D%D0%B0%D1%82%D1%80%D0%B8%D0%B9” \o “Натрий” Na
HYPERLINK “file:///D:\\wiki\\%D0%A5%D0%BB%D0%BE%D1%80” \o “Хлор” Cl ,
Натрієва сіль .
HYPERLINK
“file:///D:\\wiki\\%D0%A5%D0%BB%D0%BE%D1%80%D0%B8%D0%B4%D1%8B” \o
“Хлориды” Хлорид натрію відомий у побуті за назвою ?поварена сіль?,
основним компонентом якої він є. Хлорид натрію в значній кількості
утримується в морській воді, створюючи її солоний смак. Зустрічається в
природі у виді мінералу-галіту (кам’яна сіль).
Кристалічні ґрати хлориду натрію.
= Na+
= Cl?
Хлорид натрію утворить кристали з кубічною симетрією. Більш великі іони
хлору утворять щільне кубічне упакування, у вільних вузлах якої
розташовано іони натрію.
Хімічна стійкість NaCl ( Натрій Хлористий )
Розчинність NaCl
у воді при 0 ос
г/100див3 у кислотах в органічних розчинниках
35.7 Розчиняється розчиняється в гліцерині
незначно в спирті
і рідкому аміаку
Кристалографічні характеристики NaCl ( Натрій Хлористий )
Сингонія Кубічна
Клас симетрії m3m
Параметри ґрат, ? a=5.640 c=a
Спайність Зроблена по (100)
Оптичні характеристики NaCl ( Натрій Хлористий )
Показник переломлення, ne
1.5467
Показник переломлення, nF’-n’
0.0132
Показник переломлення, n10.6
1.4906
Показник переломлення, n8.0 – n12.5
0.0308
Температурний коефіцієнт показника переломлення для ?=3.39 мкм, ос-1 в
інтервалі +/-60ос
(-3.31…-3.73)• 10-5
Область прозорості, мкм (товщина 10мм)
0.21?17
Коефіцієнт
внутрішнього
пропущення
?,мкм
?i(?)
0.2
0.16
0.5
0.97
1.0
0.97
3.0
0.98
5.0
0.98
6.0
0.98
7.0
0.98
8.0
0.98
9.0
0.98
10.0
0.98
12.0
0.98
15.0
0.87
20.0
0.05
Показник
переломлення
?,мкм
n(?)
0.2
1.7899
0.5
1.5516
1.0
1.5320
2.0
1.5254
3.0
1.5242
4.0
1.5217
5.0
1.5185
6.0
1.5153
7.0
1.5112
8.0
1.5066
9.0
1.5009
10.0
1.4947
11.0
1.4878
12.0
1.4800
12.5
1.4758
15.0
1.4403
20.0
1.3822
30.0
1.0912
Механічні характеристики NaCl ( Натрій Хлористий )
Щільність, при 20 ос, г/см3 2.17
Твердість по Моосу 2
Мікротвердість, Па 2• 108
Постійні пружної піддатливості, Па-1 S11 22.85• 10-12
S12 -4.69• 10-12
S44 78.34• 10-12
Коефіцієнт поперечної деформації ? 0.203
Модуль пружності Е, Па, у напрямку 4.37• 1010
3.27• 1010
Модуль зрушення G, Па, у площині (100) 1.59• 1010
(111) 1.28• 1010
Оптичний коефіцієнт напруг
для ?=0.589 мкм, Па-1 У1 2.26• 10-12
У2 1.57• 10-12
Фотопружні постійні
для ?=0.589 мкм, Па-1 З1 -0.44• 10-12
З2 -2.7• 10-12
Пезооптичні постійні
для ?=0.589 мкм,2 Па-1 ??? 0.24• 10-12
??? 1.46• 10-12
??? -0.85• 10-12
Теплофізичні характеристики NaCl ( Натрій Хлористий )
Температурний коефіцієнт лінійного розширення ?t, ос-1 в інтервалі
+/-60ос (36.4?40.8)• 10-6
Теплопровідність, Ут/(м • ос) при 35 ос 6.15
Питома теплоємність, Дж/(кг • ос) при 24 ос 870.9
Термостійкість, ос –
Температура плавлення, ос 801
6. Проварена сіль
З упевненістю можна сказати, що, принаймні, одна хімічна сполука в
досить чистому виді мається в кожнім будинку, у кожній родині. Це –
поварена сіль або як її називають хіміки – хлорид натрію NaCl. Відомо,
що, ідучи з тайгового притулку, для випадкових подорожан мисливці
неодмінно залишають сірники і сіль. Поварена сіль зовсім необхідна для
життєдіяльності організму людини і тварин. Недолік цієї солі приводить
до функціональні й органічних розладам: можуть виникати спазми гладкої
мускулатури, іноді уражаються центри нервової системи. Тривале сольове
голодування може привести до загибелі організму. Добова потреба в
повареній солі дорослої людини складає 10…15 гр. В умовах жаркого
клімату потреба в солі зростає до 25…30 гр. Це зв’язано з тим, що
хлорид натрію виводиться з організму з потім і для відновлення втрат в
організм потрібно вводити більше солі. При роботі в гарячих цехах і в
умовах сухого і жаркого клімату лікарі рекомендують пити підсолену воду
(0,3…0,5%-ний розчин повареної солі), тому що сіль сприяє утриманню
води в тканинах.
