Natriy xlorid haqida
Natriy xlorid yoki xlorli natriy (NaCl) — xlorid kislota (tuz kislotasi)ning natriyli tuzi. Maishiy hayotda u osh tuzi nomi bilan mashhur bo‘lib, shu mahsulotning asosiy tarkibiy qismi hisoblanadi. Natriy xlorid dengiz suvlarida katta miqdorda uchraydi. Tabiatda u galit (yoki tosh tuz) minerali ko‘rinishida, shuningdek tabiiy suv havzalarida eritma holida mavjud; ayrim suv havzalarida eritma to‘yingan (rapa), masalan Baskunchak ko‘lida. Sof natriy xlorid — rangsiz kristallar; turli aralashmalar tufayli u ko‘k (elektridlar), binafsha, pushti, sariq yoki kulrang tusga kirishi mumkin.
Umumiy ma’lumotlar
| Natriy xlorid | |
|---|---|
 |
|
 |
|
| Umumiy ma’lumotlar | |
| Tizimli nomi |
Natriy xlorid |
| An’anaviy nomlar | Tuz, osh tuzi, stol tuzi, oziq-ovqat tuzi, tog‘ tuzi, galit[1] |
| Kimyoviy formula | NaCl |
| Jismoniy xossalari | |
| Molyar massa | 58,44277 g/mol |
| Zichlik | 2,165 g/sm³ |
| Ionlanish energiyasi | 8,92 eV[2] |
| Termik xossalari | |
| Harorat | |
| • erish harorati | 800,8 °C |
| • qaynash harorati | 1465 °C |
| Mol. issiqlik sig‘imi | 50,8 J/(mol·K) |
| Entalpiya | |
| • hosil bo‘lishi | -411,1 kJ/mol |
| Bug‘lanishning solishtirma issiqligi | 170,85 kJ/mol |
| Erishning solishtirma issiqligi | 28,68 kJ/mol |
| Kimyoviy xossalari | |
| Eruvchanlik | |
| • suvda | 35,6 g/100 ml (0 °C) 35,9 g/100 ml (+25 °C) 39,1 g/100 ml (+100 °C) |
| • metanolda | 1,49 g/100 ml |
| • ammiakda | 21,5 g/100 ml |
| • etanolda | 0,175 g/100 ml (+25 °C) |
| Optik xossalari | |
| Sinish ko‘rsatkichi | 1,544202 (589 nm) |
| Tuzilishi | |
| Koordinatsion geometriya | Oktaedrik (Na+) Oktaedrik (Cl−) |
| Kristall tuzilma | yuzga markazlashgan kubik (гранецентрированная кубическая, face-centered cubic), cF8 |
| Dipol momenti | 3,0E−29 Koulon·m[2] |
| Klassifikatsiya | |
| CAS ro‘yxat raqami | 7647-14-5 |
| PubChem | 5234 |
| EINECS ro‘yxat raqami | 231-598-3 |
| SMILES |
|
| InChI |
|
| RTECS | VZ4725000 |
| ChEBI | 26710 |
| ChemSpider | 5044 |
| Xavfsizlik | |
| LD50 | 3000–8000 mg/kg |
| NFPA 704 | |
| Ma’lumotlar, agar boshqacha ko‘rsatilmagan bo‘lsa, standart sharoitlar (25 °C, 100 kPa) uchun keltirilgan. | |
Tabiatda uchrashi va ishlab chiqarish
Galit (tosh tuz)
Natriy xlorid tabiatda asosan galit minerali sifatida uchraydi. Uning panjarasi qirrasi markazlangan kubik bo‘lib, tarkibi o‘rtacha 39,34 % Na va 60,66 % Cl. Galit tarkibida aralashmalar sifatida Br, N, H, Mn, Cu, Ga, As, I, Ag, Ba, Tl, Pb, K, Ca, S, O elementlari uchrashi mumkin. Zichligi 2,1–2,2 g/sm³, Moos shkalasi bo‘yicha qattiqligi — 2. Shishasimon yaltirashga ega, odatda shaffof va rangsiz. U ko‘pincha yopiq suv havzalarida cho‘kma sifatida, vulqon kraterlari devorlarida va solfataralarda paydo bo‘ladi. Shuningdek, lagun va dengiz cho‘kindilarida qatlam hosil qiladi hamda tuz gumbazlari kabi joylarda shtok-simon jismlar sifatida uchraydi.
