Добыча каменной соли
advertisement
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ШУМИХИНСКАЯ СРЕДНЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №4 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА ТЕМА Соль – белый яд? Или белое золото! Автор работы: Меркулова Валентина, 9Б класс МОУ «СОШ №4» Руководитель: Крохалева В.П., учитель химии МОУ «СОШ №4» Шумиха 2011 СОДЕРЖАНИЕ СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ I ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1. 1 История взлета и падения соли 1. 2 Строение, физические и химические свойства хлорида натрия. 1. 3 Переменчивый эффект натрия 1. 4 Чем заменить соль? 1. 5 Применение поваренной соли II ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 2 3 4 4 5 7 8 9 11 15 15 ВВЕДЕНИЕ Поваренная соль… Что в ней может быть необычного? На первый взгляд – ничего. С уверенностью можно сказать, что это химическое соединение имеется в каждом доме. Без соли пища пресна и попросту безвкусна, поэтому прямое назначение поваренной соли известно всем – это основная приправа к блюдам нашего стола. Но сейчас борьба с этой приправой ведется уже на государственном уровне. Например, управление здравоохранения США в 2008 году создало Национальный проект по снижению потребления соли. К этому проекту присоединилось более 45 городов, штатов и влиятельных национальных и международных организаций здравоохранения. В Великобритании и Финляндии принимаются серьезные меры по ограничению соли: производителей продуктов питания обязали писать не только о содержании соли в продуктах, но и указывать ее рекомендуемое количество. Наш Росздравнадзор не остался в стороне: недавно появилось распоряжение резко ограничить количество соли в продуктах для школьного питания. Но реакция была неожиданной: в газете «Московский комсомолец» появился материал «Несолоно учившись», героями которого стали родители московских школьников, контрабандно закупавшие соль и тайно проносившие солонки в столовую. Да, широко известно, что избыточное потребление хлорида натрия приводит к гипертонии, инфарктам и инсультам. И цель подобных масштабных проектов - предотвратить эти болезни путем сокращения содержания соли в питании. Планы грандиозные, если бы не одно противоречие: даже в медицинском сообществе нет единогласия на этот счет. Целью работы является: выяснить с помощью различных источников, как употребление хлорида натрия отражается на здоровье человека, а так же провести простейший химический анализ различных образцов соли. В рамках достижения поставленной цели были обозначены следующие задачи: 1. Проанализировать научно-популярную и учебную литературу по данной теме; 2. сказать об актуальности проблемы употребления соли; 3. провести экспертизу предложенных образцов соли, на соответствие надписи на упаковке и действительного качественного состава. Методы исследования: Эмпирические: - изучение и анализ литературы, - исследование физических и химических свойств, - химический эксперимент. Теоретические: - анкетирование, - сравнение информации различных источников, - обобщение изученного материала. Работа имеет традиционную структуру и включает в себя введение, основную часть, состоящую из 5 разделов, заключение и библиографический список. Изложена на 16 страницах и содержит 7 таблиц. II. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1. Поваренная соль – белый яд? 1.1 История взлета и падения соли Люди используют соль в пище, по крайней мере, последние 10 тысяч лет - с тех пор как человек впервые посолил свой кусок мяса. Около 5 тысяч лет назад китайцы обнаружили, что засоленная еда дольше хранится - теперь для долгой и холодной зимы у людей были запасы еды. Со временем соль стала ценностью, предметом торгового обмена. Благодаря соли строились такие города, как Венеция и Осло, из-за нее даже развязывались войны. Римляне солили овощи и зелень, так появилось слово salad («салат»), и даже английское salary («заработная плата») произошло от слова соль. Греческий поэт Гомер (VIII в. до н.э.), написавший «Илиаду» и «Одиссею», называл поваренную соль «божественной». В те времена она ценилась выше золота: ведь, как гласила пословица, «Без золота прожить можно, а без соли — нельзя». Из-за месторождений каменной соли происходили военные столкновения, а иногда нехватка соли вызывала «соляные бунты».(9) На столах императоров, царей, королей и шахов стояли солонки из золота, и заведовал ими особо доверенный человек — солоничий. Воинам часто платили жалованье солью, а чиновники получали солевой паек. Как правило, соляные источники были собственностью властителей и коронованных особ. В Библии есть выражение «Пьет соль от дворца царского», означающее человека, получающего содержание от царя. Соль издавна была символом чистоты и дружбы. «Вы — соль земли» — говорил Христос своим ученикам, имея в виду их высокие нравственные качества. Соль употреблялась при жертвоприношениях, новорожденных детей у древних евреев посыпали солью, а в католических церквах при крещении в ротик младенца клали кристаллик соли. В обычае арабов было при утверждении торжественных договоров подавать сосуд с солью, из которого в знак доказательства и гарантии постоянной дружбы лица, заключившие договор — «завет соли» — съедали по несколько ее крупинок. Ни одно растение не может расти на почве, покрытой солью, солончаки всегда были символом земли бесплодной и необитаемой. Когда властитель Священной Римской империи Фридрих I Барбаросса разрушил в 1155г. Милан в Италии, то велел посыпать руины поверженного