Якщо не давати тварині їжі, то через якийсь час воно загине від
виснаження організму. Якщо тварина годувати без обмеження, але
знесоленою їжею, то воно вмре ще швидше. Справа в тім, що поварена сіль
служить джерелом утворення в шлунку соляної (хлороводню) кислоти, що є
складовою частиною шлункового соку. Добова кількість шлункового соку
дорослої людини досягає 2 л. Його кислотність характеризується рівним
1,5…2,0.
При зниженій кислотності лікарі прописують пацієнтові слабкий водний
розчин соляної (хлороводню) кислоти, а при підвищеній кислотності він
випробує печію і йому рекомендують приймати питну соду. Вона нейтралізує
надлишок кислоти відповідно до рівняння:
HCl + NaHCO3 = NaCl + CO2 + H2О
Харчові білки, що надходять у шлунок, під дією ферменту (біологічного
каталізатора) пепсину розщеплюються на окремі складові амінокислоти або
блоки цих амінокислот. З них синтезується білок, властивому даному
організмові. Фермент пепсин утвориться з іншого ферменту – пепсину. Для
перетворення пепсину в пепсин необхідна соляна кислота. При її недоліку
в шлунковому соку переварювання і засвоєння білків не відбувається або
йде в малому ступені. Соляна кислота також бере участь в утворенні
гормону секретину і деяких інших гормонів, що стимулюють діяльність
підшлункової залози. Крім того, вона сприяє переходові харчових мас зі
шлунка в дванадцятипалу кишку і знешкодженню мікробів, що попадають у
шлунок із зовнішнього середовища.
Однак хлорид натрію потрібний організмові людини або тварини не тільки
для утворення соляної кислоти в шлунковому соку. Ця сіль входить у
тканинні рідини і до складу крові. В останньої її концентрація дорівнює
0,5…0,6%.
Водні розчини NaCl у медицині використовують у якості кров’яно захисних
рідин після кровотеч і при явищах шоку. Зменшення змісту NaCl у плазмі
крові приводить до порушення обміну речовин в організмі.
Не одержуючи NaCl ззовні, організм віддає його з крові і тканин.
Хлорид натрію сприяє затримуванню води в організмі, що, у свою чергу,
приводить до підвищення артеріального тиску. Тому при гіпертонічній
хворобі, ожирінні, набряках лікарі рекомендують знижувати добове
споживання повареної солі. Надлишок в організмі NaCl може викликати
гостре отруєння і привести до паралічу нервової системи.
Організм людини швидко реагує на порушення сольового балансу появою
м’язової слабості, швидкою стомлюваністю, втратою апетиту, виникненням
спраги.
Поварена сіль володіє хоча і слабкими, але антисептичними властивостями.
Розвиток гнильних бактерій припиняється лише при її змісті в 10…15%.
Це властивість широка використовують у харчовій промисловості і при
збереженні харчових продуктів у домашніх умовах.
