Sole w przemyśle

Sole to związki chemiczne pochodzące od kwasów. W cząsteczce soli kwasowy atom wodoru jest zastąpiony jonem albo jonami metalu. Sole tworzą się w reakcji zobojętnienia:

  kwas  +  zasada = sól + woda

Zazwyczaj, sole to substancje stałe, krystaliczne. Sole przeważnie mają kolor biały, ale zdarzają się sole o innym zabarwieniu np. niebieskim, fioletowym, żółtym lub czarnym. Sole mają zróżnicowaną rozpuszczalność w wodzie. Między innymi, wszystkie azotany bardzo dobrze rozpuszczają się w wodzie, jak również sole amonu, sodu i potasu. Wśród soli trudno ulegających rozpuszczaniu w wodzie są chlorki: srebra AgCl  i ołowiu PbCl₂ oraz bromki: srebra AgBr  i ołowiu PbBr₂.

Sole powszechnie występują w przyrodzie. Skład skorupy ziemskiej stanowią przede wszystkim sole oraz tlenki. Woda morska zawiera różnorodne jony soli, m.in. Mg²⁺, K⁺, Na⁺ i Cl^-. Niektóre sole są kopalinami, tzn. są surowcami, które  wydobywa się różnymi metodami górniczymi z ziemi. W Polsce, głównie wydobywa się chlorek sodu, czyli sól kamienną, w pobliżu Bochni, Wieliczki i Inowrocławia. Człowiek rozróżnia cztery podstawowe smaki, w tym smak słony.  Człowiek potrzebuje soli, bo umożliwia właściwe funkcjonowanie organizmu, co uzasadnia, że człowiek od zawsze poszukiwał tego właśnie kruszcu. Już od dawna ludzie znali własności soli, co wykorzystywano do konserwacji artykułów żywnościowych. Wtedy, rządy niektórych państw nakazały płacić podatek od soli. Obecnie, sól jest tanim produktem, jest łatwo dostępna, lecz niektóre regiony w Afryce nie mają do niej dostępu i dla Afrykańczyków jest to produkt luksusowy. Praktycznie wszelkie pokłady soli pochodzą z morza. Kopalnie soli występują na tych samych terenach, co dawniej znajdowało się morze.

Istnieje bardzo dużo rodzajów soli, m.in.: azotany, chlorki, fosforany, siarczany, siarczki i węglany.

• Chlorki są substancjami krystalicznymi (oprócz m.in. AgCl), w większości dobrze rozpuszczalne, oprócz chlorku srebra, ołowiu i rtęci. Część chlorków występuje w przyrodzie w postaci złóż, m.in. chlorek sodu i chlorek potasu.

Chlorek sodu, czyli sól kamienna (ziemna) został odkryty jako pierwszy. Sól wydobywa się przede wszystkim w Alpach, centralnej Europie i Wielkiej Brytanii. Chlorek sodu zawierają podziemne złoża, w których występuje w formie sprasowanych żył. Sól jest wydobywana w formie bloków - brył kamieni, a następnie poddawana krystalizacji w celu otrzymania bardzo drobnego proszku.

Dla człowieka sól to jeden z potrzebnych składników do życia, ze względu na zawartość sodu. Sól znalazła przede wszystkim zastosowanie w naszych kuchniach. Jest najpopularniejszą przyprawą do wielu potraw. Sól jest także środkiem konserwującym jedzenie, przede wszystkim mięso, sery oraz ryby. Sól powoduje ograniczenie rozwoju bakterii, może też go całkowicie powstrzymać. Sól ma wpływ na aromat, smak i kolor potrawy. Sól stabilizuje działanie drożdży, jest niezastąpiona w pieczeniu ( ilość drożdży jest zależna od ilości soli), powstrzymuje utratę soli mineralnych w trakcie gotowania jarzyn.

Wody morskie oraz wody mineralne zawierają znaczne ilości chlorku sodu, stąd nazywane są solankami, sól, jest także obecna w organizmach zwierząt. Sól jest głównym surowcem w syntezie sody, kwasu solnego, wodorotlenku sodu oraz chloru. W spektroskopii chlorek sodu jest używany w formie kryształów. W reakcji soli z lodem powstaje mieszanina oziębiająca, co wykorzystuje się w chłodnictwie. Chlorek sodu dodaje się do płynów fizjologicznych. Chlorek potasu jest dodawany do pasz. Kiedyś popularnością cieszyły się sole trzeźwiące ( w ich skład wchodził NaCl), pomagające w czasie omdleń albo zawrotów głowy.

Sole są rozpowszechnione w przyrodzie, człowiek spotyka sole na każdym kroku.

Chlorek wapnia pełni rolę środka osuszającego, w czasie prac zimowych jest dodawany do cementu. W medycynie stosuje się go w celu zapobiegania niedoborom wapnia w organizmie. W medycynie chlorek rtęci (II) pełni rolę środka dezynfekującego. HgCl₂ dodaje się do ziarna siewnego, aby ochronić płody rolne przed gryzoniami, jest również środkiem chroniącym rośliny. Chlorek rtęci wykorzystywany jest jako katalizator do syntez organicznych. Garbuje się nim skóry i barwi tkaniny. Ważny jest  także chlorek żelaza (III), który stanowi zaprawę do wyrobu farb oraz atramentu w farbiarstwie, stosowany jest do dezynfekcji wody, natomiast  w medycynie tamuje się nim krew.