города солью в знак его полного уничтожения… У разных народов во все времена рассыпать соль значило накликать беду и потерять здоровье. Нам трудно представить, что в прошлом во многих странах соль служила существенным источником пополнения казны, была важным предметом торговли. Из-за соли велись кровопролитные войны между соседними народами, а по причине непомерно высоких налогов, устанавливаемых на соль, происходили народные восстания (соляные бунты). Например: такой бунт произошел в Москве весной 1648г. Причиной его послужил повышенный налог на соль, введенный царем Алексеем Михайловичем. Этот бунт окончился тем, что правительство, напуганное размахом волнений (из Москвы бунт перекинулся на Сольвычегорск, Устюг Великий, Соликамск), снизило уровень налога. Многие народные волнения в Китае, других странах Азии, в Европе кончались не столь благополучно. В некоторых странах соль выполняла даже роль денежной единицы. В Китае в 1286г., использовали монеты из кристаллов каменной соли. Особое распространение денежные единицы из соли получили во многих районах Центральной Африки. В Эфиопии стандартные бруски каменной соли были в ходу в качестве денежной единицы еще в XIX в. Многочисленные исторические документы свидетельствуют о там, что римским войнам, а затем и крестоносцам нередко жалованье выплачивали солью. Значение соли отражено в многочисленных пословицах, поговорках, обычаях. Раньше говаривали: «Соль всему голова, без соли и жито - трава»; «Один глаз на полицу (где хлеб), другой — в солоницу (солонку)», и еще: «Без хлеба не сытно, без соли не сладко»… Бурятская народная мудрость гласит: «Собираясь пить чай, клади в него щепотку соли; от нее быстрее усваивается пища, исчезнут болезни желудка». «Съесть вместе пуд соли» — у славян значит хорошо узнать друг друга и подружиться. «Хлеб да соль» - вот одно из пожеланий, которым русские люди с давних пор обменивались друг с другом во время приема пищи, подчеркивая равноценное с хлебом значение соли. Хлеб и соль стали символом гостеприимства и радушия русской нации.(11) Потребление соли достигло своего пика в конце XIX века, пока еще она была основным способом консервирования пищи. И пошло на спад с распространением холодильников в начале XX века. Однако к середине века широкое применение пищевых полуфабрикатов, вытесняющих из нашего меню свежеприготовленную пищу, привело к тому, что потребление соли вновь выросло. Сегодня мы получаем 80% суточной дозы соли не из солонки, а из продуктов промышленного производства, полуфабрикатов и консервов. И европейцы в среднем, например, употребляют примерно от 8 до 15 г соли в день (норма, рекомендованная ВОЗ, составляет от 4 до 5 г в день). Около века назад при исследовании больных гипертонией французские доктора впервые обнаружили, что если пациенты в день потребляли более 10 г соли, то их кровяное давление резко повышалось, а если количество соли уменьшалось, то и давление приходило в норму. Со временем гипотеза о связи избыточного потребления соли и повышенного артериального давления нашла подтверждение: избыточное потребление соли приводит к тому, что в организме задерживается жидкость - для поддержания водносолевого баланса. Чем больше воды в организме - тем больше объемы крови, а чем больше крови - тем выше давление в сосудах. Так объяснялась связь между количеством соли, которое потребляет человек, и развитием у него гипертонии. К тому же уже давно установлено, что высокое артериальное давление увеличивает риск развития сердечно сосудистых заболеваний. Большие объемы крови, циркулирующей по сосудам, растягивают и ослабляют их стенки, что делает сосуды уязвимыми к повреждениям. А это повышает риск инсульта, инфаркта и смерти. Именно эта связь - от потребления соли к гипертонии, а затем от гипертонии к инсультам и инфарктам - основной повод для объявления войны против соли. 1.2. Строение, физические и химические свойства хлорида натрия. Хлорид натрия - поваренная соль, каменная соль – NaCl - белое кристаллическое вещество с соленым привкусом, негигроскопичное (не поглощающее влагу из воздуха). Умеренно растворяется в воде, растворимость мало зависит от температуры: коэффициент растворимости NaCl (в г на 100 г воды) равен 35,9 при 20° С и 38,1 при 80°С. Растворимость хлорида натрия существенно снижается в присутствии хлороводорода, гидроксида натрия, солей - хлоридов металлов. Растворяется в жидком аммиаке, вступает в реакции обмена. Плотность NaCl — 2,165 г/см3, температура плавления 801°С, температура кипения 1465° С. В природе хлорид натрия встречается в виде минерала галита — каменной соли (Приложение 1). Слово «галит» происходит от греческого «галос», означающего и «соль», и «море». Основная масса галита чаще всего находится на глубине 5 км под поверхностью земли. Однако давление слоя горных пород, расположенных над пластом соли, превращает ее в вязкую, пластичную массу. «Всплывая» в местах пониженного давления кроющих пород, пласт соли образует соляные «купола», выходящие в ряде мест наружу. Природный галит редко бывает чисто белого цвета. Чаще он буроватый или желтоватый из-за примесей соединений железа. Встречаются, но очень редко, кристаллы галита голубого цвета. Это означает, что они долгое время в глубинах земли находились по соседству с породами, содержащими уран, и подверглись радиоактивному облучению.(9) Для хлорида натрия характерна ионная связь, которая образуется за счет притяжения катионов Na+ и анионов хлора Cl-. Ионная связь определяет химические свойства хлорида натрия: 1. Диссоциация: NaCl Na+ + Cl2. Взаимодействие с нитратом серебра с выпадением белого творожистого осадка – хлорида серебра – это качественная реакция на хлорид – ион Cl- NaCl + AgNO3 NaNO3 + AgCl 3.