Організм первісної людини одержував необхідну сіль з їжею тваринного
походження. Однак потреби організму змушували шукати неї в більш
концентрованому виді. Давно було виявлено, що деякі рослини мають
приємний солоний смак. Такі рослини сушилися, а потім спалювалися в
багатті. Золу, що виходить, використовували як приправу до їжі.
Пізніше люди навчилися поливати палаючі в багатті шматки дерева солоною
водою з моря або озера і золу, що залишилася, також використовувати в
їжу.
Уже за двох тисяч років до н.е. китайці навчилися одержувати поварену
сіль випарюванням морської води. Спосіб витягу солі з морської води
випарюванням незалежно був винайдений також у різних інших країнах.
Спочатку він з’явився в країнах із сухим і жарким кліматом – в Індії,
Греції, Римі. Пізніше таким способом сіль стали добувати у Франції,
Іспанії, у Криму. На півночі нашої країни морська вода випарювалася
(варилася) у великих чанах, а джерелом енергії служили дрова. Однак у
північних районах, зокрема на берегах Білого моря, було й істотне
удосконалення способу витягу солі з морської води.
Помори давно помітили, що при замерзанні морської води лід виходить
несолоним, а некрижана вода, що залишилася, стає набагато солонішою.
Розплавляючи лід, можна одержувати прісну воду з морський, а з розсолу
виварювали поварену сіль з меншими енергетичними витратами.
Усі, хто пробував на смак морську воду, пам’ятають, що вона має
гіркуватий присмак і мало схожа на водний розчин повареної солі. Це
означає, що в морській воді крім хлориду натрію утримуються інші солі.
Знову ж, кому доводилося бути на різних морях, пам’ятають, що по смаку,
щільності, по дратівній дії на очі води відрізняються, а виходить, вони
мають різний склад. Проте середній зміст (мас. частка ,%) солей у
морській воді виглядає в такий спосіб: NaCl – 77,8, MgCl2 – 10,9,
MgSO4 – 4,7, KC1, K2SO4 – 2,5, CaCO3, Ca(HCO3)2 – 0,3, інші солі – 0,2.
При випарі морської води при температурах 20…35°C спочатку виділяються
найменш розчинні солі – карбонати кальцію, магнію і сульфат кальцію.
Потім випадають більш розчинні солі – сульфати натрію і магнію, хлориди
натрію, калію, магнію і після них сульфати калію і магнію. Порядок
кристалізації солей і склад опадів, що утворяться, може трохи
змінюватися в залежності від температури, швидкості випару й інших умов.
При випарі морської води в природних умовах послідовно утворяться
наступні мінерали (Таб.(а))
Чистий хлорид натрію –негігроскопічна речовина, тобто не притягає
вологу. Гігроскопічні хлориди магнію і кальцію. Їхньої домішки майже
завжди утримуються в повареній солі і завдяки їм відбувається поглинання
вологи.
У вилучених від моря районах іноді зустрічаються підземні соляні
джерела. Люди здавна використовували них для виварювання солі. У нашій
країні вже з часу панування татарського хана Батия і його нащадків
поварена сіль добувалася з озер Нижнього Поволжя, із сухим і жарким
кліматом. У сузір’ї соляних озер цього району особливо виділяються озера
Ельтон і Баскунчак. Промислова експлуатація озера Ельтон здійснюється
більш півтора століть. Свіжо осаджена сіль за багато геологічних
періодів перетворилася в осадову породу – моноліт кам’яної солі.
Фарбування і прозорість останньої залежить від характеру домішок.
Дослідження озера Ельтон показали, що його донна товща складається з
двох могутніх шарів кам’яної солі, розділених шаром глини. Товщина
нижнього шару в середньому дорівнює 14,4 м, а верхнього, що вистилає
дно, – 18,25 м. Цей шар простирається більш ніж на 150 км2.
Озеро Ельтон має великий запас повареної солі, але ще більш багато цією
сіллю озеро Баскунчак, що і є в даний час основною сировинною базою в
Нижнє Поволжя.