Tosh tuz — evaporitlar guruhiga kiruvchi cho‘kindi tog‘ jinsi bo‘lib, 90 % dan ortig‘i galitdan iborat. U odatda rangsiz yoki oppoq bo‘ladi, ammo gil (kulrang), temir oksid/gidroksidlari (sariq–to‘q sariq–pushti–qizil), bitumlar (jigarrang) bilan ranglanishi mumkin. Tarkibida natriy, kaliy, magniy va kaltsiy xlorid hamda sulfatlari, bromidlar, yodidlar, boratlar, gips, karbonat-gil aralashmalari, dolomit, ankerit, magnezit, bitumlar va boshqalar bo‘lishi mumkin.
Hosil bo‘lish sharoitiga ko‘ra tosh tuz konlari:
- zamonaviy sho‘r hovuzlarning sho‘r suvlari;
- yer osti sho‘r suvlari;
- zamonaviy sho‘r havza tuz qatlamlari;
- qadimiy konlar — sanoat uchun eng muhim.
Dengiz tuzi
Dengiz tuzi — dengiz suvi to‘liq bug‘langanda hosil bo‘ladigan tuzlar aralashmasi (xloridlar, karbonatlar, sulfatlar va h.k.). O‘rtacha tarkibdan tozalangan kristallik dengiz tuzidagi ba’zi komponentlar (massaviy ulush, %):
| Komponentlar | Massa ulushi, % |
|---|---|
| NaCl | 77.8 |
| MgCl 2 | 10.9 |
| MgSO4 | 4.7 |
| KCl | 2.5 |
| K 2SO4 | 2.5 |
| CaCO3 | 0,3 |
| Ca( HCO3)2 | 0,3 |
| boshqa tuzlar | 0,2 |
Bug‘latishda (20–35 °C) avval eng kam eruvchan Ca va Mg karbonatlari hamda Ca sulfat cho‘kadi; keyinroq Na va Mg sulfatlari, Na, K, Mg xloridlari, so‘ng K va Mg sulfatlari tushadi. Sanoatda dengiz tuzi asosan bug‘lash yo‘li bilan olinadi. Tarkibida ko‘proq boshqa mineral va mikroelementlar (iod, kaliy, magniy, marganes va b.) bo‘lgani uchun u osh tuzidan (tosh tuzidan) ta’mi va xossalari bilan farq qiladi (magniy tuzlari biroz achchiq-sho‘r ta’m beradi). Tibbiyotda psoriaz kabi teri kasalliklarida ishlatiladi; O‘lik dengiz tuzi dorixonalar va do‘konlarda keng tarqalgan. Tozalangan ko‘rinishi oziq-ovqatda “tabiiy, yodga boy” deb ham sotiladi.
Tarixiy va zamonaviy qazib olish
Qadimda sho‘r eritma quduq-shaxtalardan ot kuchi bilan tortib olinib, yog‘och minoralardagi katta qozonlarda qaynatilgan. Rusiyada Pomorlar Oq dengiz bo‘yida moryanka nomli dengiz tuzini qaynatishgan; 1137-yilda Novgorod knyazi Svyatoslav tuz qaynatish (varnitsa)lariga soliq joriy qilgan. XX asr boshlarigacha moryanka butun imperiya bo‘ylab savdo qilingan, keyin Volga bo‘yidagi arzonroq tuz uni siqib chiqardi. Bugungi kunda qazib olish mexanizatsiyalashgan: dengiz suvi va sho‘r manbalarini bug‘latish, sho‘r ko‘llar, sho‘r buloqlar, tuz shaxtalarini ishlatish keng tarqalgan. Dengizdan olish uchun: issiq va quruq iqlim, dengiz sathidan past tekisliklar, bug‘lanish havzalari tuprog‘ining kam suv o‘tkazuvchanligi, bug‘lanish mavsumida kam yog‘in, daryo suvlari ta’sirining pastligi va rivojlangan logistika kerak. 2009-yilda jahon ishlab chiqarishi ~260 mln t: Xitoy (~60), AQSh (~46), Germaniya (~16,5), Hindiston (~15,8), Kanada (~14 mln t).