В процессе электролиза расплава NaCl получают натрий и хлор: 2NaCl 2Na + Cl2 4. Активный фтор вытесняет хлор из соли: F2 + 2NaCl 2NaF + Cl2 5. В присутствии хлорид – ионов Cl- пламя окрашивается в зеленый цвет, а ионы натрия Na+ придают пламени желтую окраску.(2) Чистая поваренная соль имеет ионную кристаллическую решетку правильной кубической формы (Приложение 1). Ионная кристаллическая структура характеризуется наличием положительных и отрицательных ионов в узлах решётки. Силами, которые удерживают ионы в узлах такой решётки, являются силы электрического притяжения и отталкивания между этими ионами. Разноимённо заряжённые ионы в ионной решётке расположены ближе друг другу, чем одноимённо заряжённые, поэтому силы притяжения между ионами решётки преобладают над силами отталкивания. Этим и обуславливается значительная прочность кристаллов с ионной решёткой. Электрическое поле, создаваемое каждым ионом, обладает ненаправленным характером. В ионных кристаллах положительные ионы со всех сторон окружены отрицательными ионами и, наоборот, отрицательные ионы окружены положительными ионами. В хлориде натрия NaCl, вокруг каждого иона располагается по шесть ионов с зарядом противоположного знака, что определяется относительными размерами катиона и аниона. Кристаллическая решетка хлорида натрия правильной кубической формы характеризуется одинаковым расстоянием между точками вдоль каждой из трех осей ( а = b =с ), а также углами в 90о между каждой парой осей. Однако, кристаллическая решетка поваренной соли может быть не только такой по форме. (6) Кристалл в виде хорошо ограненного восьмигранника – октаэдра красивого синефиолетового цвета тоже поваренная соль. Форма кристаллов нередко зависит от того, в каких условиях эти кристаллы получены. Если раствор хлорида натрия испаряется на морозе, то образуются не кубики, а шестиугольные пластинки дигидрата NаCl·2H2O. В соляных озерах в зимнее время нередки скопления этого минерала, который получил название гидрогалита, т.е. «водной соли». При нагревании эти кристаллы мутнеют и распадаются с выделением кубиков NаCl. Гидрогалит можно получить и по-другому – охлаждая до –150С насыщенный при комнатной температуре раствор соли. Именно так впервые получил это соединение русский химик Т.Е. Ловиц в 1792 году. При этом дигидрат хлорида натрия получается как в виде шестиугольных пластинок, так и в виде призматических игольчатых кристаллов. Гидрогалит легко получить зимой, выставив рассол во двор или на балкон. Известен и значительно более редкий минерал – криогалит, т.е. «ледяная соль», который появляется в соляных озерах в самые холодные зимы. Впервые он был обнаружен в Якутии, но встречается и в Астраханской области. Как показали исследования Д.И. Менделеева, криогалит образуется при сильном охлаждении (до -230 С) раствора поваренной соли, содержащего 75,5% воды. Крупные шестиугольные кристаллы природного криогалита исключительно красивы, особенно в лучах солнца. Но и не содержащий воду хлорид натрия способен давать кристаллы разной формы. Некоторые примеси могут изменить кристаллическую форму вещества, выделяющегося из раствора. Когда же получаются солевые октаэдры? Для этого надо выращивать кристаллы поваренной соли из насыщенного водного раствора NаCI, содержащего примеси мочевины, буры или некоторых других соединений. Иногда под микроскопом можно заметить и 20-гранные кристаллы – комбинацию октаэдра и додекаэдра – правильных многогранников с 8 и 12 гранями. Почему же хлорид натрия в присутствии небольшого количества добавки изменяет свою излюбленную кубическую форму? В кубическом кристалле все грани растут с одинаковой скоростью. Но некоторые вещества образуют с хлоридом натрия непрочные соединения, которые изменяют условия роста кристаллов. Вот и получается необычная для данного вещества кристаллическая форма. Обычные бесцветные кристаллы NаCl тоже не всегда устроены просто: они имеют внутри полости, заполненные раствором, из которого соль выкристаллизовалась. Чем крупнее кристаллы, тем больше в них жидкости, ее масса превышать 3% от массы кристаллов. Поэтому, даже совершенно сухая с виду поваренная соль, особенно крупная, трещит и «разбрызгивается», если ее бросить на горячую сковороду: вскипающая вода «взрывает» кристаллы. По этой же причине трещат и сырые дрова в печке. Химики умеют изменять не только форму, но и цвет кристаллов. Как получить синюю соль? Для окрашивания соли достаточно сильно нагреть кристаллы хлорида натрия с небольшим количеством металлического натрия. В реакционный сосуд не должен проникать воздух, иначе натрий просто сгорит. При высоких температурах натрий (который находится в расплавленном, а частично в газообразном состоянии) растворяется в твердом хлориде натрия, что приводит к окрашиванию соли. Но как же металл может растворяться в соединении с ионной кристаллической решеткой? Процесс этот очень интересен. При высокой температуре атомы Na легко проникают в ионную решетку NaCl, теряя электроны и превращаясь в катионы Na+. Эти катионы достраивают кристаллическую решетку, занимая в ней те узлы, где по каким либо причинам отсутствуют ионы Na+. Природная каменная соль (галит) тоже бывает окрашена в голубой, синий или фиолетовый цвет. И поваренная соль при этом – вовсе не исключение. Например, доломит (карбонат магния – кальция) в жилах Рудных гор в Чехии приобретает под действием находящихся поблизости вкраплений урановой смолки типичную красную окраску. Каменная соль имеет синевато – фиолетовый оттенок. Соль бывает не только синей. В южных районах нашей страны есть озера, в которых осаждается поваренная соль красного цвета. Мало того, она имеет еще отчетливый ароматный запах. Это объясняется тем, что в кристаллы соли в процессе образования решетки попали озерные водоросли. Это редкое явление нашло отражение и в названиях озер, расположенных в низовьях Волги: Розовое, Красное, Малиновские. Добывали здесь красную соль еще в позапрошлом веке, а Большое и Малое Малиновское озера были личной собственностью Екатерины II. Она любила поражать иностранных гостей, приказывая подавать к столу ароматную розово – фиолетовую соль.