Таблиця (а)
Кальцит CaCO3 Магнезит MgCO3
Доломить MgCO3·CaCO3 Ніксвігоніт MgCO3·3H2O
Гіпс CaSO4·2H2O Ангідрит CaSO4
Глауберит Na2SO4·CaSO4 Тенардит Na2SO4
Мірабіліт Na2SO4·10H2O Астрохоніт Na2SO4·MgSO4·4H2ПРО
Галіт NaCl Сильвин KCl
Карналіт KCl·MgCl2·6H2ПРО Епсоміт MgSO4·7H2O
Гексагідрит MgSO4·6H2O і інші сульфати магнію Каїніт KCl·MgSO4·3H2O
Бішофіт MgCl2·6H2O
У земній корі досить часто зустрічаються шари кам’яної солі. Вважають,
що вони отримані в результаті деформації земної кори із шарами осадових
порід, що утворилися в результаті випарювання морської води або вод
соляних озер. Кам’яна сіль при деформаціях видавлюється нагору з
утворенням суцільних соляних куполів, що звичайно мають у плані округлу
форму і сягаючих декількох кілометрів у діаметрі. Одне з таких давно
розвіданих родовищ кам’яної солі розташоване біля Ілецька в Оренбурзькій
області. Соляний купол цього родовища простирається на 2 км у довжину,
1 км у ширину й іде всередину також на 1 км.
У Пермській області експлуатується найбагатше родовище сильвініту. Це
соляна гірська порода, що складається з NaCl і KCl. При його переробці
на добриво витягається KC1, a NaCl є відходом. Шляхом простого
промивання водою (KCl розчиняється краще, ніж NaCl) виходить технічна
сіль з 98%-ним змістом.
Поварена сіль є найважливішою сировиною хімічної промисловості. З неї
одержують соду, хлор, хлороводню кислоту, гідроксид натрію, металевий
натрій.
При вивченні властивостей ґрунтів вчені установили, що, будучи
просоченими хлоридом натрію, вони не пропускають воду. Це відкриття було
використано при будівництві зрошувальних каналів і водойм. Якщо дно
водойми покрити шаром землі, просоченої NaCl, то витоку води не
відбувається. Для цієї мети, звичайно, застосовують технічну сіль.
Будівельники використовують хлорид натрію для усунення змерзання узимку
землі і перетворення її у твердий камінь. Для цього ділянки ґрунту, що
планується виймати, восени густо посипають NaCl. У цьому випадку в
сильні морози дані ділянки землі залишаються м’якими.
Хіміки добре знають, що змішанням мілко змеленого льоду з повареною
сіллю можна одержати ефективну охолодну суміш. Наприклад, суміш складу
30 гр NaCl на 100 гр льоду прохолоджується до температури – 20°C. Це
відбувається тому, що водний розчин солі замерзає при негативних
температурах. Отже, лід, що має температуру близько 0°C, буде плавитися
в такому розчині, віднімаючи теплоту від навколишнього середовища. Це
властивість суміші льоду і повареної солі можуть з успіхом
використовувати також і домогосподарки.
7. СПОСОБИ ВИРАЖЕННЯ СКЛАДУ РОЗЧИНІВ
Розчином називається гомогенна система, що складається з двох або більш
компонентів. Рідкі розчини мають найбільше значення для живих
організмів, тому що саме в них протікають усі життєво важливі процеси.
Плазма крові, лімфа, внутрішньоклітинні рідини, шлунковий сік – усе це
розчини. У виді розчинів надходять в організм і лікарські препарати
(ін’єкції, мікстури). Нерозчинна речовина не може діяти як ліки.
При проведенні аналізів зразки речовин і різні проби переводять у
розчин.
Найважливішою характеристикою розчину є концентрація, тобто відносний
зміст розчиненої речовини.
Процентна концентрація (відносна масова частка) (З%) – відношення маси
розчиненої речовини до маси розчину, виражене у відсотках, або кількість
грамів розчиненої речовини в 100м розчину:
mB
C% = ———– 100%
mA + mB
де – m – маса розчиненої речовини В;
m – маса розчинника А.
Мольна частка – відношення числа молей розчиненої речовини до суми
молів усіх компонентів у розчині:
nB mD/MB
NB = —— = —————— ,
nA + nB (mA/MA) + (mB/MB)
де г – грам-молекулярна маса; n – кількість молів (речовини В и
розчинника А).