Qo‘llanilishi
Oziq-ovqat sanoati va pazandachilikda
Oziq-ovqat va pazandachilikda kamida 97 % tozalikka ega NaCl ishlatiladi; u ta’m beruvchi qo‘shimcha va konservant sifatida xizmat qiladi. Tovar nomlari: osh tuzi (stol, oziq-ovqat), kelib chiqishiga qarab tosh, dengiz, qo‘shimchasiga ko‘ra yodlangan, ftorlangan va h.k. Osh tuzi kristallik, ta’mi sho‘r, begona hid va ta’m (yodlanganda yod hidi mumkin) bo‘lmasligi kerak. Kichik miqdorda Ca, Mg, K tuzlari bo‘lishi gigroskopiklik va “qattiqlik” beradi: aralashmalar qanchalik kam — sifat shunchalik yuqori. Navlar: “ekstra”, oliy, I va II. NaCl massaviy ulushi: ekstra — ≥ 99,5 %; oliy — 98,2 %; I — 97,5 %; II — 97,0 %. “Ekstra” qaynatma tuzda namlik ~0,1 %, oliy navda ~0,7 %. Kaliy yodid/yodat, kaliy va natriy ftoridlari qo‘shilishi mumkin (yod: (40,0 ± 15,0)×10⁻⁴ %; ftor: (25,0 ± 5,0)×10⁻³ %). Ekstra va oliy — oq; I–II navlarda kelib chiqishga qarab kulrang, sarg‘ish, pushti, ko‘kimtir bo‘lishi mumkin.
Antiseptika va konservatsiya: 10–15 % li eritma chiriyotgan bakteriyalar ko‘payishini to‘xtatadi — shuning uchun tuz keng tarqalgan konservantdir.
Tibbiyotda
0,9 % izotonik (fiziologik) eritma — detoksikatsiya, suvsizlanishda gidratatsiya, dorilar uchun erituvchi sifatida; 10 % giper-tonik eritma — miya shishi, qon ketishida bosimni ko‘tarish, Na⁺ va Cl⁻ yetishmovchiligida, AgNO₃ bilan zaharlanishda, yiringli yaralarni mahalliy ishlov berishda; oftalmologiyada mahalliy shish-qarshi ta’sir ko‘rsatadi.
Kommunal xo‘jalik: texnik tuz
Qishda NaCl (boshqa tuzlar, qum yoki gil bilan aralashtirib) yo‘llarga sochiladi — muzga qarshi reaktiv. Bu usul charm poyabzalga va transport vositalarining korroziy holatiga salbiy ta’sir ko‘rsatishi mumkin.
Na-kationitli filtrlami regeneratsiyasi
Suv yumshatish qurilmalarida (g‘ovakli minerallar, polimer-ionobmenchi smolalar va b.) Na-kationit filtrlari keng qo‘llanadi. Ularni 6–10 % osh tuzi eritmasi bilan regeneratsiya qilinadi — kationit Na-formaga o‘tadi. (Reaksiyalar mos ravishda almashinuv tenglamalari bilan ifodalanadi.)
Kimyo sanoatida
Tuz, tosh ko‘mir, ohaktosh va oltingugurt bilan birga “katta to‘rtlik” mineral xomashyodan biri bo‘lib, soda, xlor, tuz kislotasi (HCl), natriy gidroksidi (NaOH), natriy sulfat (Na₂SO₄) va metall natriy ishlab chiqarishda asosiy xomashyo hisoblanadi. Shuningdek, u suvda oson eruvchan natriy xlorat (NaClO₃) olishda qo‘llanadi (gerbitsid).
Xlor va natriy gidroksidini olish (NaCl eritmasi elektrolizi)
Sanoatda NaCl eritmasi elektrolizidan xlor (Cl₂) olinadi.
- Katodda: suvning dissotsilangan H⁺ ionlari qaytarilib, H₂ ajraladi.
- Anodda: Cl⁻ ionlari oksidlanib, Cl₂ gaz hosil qiladi.
- Yakuniy reaksiya: eritmada Cl₂, Na⁺ va OH⁻ hosil bo‘ladi, ya’ni NaOH ham qo‘shimcha mahsulotdir. ~1 t Cl₂ uchun ≈ 2700 kVt·soat energiya sarflanadi; xlor bosim ostida suyuqlantiriladi.