(5) 1.3 Переменчивый эффект натрия Для людей с повышенным кровяным давлением (а примерно треть взрослого населения нашей страны уменьшение количества потребляемой соли до 4 в день действительно может привести к снижению давления, правда, незначительному: на 5 пунктов показателей систолического и на 3-4 - диастолического. К примеру, давление после «бессолевой» недели снижается со 145/90 до 140/87 мм ртутного столба - конечно, подобного изменения недостаточно для того, чтобы привести артериальное давление в норму. А для людей с нормальным кровяным давлением пытка уменьшить потребление натрия героического исключением соли из рациона приведет к снижению давления в среднем на каких - то 1-2 пункта. Тонометр даже может и не зафиксировать такое крошечное изменение. Исследования показывают, что со временем периоды отказа от соли и вовсе не будут влиять на изменение кровяного давления. Предположительно происходит оттого, что организм приспосабливается к низкому уровню соли. Вот и получается, что исключение соли из рациона влияет в перспективе на уровень кровеносного давления даже меньше, чем некоторые простые изменения, которые вы можете внести в привычный образ жизни. Ешьте 3 раза в день цельнозерновые продукты и ваше систолическое давление уменьшится на 6 пунктов. Откажитесь от одного сладкого напитка - систолическое уменьшится на 1,8 пункта, а диастолическое - на 1,1. Сбросьте 3 лишних кг - и давление уменьшится соответственно на 1,4 и 1,1 пункта. Кроме того, только около 50% всех гипертоников реагируют на соль, т. е. солевосприимчивы. Это означает, что показатели кровяного давления у них заметно изменяются при увеличении или сокращении потребления соли. Подобная солевая чувствительность является, по всей видимости, наследственной. Эта особенность сильнее проявляется у людей с избыточным весом и чаще наблюдается в преклонном возрасте. 1.4 Чем заменить соль? Продовольственные компании и предприятия общепита добавляют в продукты и готовые блюда больше соли, чем рекомендуют врачи, потому что она помогает им решить несколько проблем сразу. В первую очередь, улучшает вкус: термическая обработка, необходимая для уничтожения бактерий в свежих продуктах, часто нейтрализует и сам вкус продукта. Соль же оказывается тут незаменимым вкусовым катализатором. К тому же соль увлажняет продукты, улучшает их текстуру и предотвращает размножение новых бактерий. В хлебопечении благодаря соли тесто поднимается, а также становится эластичным, кроме того, соль позволяет готовому хлебу удерживать воздух и не терять форму. Некоторые специалисты по гипертонии озабочены возможностью того, что производители готового питания, если их обяжут снижать количество соли, будут заменять соль усилителями вкуса - глутаматом натрия или жирами - или же вообще выдумают новые виды заменителей для сохранения вкуса и текстуры пищи. Имея в виду, в какой тайне компании-производители хранят рецепты и формулы своих продуктов, скорее всего будет трудно или даже невозможно выявить новый ингредиент, а тем более его воздействие на наше здоровье. Рекомендации по минимально допустимой норме соли варьируются от 0,5 до 5 г в сутки. Но некоторые специалисты - терапевты и кардиологи - считают, что исключать соль из рациона или придерживаться нижней границы рекомендованной нормы нет смысла. Например, датский исследователь Нейлз Гродал, доктор медицины, утверждает, что нет никаких доказательств того, что существует зависимость между низким уровнем потребления соли и продолжительностью жизни. Более того, он считает невозможным, чтобы кто-нибудь вообще смог соблюдать новые рекомендации, если учесть, что допустимого предела вы достигнете, уже съев купленный в магазине кекс (около 0,5 г соли) или чашку куриного супа с лапшой в кафе (около 2 г соли). Ужин может повысить уровень натрия на несколько дней: порция салата и запеченной на гриле курицы обойдется вам в 2,7 г, а паста с морепродуктами - в 3,2 г. Готовые заправки для салатов могут содержать в одной порции до 1 г соли: кетчуп - 0,8 г в 1 столовой ложке, соус для морепродуктов -1 г в 1 ст. л., майонез -1,5 г на полстакана. Противники соли говорят: если бы мы исключили соль из питания, то были бы здоровее и жили дольше. Но результаты недавних исследований потребности в натрии (сколько соли на самом деле нужно организму) опровергают это утверждение. Исследователи выдвинули гипотезу, что в результате эволюции был физиологически зафиксирован уровень потребности в соли достаточный для поддержания функционирование различных систем организма человека. Самый убедительный довод против строгих ограничений натрия в пище, говорят защитники соли, состоит в том, что еще никогда не проводилось полноценных клинических исследований, показывающих, как потребление определенного