Молярна концентрація, або молярність (М), – кількість молів розчиненої
речовини в 1 літрі розчину:
Cm = m/(VM)
m – маса розчиненої речовини, г;
V – обсяг розчину, л.
При однаковій молярній концентрації рівні обсяги розчинів різних
речовин містять однакове число молекул. Молярність легко обчислити,
знаючи процентну концентрацію і щільність розчину.
? 10 ?
Cm = ————-
M
Нормальна концентрація, або нормальність (N), – кількість
грам-еквівалентів розчиненої речовини в 1 літрі розчину:
N = m/(VЭ)
Тому що хімічні речовини взаємодіють один з одним в еквівалентних
кількостях (закон еквівалентів), те розчини однакової нормальності
реагують у рівних обсягах. У загальному випадку обсяги розчинів
проредагованих речовин назад пропорційні їх нормальностям:
V1/V2 = N2/N1 N1V1 = N2V2
Дуже важливо усвідомити, що добуток NV – загальна кількість
грам-еквівалентів розчиненої речовини в обсязі розчину V. Якщо відомо
процентну концентрацію розчину, то нормальність розраховують по формулі:
N = w 10 p /Э
Легко установити також залежність між молярністю і нормальністю
розчину. Добутку NЭ = ММ або N = MM/Э
Титр (Т) – кількість грамів розчиненої речовини в 1 мол розчину. Титр і
нормальність зв’язані між собою простим співвідношенням:
Т = NЭ/1000 або N = T 1000/Э
Зв’язок між титром і процентною концентрацією установлюється формулою
Т = w p/100
Молярність – кількість молів розчиненої речовини, що приходиться на
1000 м розчинника:
C= m 1000/(mAMB)
Готування розчинів
Готування розчинів є однієї з найважливіших операцій у хімічній
практиці. Одним з основних розчинників у хім. аналізі є вода. Вода
використовується тільки дистильована, тому що звичайна питна вода
містить крім солей твердості ряд органічних сполук, розчинений у воді
вуглекислий газ, хлор і з’єднання хлору, що утворилися в результаті
хлорування води.
Найчастіше розчини готують з розрахованих кількостей окремих
компонентів. При цьому звичайно тверді речовини беруть по масі, а рідкі
– по обсязі. Для готування розчинів приблизної концентрації навішення
речовини беруть на технологічно-хімічних вагах, необхідний обсяг
розчинника відмірюють за допомогою мірного циліндра. Розчинення ведуть у
склянці або колбі, у якій передбачається зберігати розчин.
Масу речовини, що розчиняється, необхідну для готування визначеної
кількості розчину заданої процентної концентрації, розраховують по
формулах:
mB = c%m/100
mB = c%Vp/100
де m – маса розчину, м;
V – обсяг розчину, мл;
р – його щільність, г/мл
У першому випадку масу води, що потрібно для готування заданого
розчину, визначають по різниці:
mA = m – mB
Якщо для розчинення застосовують тверда речовина, що містить
кристалізаційну воду, то його масу знаходять по формулі:
mB = c%VpM1/(100M2)
де М1 і М2 – молекулярні маси кристалогідритна і безводної речовини
відповідно.
Для готування розчину визначеної концентрації розведенням більш
концентрованого розчину або шляхом змішання двох розчинів з різною
концентрацією користуються правилом змішання:
Приклад: Приготувати 100 м 14:-ного розчину NaCl з 22:-ного (р=1,168
г/мл) і 10%-ного (р = 1,073 г/мл) розчинів цієї солі:
Рішення:
Вагове співвідношення вихідних розчинів знаходимо за правилом
змішання:
10% ———– 8 мас. ч.
14%
22% ———– 4 мас. ч.
Зі схеми видно, що якщо взяти 8 г 10%-ного і 4 г 22%-ного розчинів, то
буде отримано 12 г 14%-ного розчину/ Складаємо пропорцію:
на 12 м 14%-ного розчину потрібно 8 г 10%-ного і 4г 22%-ного
” 100 м ” ” ” х ” ” “у” ”
Звідси х = 100 8/12 = 66,7 г у = 100 4/12 = 33,3 г
Розділивши маси розчинів на їхній щільності, одержимо: для готування
100 г 14:-ного розчину NaCl потрібно 62 мл 10%-ного і 28,5 мл 22%-ного
розчинів.