Diyafragmasiz usulda hosil bo‘lgan Cl₂, NaOH bilan reaksiyaga kirishib, NaCl va natriy gipoxlorit (NaClO) beradi; shuning uchun NaOH olishda asbest karton diyafragma qo‘llanadigan diyafragma usuli ishlatiladi. Katod kameradan oqib chiqayotgan NaOH+NaCl eritmasi bug‘latilganda NaCl kristallanadi (50 % NaOH da NaCl eruvchanligi juda kichik — ~0,9 %). Sof NaOH olish uchun simobli usul (grafit anod, simob katod) qo‘llanadi; simobda vodorod ajralishining ortiqcha kuchlanishi yuqori bo‘lgani uchun Na⁺ katodda qaytarilib, natriy amalgamasi hosil qiladi; u issiq suv bilan parchalanib NaOH va H₂ beradi, simob esa siklga qaytariladi.
Metall natriyni olish
Erigan (eritma emas) NaCl aralashmasining (odatda NaCl:CaCl₂ ≈ 40:60, T_pl ≈ 580 °C) elektrolizida:
- Katodda: metall Na ajraladi;
- Anodda: Cl₂ ajraladi;
- Energiya sarfi: ≈ 15 kVt·soat/1 kg Na.
Natriy katod kameraning yuqori qismida to‘planadi; u ~5 % Ca aralashmasini ushlashi mumkin, ammo suyuq natriydagi Ca eruvchanligi past bo‘lgani uchun vaqt o‘tishi bilan ajralib chiqadi.
Tuz kislotasi va natriy sulfatini olish
Sanoatda HCl (xlorvodorodning suvli eritmasi) olishning muhim usullaridan biri — qattiq NaCl ni konsentrlangan H₂SO₄ bilan reaksiyaga kiritish:
- NaCl + H₂SO₄ → NaHSO₄ + HCl↑ (past haroratdayoq ketadi)
- NaCl + NaHSO₄ → Na₂SO₄ + HCl↑ (yuqori harorat talab qiladi)
Birinchi reaktsiya normal sharoitlarda ham sezilarli darajada sodir bo'ladi va past haroratlarda u deyarli yakunlanadi. Ikkinchi reaktsiya faqat yuqori haroratda sodir bo'ladi. Jarayon maxsus yuqori quvvatli mexanizatsiyalashgan pechlarda amalga oshiriladi. Chiqarilgan vodorod xlorid changdan tozalanadi, sovutiladi va xlorid kislota hosil qilish uchun suv bilan so'riladi. Natriy sulfat Na 2SO 4 yon mahsulot sifatida hosil bo'ladi
Fizik va fizik-kimyoviy xossalar
Erish harorati — 800,8 °C, qaynash harorati — 1465 °C.
Suvda o‘rtacha eriydi, eruvchanligi haroratga uncha bog‘liq emas: NaCl ning eruvchanligi (100 g suvga grammda) 21 °C da 35,9 va 80 °C da 38,1 ga teng. U xlorovodorod (HCl), natriy gidroksid (NaOH) va boshqa metallarning xloridlari mavjudligida sezilarli darajada kamayadi. Suyuq ammiakda (NH₃) eriydi, almashinish reaksiyalariga kirishadi. Sof holatda natriy xlorid gigroskopik emas. Biroq tuz ko‘pincha iflos aralashmalar (asosan Ca²⁺, Mg²⁺ va SO₄²⁻ ionlari) bilan uchraydi va bunday tuz havoda nam tortadi . NaCl·2H₂O kristallogidrati 0,15 °C dan past haroratda ajratib olinishi mumkin.
Maydalangan muz va mayda natriy xlorid kukuni aralashmasi samarali sovutgich hisoblanadi. Masalan, 30 g NaCl va 100 g muz aralashtirilganda aralashma −20 °C gacha soviydi. Buning sababi, tuzning suvli eritmasi 0 °C dan past haroratda muzlaydi. Taxminan 0 °C haroratga ega muz bunday eritmada eriydi va atrof-muhitdan issiqlik yutadi.