количеств натрия влияет на риск инсульта, инфаркта или смерти. Да, доказано, что снижение артериального давления снижает и риск развития ССЗ. Но мы понятия не имеем, спасет ли значительное сокращение потребления соли наши сердца. То же самое и обратным утверждением: не ясно приводит ли злоупотребление солью к инфарктам и инсультам. Кстати, недостаток соли в питании не так уж безразличен для нашего организма: он провоцирует жажду, чувство усталости и спазм мышц стоп и икр - тоже признак недостатка соли (наряду с недостатком магния, кальция и витаминов Е, А). Даже такие симптомы как слабость, потеря аппетита, тошнота и рвота, говорят о небольшом дефиците соли. Почему женщин при беременности тянет на солененькое? Да потому что плод забирает из ее организм соли, необходимые ему для свое развития. Правда, соль соли рознь: ценные для организма микроэлементам богата морская и каменная соль, добытая в экологически чистых регионах. А обычная поваренная (очищенная) соль, которую мы используем повседневно, не содержит микроэлементов. Это всего лишь чисть хлористый натрий. Современная технология очистки соли лишает всего ценного для здоровья и жизни йода, магния, лития, селена, цинка др. В странах, где в пищу добавляют соль, получаемую традиционным способом - выпариванием из морской воды на солнце (например, в Испании, Венесуэле, Японии), очень редко встречаются такие болезни, как рак лимфатической системы, инфаркты, преждевременные атеросклероз или старческая деменция (слабоумие). Как известно, народы, питающиеся свежими морскими продуктами и использующие морскую соль как приправу, обладают более крепким здоровьем, и продолжительность жизни у них выше. Так что «правильная» соль в умеренных количествах нашему организму необходима. Но существуют болезни, при которых употребление соли рекомендуется свести к минимуму или даже вовсе исключить - это некоторые заболевания почек, сердечнососудистые, гипертония, ожирение и онкологические заболевания. 1.5 Применение поваренной соли а) Соль – древнейшее лекарство. Древнеримский ученый Плиний Старший провозглашал, что на свете есть две наиважнейшие вещи - это Солнце и соль, которую много веков целители использовали как лекарство. И современные ученые утверждают, что отказ от соли небезобиден для здоровья: очевидно, что снижение потребления натрия запускает много различных процессов - как хороших, так и вредных. К примеру, выяснилось, что низкое содержание натрия приводит к повышению уровня холестерина и триглицеридов. А это серьезный риск развития атеросклероза. И еще несколько доводов в защиту соли: 1.Соль - это жизненно важный элемент для людей, страдающих диабетом I типа. Она помогает сбалансировать уровень сахара в крови, снизив, таким образом, потребность в инсулине. 2.Соль обладает антидепрессантными свойствами. Именно этим британские ученые объясняют пристрастие большинства людей к излишнему употреблению соли в пище и тягу к соленым закускам - чипсам, орешкам, соломке и пр. 3.Соль необходима для поддержания уровней серотонина и мелатонина (гормонов счастья и удовольствия) в мозге. Когда вода очищает организм от токсичных отходов, соль помогает удержать необходимое количество жидкости в тканях. И избежать потери незаменимых аминокислот, таких как триптофан и тирозин. А при наличии достаточного количества влаги в межклеточном пространстве эти аминокислоты полностью используются для производства серотонина и мелатонина. 4.Соль необходима для регулирования кислотности во внутриклеточной среде, особенно это важно для клеток мозга. Именно поэтому бессолевые диеты и применение мочегонных средств, вымывающих соли и минералы из организма, повышают риск болезни Альцгеймера. Соль абсолютно необходима для полноценного пищеварения. Но - самое главное нужно помнить, что лекарством или ядом соль делает количество! б) Общеизвестно, что поваренная соль служит приправой к пище и применяется в качестве средства, предохраняющего пищевые продукты от порчи. в) Поваренная соль является важнейшим сырьем химической промышленности. Она применяется в красильном деле, в мыловарении и во многих других производствах. (7) Из нее получают соду, хлор, хлороводородную кислоту, гидроксид натрия, металлический натрий. 1.Рассмотрим процессы электролиза расплава и раствора хлорида натрия. Электролиз – окислительно-восстановительный процесс разложения сложных веществ под действием электрического тока, происходящий на электродах. Электролиз расплава NаCl: 2NaCl 2Na + Cl2 Очевидно, что продуктами электролиза расплава является металлический натрий и хлор. Электролиз раствора NаCl 2NaCl + 2Н2О 2NaОН + Н2 + Cl2 Очевидно, что продуктами электролиза раствора является хлор и гидроксид натрия.(3) г) При изучении свойств почв ученые установили, что, будучи пропитанными хлоридом натрия, они не пропускают воду. Это открытие было использовано при строительстве оросительных каналов и водоемов. Пример1: Если дно водоема покрыть слоем земли, пропитанной NаCl, то утечки воды не происходит. Для этой цели, применяют техническую соль. Пример2: Строители используют хлорид натрия для устранения смерзания почвы зимой. Для этого участки грунта, которые планируется вынимать, осенью густо посыпают NаCl. В этом случае в сильные морозы данные участки земли остаются мягкими. д) Химики знают, что смешением мелкоизмельченного льда с поваренной солью можно получить эффективную охлаждающую смесь. Пример: Смесь состава 30г NаCl на 100г льда охлаждается до температуры 200С. Это происходит потому, что водный раствор соли замерзает при