ГОТУВАННЯ РОЗЧИНУ З ЗАДАНОЮ КОНЦЕНТРАЦІЄЮ
У циліндр наливають близько 100 мл досліджуваного розчину.
Сухим термометром визначають його температуру. Якщо температура
виявиться нижче або вище 20ОС, поміщають циліндр у високу склянку з
теплою або холодною водопровідною водою і, помішуючи розчин скляною
паличкою, доводять його до потрібної температури.
У циліндр із досліджуваним розчином обережно поміщають ареометр,
дотримуючи його рукою, поки не переконуються в тім, що ареометр вільно
плаває в розчині (якщо ареометр опускається не дно або виштовхується з
розчину, його треба замінити). Після того, як ареометр зупиниться,
роблять відлік. Стежать, щоб під час відліку ареометр не стосувався
стінок циліндра. Розподіл, проти якого знаходиться верхній край меніска
рідини, відповідає щільності розчину. Під час відліку око повинне
знаходитися на рівні меніска. C допомогою ареометра щільність
визначається з точністю 0,003. Повторюють визначення ще 2 рази. Для
цього, піднявши ареометр на 1-2 см, опускають його і знову знімають
показання. Знаходять середнє арифметичне трьох вимірів. Розчин виливають
у склянку. Ареометр миють, обсушують фільтрувальним папером і кладуть у
футляр. По знайденій щільності розчину визначають концентрацію.
Щільність і концентрація водних розчинів
хлориду натрію і хлористого водню
NaCl
p c,% M
1,0053 1 0,172
1,0125 2 0,346
1,0268 4 0,703
1,0413 6 1,069
1,0559 8 1,446
1,0707 10 1,834
1,0857 12 2,231
1,1009 14 2,639
1,1162 16 3,057
1,1319 18 3,489
1,1478 20 3,930
1,1640 22 4,384
1,1804 24 4,849
1,1972 26 5,329
Хлористий водень
p c,% M
1,0032 1 0,275
1,0082 2 0,553
1,0181 4 1,117
1,0279 6 1,692
1,0376 8 2,277
1,0474 10 2,872
1,0574 12 3,481
1,0675 14 4,099
1,0776 16 4,729
1,0878 18 5,371
1,0980 20 6,023
1,1083 22 6,684
1,1187 24 7,365
1,1290 26 8,051
Про деякі особливості росту кристалів NaCl
АНОТАЦІЯ
У доповіді розповідається про утворення і ріст нового типу
кристалів, що плавають, NaCI і супутньому цьому явищу ефектах, якось:
утворення соляних кілець при висиханні крапель розчину NaCI, ріст
дендритів по горизонтальній і вертикальній площинах.
УВЕДЕННЯ
Проблемою утворення кілець при висиханні крапель розчинів солей
займалися ще в 19 столітті. У 1882 Лізенганх знайшов, що при висиханні
краплі 20% розчину AgNО3 на поверхні, покритої шаром суміші желатину і
K2Cr2O7 утвориться система концентричних кілець, що складаються з
продукту реакції AgNO3 і K2Cr2O7 – біхромати срібла. Проблемою
утворення кристалів, що плавають, займався Д.И.Менделєєв, що них
знайшов і описав їхню форму: порожні чотиригранні пірамідки, що
плавають вершиною вниз. Ще одне відоме спостереження – на місці висохлої
краплі AgCI утворяться кілька концентричних кілець. По краях випадають
кристали, але в міру висихання краплі її обсяг зменшується, і вона
висить на кристалах. У якийсь момент крапля з них зривається і
збирається в краплю, але меншого діаметра. Цей процес повторюється
кілька разів до того моменту, коли уся вода випарується.
Розглянувши кілька висохлих крапель розчину NaCl, ми побачили ту
саму картину. Кілька кристалів знаходиться в центрі краплі, соляне
кільце по периметрі і дендритні структури за межами краплі. Кристали в
центрі і деякі кристали із соляного кільця мають характерний хрестик.