• Azotany są substancjami krystalicznymi i bezbarwnymi. Dobrze rozpuszczają się w wodzie. Azotany w rolnictwie są cennymi nawozami mineralnymi, są również materiałami wybuchowymi, wykorzystywane są w medycynie oraz w fotografii.

Azotan sodu, czyli znany nam jako saletra sodowa albo chilijska. W Chile, na pustyni Atakama znajdują się jego największe pokłady. W rolnictwie azotan sodu pełni rolę nawozu sztucznego, stosuje się go w przemyśle szklarskim, jest również utleniaczem w reakcjach zachodzących w fazie stałej. W przemyśle spożywczym azotanem sodu konserwuje się mięso (powstrzymuje powstawanie jadu kiełbasianego), z azotanu sodu produkuje się materiały wybuchowe i pirotechniczne.

Azotan potasu, czyli saletra indyjska, stanowi popularny nawóz sztuczny, stosuje się go jako utleniacz w produkcji barwników. Azotan wapnia, czyli saletra wapniowa, saletra norweska jest stosowany przede wszystkim jako nawóz mineralny.

• Węglany są substancjami krystalicznymi, zazwyczaj białymi albo bezbarwnymi. Są trudno rozpuszczalne w wodzie. Powszechnie występują w przyrodzie. Są minerałami skałotwórczymi. Bardzo duża część naturalnych węglanów jest surowcem w reakcji otrzymywania metali, m.in. syderyt (FeCO₃) czy smitsonit (ZnCO₃). Część węglanów jest stosowana: kalcyt (CaCO₃) w przemyśle optyczny, malachit (Cu₂CO₃(OH)₂ z domieszką tlenków Si, Zn oraz Ca) w produkcji farb, magnezyt (MgCO₃) w produkcji materiałów ogniotrwałych .

Węglan magnezu jest substancją krystaliczną, najczęściej bezbarwną, ale spotyka się też węglan o barwie szarej, brunatnej i żółtawej. W naturze węglan magnezu jest minerałem – magnezytem. Magnezyt jest obecny w minerałach dolomitach i w skałach osadowych. Pokłady magnezytu występują w formie żył w skałach serpentynitowych. Na terenie  Polski występuje na Dolnym Śląsku. Z węglanu magnezu produkuje się materiały ogniotrwałe, cement Sorela, wykorzystywany jest w przemyśle farb oraz lakierów, w branży szklarskiej i papierniczej stanowi biały pigment. W medycynie służy do zobojętniania nadmiaru wydzielanego soku żołądkowego, ma też działanie przeczyszczające. Do innych popularnych węglanów należy węglan sodu, czyli soda. W naturze jest obecny w postaci minerału natrytu. Węglan sodu uzyskuje się w metodzie amoniakowej. NaCO₃  jest ważnym surowcem chemicznym. Wykorzystuje się go w produkcji szkła, preparatów piorących oraz myjących, jest stosowany w branży włókienniczej i papierniczej w celu zmiękczania wody, w przemyśle farbiarskim, garncarstwie, natomiast w przemyśle hutniczym jest odczynnikiem chemicznym. Węglan wapnia używa się w budownictwie, głównie w postaci wapienia i marmuru,  a także jest surowcem w reakcji syntezy wapnia palonego. Zmielony i strącony CaCO₃ , czyli kreda, jest dodatkiem białych farb i proszków oraz past do zębów.

• Siarczki są substancjami krystalicznymi, zazwyczaj barwnymi. Trudno rozpuszczają się w wodzie. Wykazują właściwości redukujące. Powszechnie występują w przyrodzie jako minerały.

Siarczek rtęci (II ) jest substancją krystaliczną, silnie trującą. Przyjmuje dwie odmiany  czarną (bezpostaciową) i czerwoną (krystaliczną). W naturze występuje w postaci minerału. Cynober czerwony to krystaliczny siarczek rtęci, jest nietrwały i pod wpływem światła czernieje. Jest głównym źródłem rtęci. Cynober jest pigmentem i stosuje się go do wyrobu farb, otrzymuje się z niego katalizatory. Siarczek żelaza (II) używa się w laboratoriach, służy do otrzymywania siarkowodoru. W przyrodzie siarczek żelaza obecny jest w formie minerałów, których kryształy przyjmują żółte zabarwienie: pirytu (disiarczek żelaza (II)) i markazytu (FeS₂). Piryt i markazyt pod wpływem ogrzewania z dostępem powietrza dają m.in. SO₂, co wykorzystuje się w produkcji H₂SO₄.

Wśród innych soli wymienia się minerał baryt (BaSO₄ z domieszką Ca i Sr). Baryt jest głównym surowcem w syntezie metalicznego baru oraz jego związków, stosuje się go do wyrobu płuczek wiertniczych, produkcji bieli, jak również w branży papierniczej, gumowej, w przemyśle farbiarskim.

Benzoesan sodu jest środkiem konserwującym rozmaite produkty spożywcze, może też być używany jako środek wykrztuśny.

Sole są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie, spotyka się ja na każdym kroku, stąd człowiek je bardzo często wykorzystuje w przeróżnych branżach przemysłowych.