отрицательных температурах. Следовательно, лед, имеющий температуру около 00С, будет плавиться в таком растворе, отнимая теплоту от окружающей среды. Это свойство смеси льда и поваренной соли могут с успехом использовать домохозяйки. е) В косметике используется как антисептик и компонент вяжущего действия, в частности в зубных порошках и элексирах, лосьонах, пенах для купания детей, мыле, солях для ванн. Служит также регулятором вязкости и ионной активности растворов. INCI: Sodium Chloride Народные приметы: - Рассыпать соль – к ссоре. - Начиная день, необходимо проглотить крупинку соли - тогда жди удачи. - Если в дом вошел незнакомый человек, нужно незаметно бросить щепотку соли в огонь - спасет от дурного сглаза. - Собираясь в дальнюю дорогу, надо завернуть кусочек соли и повесить на грудь. - Соль не занимают в долг, иначе не будет здоровья, достатка и удачи.(11) II. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 2.1. Химический эксперимент. Простейший химический анализ образцов поваренной соли. Поваренная соль представляет собой природной хлорид натрия с очень незначительной примесью других солей. Она хорошо растворяется в воде. С повышением температуры ее растворимость повышается, но весьма незначительно. Чистый хлорид натрия негигроскопичен, поваренная соль же вследствие содержания в ней хлоридов кальция и магния - гигроскопична. Кристаллы хлорида натрия прозрачны, однако, в мелкораздробленном виде соль имеет белый цвет. Находящиеся в ней примеси придают ей различные оттенки. Соль не обладает запахом. Поваренную соль добывают различными способами. В зависимости от этого различают, соль каменную, самосадочную, садочную и выварочную. Каменная соль залегает мощными пластами на большой глубине и добывается горным способом путем устройства шахт. Она отличается высокой степенью чистоты и малым содержанием влаги. Самосадочная соль находится в виде пластов на дне соленых озер. Летом, когда озера высыхают, ее легко добывают технически. Этот вид соли является основным. Садочная (бассейновая) соль получается из естественных или искусственных солевых водоемов путем выпаривания или вымораживания, при этом вследствие пересыщения выпадает осадок. Этот вид соли добывается в незначительных количествах. Выварочная соль получается путем выпаривания из рассолов, добываемых прокачиванием воды через подземные залежи соли. Полученные рассолы содержат до 30 % хлорида натрия и примеси иных солей, которые удаляют в результате химической очистки. Затем рассол уваривают под вакуумом для кристаллизации соли, которую центрифугируют, высушивают и просеивают. Наиболее чистой является выварочная соль. Примеси оказывают влияние на свойства поваренной соли. Соли магния придают ей горьковатый привкус, соли кальция - грубый щелочной вкус. Примеси солей железа вызывают при соприкосновении с жирами красно-бурые пятна и, являясь катализаторами окислительных процессов, ускоряют прогоркание жиров. В основу деления соли по сортам положена чистота соли и крупнота частиц (тонина размола). По сортам выпускается соль «Экстра», высшего, 1 и 2 сортов. По крупности помола различают помол № 0, являющийся самым мелким, № 1, 2, 3. Этап № 1: Определение цвета, вкуса и запаха соли Оборудование: весы. По органолептическим показателям цвет соли «Экстра» и высшего сорта должен быть белым, а у 1 и 2 - белым с возможными оттенками: сероватым, голубоватым или желтоватым. Запах соли определяют непосредственно после растирания навески 20 г в чистой фарфоровой ступке. В холодное время года соль перед растиранием выдерживают в закрытом сосуде 10-15 мин при температуре 20°С. Запах у соли должен отсутствовать. Для определения вкуса, который должен быть чисто соленым, готовят 5 %-ный раствор соли в дистиллированной воде, имеющий температуру 15-25°С. В соли не должны содержаться заметные глазу посторонние примеси. Этап №2. Изучение рН образцов соли. Соль со слабокислой или слабощелочной реакцией считается, соответствующей требованиям стандарта рН = 6-8. В данной работе измерение рН представленных образцов соли проводилось с помощью специального прибора ― датчика рН. Датчик рН позволяет измерять pH в более широком диапазоне и более точно, чем индикаторы. Оборудование: УИОД, ПО LabQuest App, датчик рН, лабораторный стакан (150 мл), штатив универсальный с лапкой. Реактивы: Образцы воды (100 мл). Ход определения: 1. Ознакомление с общими правилами техники безопасности проведения практических работ в кабинете химии. 2. Подготовка датчик рН для проведения опыта. Промыть щуп датчика в стакане с дистиллированной водой. Внимание! Соблюдайте указания по технике безопасности при работе с датчиком! 3. Подключение датчик к УИОД. 4. Закрепить щуп датчика лапкой штатива так, чтобы между нижней частью его корпуса и основанием штатива оставалось место. Взять лабораторный стакан (150 мл) и заполнить его дистиллированной водой (100 мл). Этот стакан можно использовать для промывки датчика после каждого опыта. 5. Взять один из сосудов образцом. 6. Измерить рН раствора: a) Соблюдать правила техники безопасности при работе с реактивами; b) погрузить щуп датчика рН в стакан с исследуемым раствором. Электрод датчика должен быть полностью погружен в раствор; c) дождаться устойчивых показаний датчика, записать значение рН в отчетную таблицу. 7. Перед тем как приступить к исследованию следующего раствора, промыть электрод датчика в стакане с дистиллированной водой. 