Розглянувши процес висихання краплі, ми помітили наступне: кристали
утворяться на поверхні розчину, а потім частина з них, що
знаходиться близько до краю, сповзає до границі краплі, і в процесі
росту утвориться соляне кільце, а інші опускаються слідом за рівнем
розчину, що знижується, і лягають на дно. Розглянувши такий кристал під
мікроскопом, ми побачили, що він представляє із себе пірамідку, що
плаває, Менделєєва. Після цього ми вирішили
докладніше розглянути процес утворення пірамідок. Відомо, що
розчинність NaCI мало залежить від температури, тобто щільність розчину,
насиченого при 15 градусах дорівнює щільності розчину, насиченого при 20
градусах. Це означає, що поверхневий шар розчину може концентрацію
велику, ніж сам розчин. За словами Д.И.Менделєєва, ці кристали не
тонуть, тому що постійно наращуються при опусканні.
ЕКСПЕРИМЕНТ
Ми повторили досвід Менделєєва: узяли судину з розчином, що
має концентрацію, близьку до максимального, і помістили над ним на
відстані 20 див настільну лампу (лампочка 100 Ут). При температурі 22
градуса і вологості 50% ми одержали кристали. Але вони утворяться не
завжди. Якщо поставити колбу з розчином у закритий обсяг при майже 100%
вологості, то утворяться інші кристали, що мають форму кубиків зі
зрізаною верхньою вершиною й орієнтовані іншою вершинкою вниз.
Звичайно вони збираються в групи по 7-40 штук, а потім, досягши
розмірів грані кожного кристала 3-4мм, падають на дно. Кристали зі
зрізаною вершинкою утворювалися іноді і на дні судини, тому що спочатку
були орієнтовані вершинкою нагору, а не боком.
Згодом ми знайшли наявність кристалів, що плавають, для розчинів
інших солей, наприклад розчин AIK(SO4)2*12Н2Про утворить на поверхні
одиночні кристали. Навпаки, при збільшенні швидкості випару поверхня
розчину покривалася суцільною соляною кіркою, що складається зі
зрослих пірамідок Менделєєва.
При проведенні досвідів із кристалами на поверхні ми помітили, що на
стінках судин утворяться дендрити, що іноді навіть “вилазили” назовні і
росли по зовнішній стінці. Між дендритами і розчином знаходиться смуга
вільного простору, покрита тонкою плівкою розчину.
Якщо помістити в підстави зростаючого дендрита краплю
концентрованого розчину NaCI, підфарбовану тушшю, то вона починає
підніматися по дендриті, показуючи шлях “будівельного матеріалу”.
Як з’ясували Хлуднева Євгенія і Лапіна Люба, будівельний матеріал
доставляється до вершини в основному по капілярах усередині дендритів.
Якщо ж підфарбовану краплю помістити в центр краплі, що висихає, то ми
бачимо таку картину: із краплі гаси витягнулися тонкі промені. Це сліди
сповзаючих кристалів, що плавають, і потоків розчину до зростаючих
дендритів.
РЕЗУЛЬТАТИ
Результатом проробленої роботи з’явилося:
1. Виявлення нового типу кристалів, що плавають, опис якого ми в
літературі не знайшли.
2. Установлення можливості росту дендритів по вертикальній
площині, опис чого ми також у літературі не знайшли.
9. Електрохімічне дослідження асиметричних нанофільтрованих мембран у
розчинах NaCl І KCl
Електрохімічне дослідження асиметричних нанофільтрованих мембран у
розчинах NaCl і KCl: вплив асиметрії мембрани на транспортні параметри
Обмірювані мембранний потенціал, дифузія NaCl і KCl, а також електричні
параметри (опір і ємність на частотах від 10 до 106 Гц) асиметричних
Поліефір сульфідних Мб в інтервалі зміни концентрації електролітів від
10-3 до 5?10-2 М. На підставі отриманих результатів розрахована
концентрація зарядів у Мб, числа переносу іонів, проникність солей Мб
для іонів і солей, а також оцінена товщина щільного підшару, що склала
0.20±0.03 мкм. Показано, що асиметрія мембран впливає на мембранний
потенціал. Як випливає з експериментальних даних, отриманих при різних
режимах перемішування розчинів, швидкість масі переносу солей у значній
мірі залежить від товщини дифузійного шару поблизу поверхні Мб.