Suvli eritmalarda zichlik
| Konsentratsiya, % | Konsentratsiya, g/l | Zichlik, g/ml |
|---|---|---|
| 1 | 10.05 | 1005 |
| 2 | 20.25 | 1012 |
| 4 | 41.07 | 1027 |
| 6 | 62.47 | 1041 |
| 8 | 84.47 | 1056 |
| 10 | 107.1 | 1071 |
| 12 | 130.2 | 1086 |
| 14 | 154.1 | 1101 |
| 16 | 178.5 | 1116 |
| 18 | 203.7 | 1132 |
| 20 | 229.5 | 1148 |
| 22 | 256 | 1164 |
| 24 | 283.2 | 1.18 |
| 26 | 311.2 | 1197 |
Biologik vazifasi
O‘rtacha odam yiliga taxminan 5 kilogramm tuz (NaCl) iste’mol qiladi. Katta odam organizmida taxminan 5 litr qon bo‘lib, uning 0,9 foizi tuzdan iborat. Shu sababli tibbiyotda 0,9 foizlik tuz eritmasi “fiziologik eritma” deb ataladi. Inson kuniga siydik orqali o‘rtacha 15 gramm tuz chiqaradi. Terdagi tuz miqdori taxminan 0,5 foiz bo‘lgani uchun ko‘p terlaganda 0,5 foizli tuzli gazlangan suv ichish tavsiya etiladi. Sog‘lom kattalar uchun fiziologik me’yor mo‘tadil iqlimda kuniga 4–6 gramm tuzdir. Ko‘plab mamlakatlarda odatdagidan ko‘proq — kuniga 10–20 gramm iste’mol qilinadi. Issiq iqlim sharoitida terlash ko‘p bo‘lgani uchun ehtiyoj 25–30 grammga yetishi mumkin, hatto ekstremal sharoitlarda bir kunda 100–150 gramm tuz kerak bo‘lishi mumkin.
Tuz organizm uchun muhim: u osmotik bosim va suv almashinuvini boshqaradi, me’da shirasi tarkibidagi xlorid kislotaning hosil bo‘lishiga yordam beradi, shuningdek ko‘plab fermentlarning faolligini oshiradi. Ammo tuzni me’yoridan ortiq iste’mol qilish arterial bosimni oshiradi, buyrak va yurak kasalliklariga olib keladi. Tuz yetishmovchiligi esa suyak va mushak to‘qimalarining yemirilishi, asab tizimi buzilishlari, depressiya, ovqat hazm qilish va yurak-qon tomir faoliyatining yomonlashuvi, silliq mushak spazmlari, osteoporoz, ishtahaning yo‘qolishi va hatto surunkali holatlarda o‘limga olib kelishi mumkin.
Tuz chorva mollari uchun ham juda muhim. Sigir, qo‘y, ot va echkilar yetarli tuz olmasa, yosh hayvonlarning o‘sishi va vazni to‘xtaydi, kattalarda lohaslik, ishtahaning pasayishi va sutning kamayishi kuzatiladi. Shu sababli fermalarda tuzni yemga qo‘shish va vitamin-mineral komplekslari bilan boyitish odat tusiga kirgan.
Laboratoriyada olinishi va kimyoviy xossalari
- Kuchli H₂SO₄ bilan qattiq NaCl ta’sirlashsa HCl ajraladi.
- AgNO₃ eritmasi bilan oq AgCl cho‘kmasi beradi — bu Cl⁻ ioniga sifat reaktsiya.
- CuSO₄ eritmasi bilan aralashtirilganda [CuCl₄]²⁻ kompleks (natriy tetraxloro-kuprat) ustunligi sabab eritma ko‘kimtir-yashil tus olishi mumkin.
Sintez usullari (amaliy ehtiyoj bo‘lmasa ham):
- Elementlardan: 2 Na + Cl₂ → 2 NaCl (kuchli ekzotermik).
- Neytrallanish: NaOH + HCl → NaCl + H₂O.
Suvli eritmada NaCl deyarli to‘liq Na⁺ va Cl⁻ ga dissotsilanadi; shu bois eritmadagi xossalari aynan shu ionlarning kimyoviy xossalari bilan belgilanadi.
Tuzilma
Natriy xlorid kubik sinyoniyadagi (Fm3m) kristallarni hosil qiladi; panjara parametri a ≈ 0,563874 nm, zichlik d ≈ 2,17 g/sm³. Har bir Cl⁻ atrofini oktaedrik tartibda olti Na⁺ o‘rab turadi — va aksincha. Agar Na⁺ larni “olib tashlasak”, Cl⁻ lar qattiq qadoqlangan qirrasi markazlangan kubik tuzilmani tashkil qiladi; Na⁺ lar ham xuddi shunday panjara hosil qiladi — kristall ikki subpanjaradan iborat. Panjara bog‘lanishi asosan ion bog‘lanish bo‘lib, qarama-qarshi zaryadli ionlar o‘rtasidagi elektrostatik tortishuvdan kelib chiqadi.