8. Повторить пп. 4―6. Данный способ позволяет определить рН с точностью до единицы. Природные воды с рН от 3,4 до 6,95 относят к кислым, с рН 6,95 – 7,3 –к нейтральным и с рН 7,3 – 10,0 – щелочным. В питьевых и хозяйственно-бытовых водах рН обычно колеблется в пределах 6,0 – 8,5. ГОСТ 2874 – 82 нормирует для воды водопроводов, имеющих устройства для ее обработки (осветление или умягчение воды) рН в пределах 6,0 – 9,0. Таблица №1. Кислотность и цвет образцов соли. Образцы соли «Зимушка краса» соль фторированная с йодом Натуральная пищевая морская соль Marbelle мелкая Соль "Байкалочка" KJO3 йодированная рН 7,75 7,82 Вывод соответствует ГОСТу соответствует ГОСТу цвет Белый Вывод соответствует ГОСТу Белый соответствует ГОСТу соответствует Белый соответствует ГОСТу ГОСТу Соль "Илецкая" 8,0 соответствует Белый соответствует ГОСТу ГОСТу Вывод: Все образцы по показателям кислотности и цветности соответствуют ГОСТу. 7,78 Таблица №2. Цвет и запах образцов соли. Образцы соли вкус «Зимушка краса» соль соленый фторированная с йодом Натуральная пищевая морская соль Marbelle мелкая Соль "Байкалочка" KJO3 йодированная Соль "Илецкая" запах Отсутствует наличие примесей нет примесей соленый Отсутствует нет примесей соленый Отсутствует нет примесей соленый Отсутствует нет примесей Вывод: Все образцы по показателям вкуса, запаха и наличия примесей соответствуют ГОСТу. Этап №3. Качественное определение в образцах соли йода. Реакция с нитритом калия (натрия) - в серно -, соляно - или уксусной среде окисляет I- до. I2. В этих условиях бром не окисляется. Обнаружению мешают сильные восстановители - S2O32-, SO32-, S2-. Выполнение реакции. К 2 - 3 каплям раствора, содержащего ионы йода, добавляю 2 капли 1М H2SO4, НСl или СН3СООН, 2-3 капли раствора KNO2, несколько капель бензола встряхивают. Слой бензола окрашивается в фиолетово - розовый цвет. Вместо бензола можно добавить раствор крахмала, появляется синяя окраска. Таблица №3. Содержание в образцах соли йода. Образцы соли Результаты «Зимушка краса» соль йод обнаружен фторированная с йодом Натуральная пищевая морская соль Marbelle мелкая Соль "Байкалочка" KJO3 йодированная Соль "Илецкая" йод обнаружен йод обнаружен йод не обнаружен Вывод: Информация о содержании йода в образцах соли, указанная на упаковках, подтвердилась. Этап №4. Качественное определение в образцах соли хлорид-ионов. Реакция с нитратом серебра. с хлорид ионом образует белый творожистый осадок AgN03, нерастворимый в HNO3, но легко растворимый в NH3, (NH4)C03, KCN и Na2S203. Выполнение реакции. К 2 - 3 каплям раствора, содержащего ионы хлора, добавляю 2 капли AgN03. Образуется белый творожистый осадок. Таблица №4. Содержание в образцах соли ионов Cl-. Образцы соли Результаты «Зимушка краса» соль обнаружены ионы хлора фторированная с йодом Натуральная пищевая морская соль Marbelle мелкая Соль "Байкалочка" KJO3 йодированная Соль "Илецкая" обнаружены ионы хлора обнаружены ионы хлора обнаружены ионы хлора Вывод: С помощью качественной реакции были обнаружены ионы хлора во всех образцах. Этап №4. Качественное определение в образцах соли ионов Mg2+. 1. Реакция с гидрофосфатом натрия: Na2HP04 - образует с ионами магния в присутствии аммиачной буферной смеси (NH4OH и NH4C1) при рН=9 белый кристаллический осадок MgNH4P04*6H20. При рН> 10 образуется Mg(OH)2 и Mg3(P04)3. Осадок растворяется в сильных кислотах и в уксусной кислоте. Мешают ионы образующие малорастворимые фосфаты. Выполнение реакции: К 1-2 каплям раствора, содержащего ионы магния, прибавляют по 2-3 капли NH4OH и NH4C1 , каплю раствора Na2HP04 и при перемешивании наблюдают выпадение белого кристаллического осадка. 2. Реакция с гидрофосфатом натрия (микрокристаллосконичсская): Na2HP04 при медленной кристаллизации (разбавленный раствор соли магния), образуется кристаллы MgNH4P04*6H20 правильной геометрической формы. При быстрой кристаллизации (более концентрированный раствор соли магния или раствор, содержащий большое количество ионов NH4+) образуются звездочки или древовидные образования. Выполнение реакции: На предметное стекло помещают 1 каплю раствора, содержащего ионы магния, рядом помещают каплю раствора реагента (смесь Na2HP04, NH4OH и NH4C1). Стеклянной палочкой соединяют капли и рассматривают под микроскопом образовавшиеся кристаллы. Таблица №5. Содержание в образцах соли ионов Mg2+. Образцы соли Результаты «Зимушка краса» соль не обнаружены ионы магния фторированная с йодом Натуральная пищевая морская соль Marbelle мелкая Соль "Байкалочка" KJO3 йодированная Соль "Илецкая" обнаружены ионы магния не обнаружены ионы магния не обнаружены ионы магния Вывод: Информация о содержании ионов магния в образцах соли, указанная на упаковках, подтвердилась. Этап №5. Качественное определение в образцах соли ионов Ca2+ 1.Реакция с оксалатом аммония: [NH4] 2C204 - образует с ионами кальция кристаллический осадок СаС204 белого цвета. Осадок растворим в сильных кислотах, но нерастворим в СН3СООН. Мешают открытию Ва2+, Sr2+, дающее с [NH4]2C204 аналогичные осадки. Отличительной особенностью осадков ВаС204 и SrC204 является их растворимость в уксусной кислоте. Выполнение реакции: К 2 - 3 каплям раствора, содержащего ионы кальция, добавляют 2 -3 капли раствора реагента. Выпадает белый кристаллический осадок. 