10. Виявлено новий механізм генерації когерентного випромінювання
Принципово нове потенційне джерело когерентного електромагнітного
випромінювання виявлений у Ліверморській національній лабораторії
ім. Лоуренса (LLNL). Випромінювання виникає при проходженні ударної
хвилі через діелектричний кристал. Це перший механізм генерації
когерентного випромінювання, відмінний від лазерного ефекту.
Когерентне випромінювання на частоті 22 ТГц за даними моделювання
проходження ударної воли по кристалі NaCl. Ліворуч показана зміна
спектра випромінювання в часі, а праворуч — розподіл спектра
випромінювання уздовж напрямку поширення ударної хвилі. Видно, що
когерентне випромінювання виникає тільки в межах самої ударної хвилі
(між пунктирними лініями). Перед фронтом хвилі і за нею випромінювання в
цьому діапазоні не виникає
Когерентним називають випромінювання, всі електромагнітні коливання
якого збігаються по частоті і фазі. У лазерах цей збіг досягається, коли
електромагнітна хвиля визначеної частоти проходить через спеціальним
образом підготовлене середовище і підсилюється за рахунок енергії,
запасеної в збуджених атомах. Когерентність додає випромінюванню ряд
важливих властивостей, що забезпечують широку сферу додатка лазерних
технологій.
У чисельних експериментах, що були проведені в LLNL, передвіщена
генерація когерентного випромінювання принципово новим способом. Його
породжує ударна хвиля, що, поширюючи по кристалі звичайної повареної
солі (NaCl), приводить до синхронних коливань окремих іонів і створює
хвилі поляризації. Саме ця перемінна поляризація і генерувала
електромагнітне випромінювання в діапазоні від 1 до 100 ТГц
(1 терагерц = 1012 герц). Велика частина випромінювання не мала
властивість когерентності. Однак на її тлі з’являється слабкий імпульс
когерентного випромінювання, що виходить тільки з зони ударної хвилі.
Даний результат поки отриманий тільки в чисельних моделях поширення
ударної хвилі в кристалі. Обчислення велися на суперкомп’ютері
HYPERLINK “http://www.llnl.gov/linux/thunder/” \t “_blank” Thunder . В
Суперкомп’ютері 23 терафлопса (1 терафлопс = 1012 операцій з коми, що
переходе у секунду). Перевірити ці пророкування в реальному фізичному
експерименті ще має бути.
Найбільш очевидний практичний додаток виявленого ефекту — спостереження
за поширенням ударних хвиль. Це дозволить розробити нові методи
дослідження властивостей і стану різних діелектричних матеріалів. Так,
наприклад, частота когерентного випромінювання, що надходить,
визначається швидкістю поширення ударної хвилі і структурою кристалічних
ґрат матеріалу.
У пресі відзначається, що це перший приклад генерації когерентного
випромінювання, відмінний від звичайних лазерів і лазерів на вільних
електронах.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1.(уривок з книги “Українська батьківщина”)
2.Юрій КУКУШКИН “Хімія навколо нас”
3. Кузнєцов “Кристали і кристалографія”
4. Керівництво до практичних занять по мікробіології / Під ред. Н.С.
Егорова. – М., 1995.
5. Визначник бактерій Берджи / Під ред. Хоулта Дж. і ін.: 9-і видання в
2-х томах: Пер. с англ. під ред. акад. РАНЕЙ Г.А. Заварзіна. – М., 1997.
6. Менделєєв Д.И. “Загальна хімія”
7. Гегузин “Крапля”
8. Реми “Неорганічна хімія”
9. Шубников А.В. “Зародження і ріст кристалів”
10,. Зайчикова Ю.В. ‘Дослідження гідродинамічних параметрів молекули
11. Врублевська Т., Тимошук О. Дослідження вольтамперометричної
поведінки іонів
12. Врублевська Т., Тимошук О. Про механізм виникнення полярографічних
каталітичних струмів водню в розчинах
13. Врублевська Т., Тимошук О., Нагорний В. Вольтамперометричні
дослідження хлоридів розчинів
14. Лазарєв Л.М., Лозин Я.С. Дослідження електрохімічного відновлення в
розчинах хлорної і сарною кислот
PAGE
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