2. Реакция с гексацианоферратом(П) калия: K4Fe(CN)6 - при рН>7 в присутствии NH4C1 взаимодействует с ионами кальция с образованием белого кристаллического осадка состава Kn(NH4)mCaFe(CN)6 где n и m в зависимости от условий могут меняться 0 до 2. Осадок нерастворим в уксусной кислоте. Мешают Ва2+. Выполнение реакции: На часовом стекле (помещенное на черную бумагу) перемешивают каплю исследуемого раствора с 2 - 3 каплями раствора реагента, затем добавляют 1 - 2 капли раствора NH4Cl, каплю этанола и снова перемешивают. Помутнение или появление кристаллического осадка указывает на присутствие кальция. Таблица №6. Содержание в образцах соли ионов Са2+. Образцы соли Результаты «Зимушка краса» соль не обнаружены ионы кальция фторированная с йодом Натуральная пищевая морская соль Marbelle мелкая Соль "Байкалочка" KJO3 йодированная Соль "Илецкая" обнаружены ионы кальция не обнаружены ионы кальция не обнаружены ионы кальция Вывод: Информация о содержании катионов кальция в образцах соли, указанная на упаковках, подтвердилась. Этап №6. Качественное определение в образцах соли ионов - S042 1. Реакция с хлоридом бария.- с сульфат - ионом образует белый кристаллический осадок, нерастворимый в кислотах. Мешают обнаружению S2O32-, SO32-, S2-. Выполнение реакции. К 2 - 3 каплям раствора, содержащего сульфат - ионы, подкисленного несколькими каплями 2М НС1, добавляют 1 - 2 капли раствора хлорида бария. Образуется белый осадок. Таблица №7. Наличие сульфат - ионов в образцах соли. Образцы соли Результаты «Зимушка краса» соль не обнаружены сульфат - ионы фторированная с йодом Натуральная пищевая морская соль Marbelle мелкая Соль "Байкалочка" KJO3 йодированная Соль "Илецкая" обнаружены сульфат - ионы не обнаружены сульфат - ионы не обнаружены сульфат - ионы Вывод: Информация о содержании сульфат - ионов в образцах соли, указанная на упаковках, подтвердилась. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Целью исследовательской работы было выяснить с помощью различных источников, как употребление хлорида натрия отражается на здоровье человека, а так же провести простейший химический анализ различных образцов соли. В процессе выполнения исследовательской работы была проанализирована литература по теме исследования, а именно: по истории взлета и падения соли, и о ее влиянии на здоровье человека. Работа по исследованию образцов соли проводилась в лаборатории МОУ «СОШ №4» в течение февраля 2011 года. Для выполнения поставленных задач были изучены и апробированы следующие методики: по определению хлоридов и сульфатов, методика определения содержания ионов кальция и магния в растворах, методика определения рН датчиком рН. Первичная оценка качества соли проводилась определением ее органолептических характеристик. Органолептические характеристики соли определяются с помощью органов зрения (цветность) и обоняния (запах). В процессе выполнения исследовательской работы было установлено: 1.Соль - это жизненно важный элемент для людей, страдающих диабетом I типа. Она помогает сбалансировать уровень сахара в крови, снизив, таким образом, потребность в инсулине. 2.Соль обладает антидепрессантными свойствами. Именно этим британские ученые объясняют пристрастие большинства людей к излишнему употреблению соли в пище и тягу к соленым закускам - чипсам, орешкам, соломке и пр. 3.Соль необходима для поддержания уровней серотонина и мелатонина (гормонов счастья и удовольствия) в мозге. Когда вода очищает организм от токсичных отходов, соль помогает удержать необходимое количество жидкости в тканях. И избежать потери незаменимых аминокислот, таких как триптофан и тирозин. А при наличии достаточного количества влаги в межклеточном пространстве эти аминокислоты полностью используются для производства серотонина и мелатонина. 4.Соль необходима для регулирования кислотности во внутриклеточной среде, особенно это важно для клеток мозга. Именно поэтому бессолевые диеты и применение мочегонных средств, вымывающих соли и минералы из организма, повышают риск болезни Альцгеймера. Соль абсолютно необходима для полноценного пищеварения. Но - самое главное нужно помнить, что лекарством или ядом соль делает количество! В рамках работы над практической частью, были получены следующие результаты: 1. Все производители точно отображают качественный состав своих изделий на упаковке. 2. Тем не менее, ценными для организма микроэлементами богата морская соль, добытая в экологически чистых регионах. А обычная поваренная (очищенная) соль, не содержит микроэлементов. Поэтому в пищу лучше употреблять морскую соль, несмотря на то, что ее цена почти в 10 раз выше. Список литературы 1. Большая книга вопросов и ответов «Что? Где? Почему?» / Москва ЭКСМО, 2002г. 2. Габриелян О.С. Химия 8 класс: Учеб. Для общеобразоват. Учреждений. – 8-е изд., стереотип.-М.:Дрофа, 2004.-208 с.: ил. 3. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов – 22-е изд., испр./Под ред. Рабиновича В.А – Химия, 1982.-720с., ил. 4. Книга для чтения по неорганической химии. Кн. Для учащихся. В 2ч. Ч. 1/сост. В.А. Крицман. -3-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1993.-192с., 8л. ил.: - ISBN 5-09002972-5 5. Леенсон И.А. Занимательная химия. 8-11 кл.: В 2ч. Ч.1 – М.: Дрофа, 1996. – 176с. – (Хочу все знать) 6. Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов / Р.А. Лидин, В.А. Молочко, Л.Л.Андреева; под ред. Р.А.Лидина. М., Химия, 1996; 7. Современное естествознание: Энциклопедия. М: изд. Дом МАГИСТ – ПРЕСС, 2000 – т.8 Молекулярные основы технологических процессов -408с. 8. Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Книга по химии для домашнего чтения, 2-е изд. М., Химия, 1995. 9. Химия. 9 класс: Сборник элективных курсов/Сост. Н.В.Ширшина.- Волгоград: Учитель, 2005.-221с. 10. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. Ред. И.Володин; вед. науч. ред. И.Леенсон. – М.: Аванта, 2005.-640с.: ил. 11. http:// www.krugosvet.ru
