Nátrium-klorid

A nátrium-klorid (NaCl) – más néven konyhasó, só, kősó, tengeri só – az egyik legfontosabb, az állatok és az ember számára nélkülözhetetlen vegyület. Ásványtani neve halit. A VIII. Magyar Gyógyszerkönyvben Natrii chloridum néven hivatalos.

Nátrium-klorid
IUPAC-név	nátrium-klorid
Más nevek	kősó, konyhasó, só
Kémiai azonosítók
CAS-szám	7647-14-5
RTECS szám	VZ4725000
ATC kód	A12CA01 B05CB01 S01XA03
Gyógyszer szabadnév	sodium chloride
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet	NaCl
Moláris tömeg	58,44277 g/mol
Megjelenés	fehér vagy színtelen kristályok, vagy por
Sűrűség	2,16 g/cm³ (szilárd)
Olvadáspont	801 °C
Forráspont	1465 °C (1738 K)
Oldhatóság (vízben)	35,9 g/100 ml (25 °C)
Törésmutató (nD)	1,544 (589 nm)
Kristályszerkezet
Kristályszerkezet	lapon középpontos kockarács
Koordinációs geometria	oktaéderes
Veszélyek
EU osztályozás	nincsenek veszélyességi szimbólumok
Főbb veszélyek	irritatív, maró hatású
NFPA 704	0 1 0
R mondatok	(nincs)
S mondatok	(nincs)
Lobbanáspont	nem gyúlékony
Rokon vegyületek
Azonos kation	NaF, NaBr, NaI
Azonos anion	LiCl, KCl, RbCl, CsCl, MgCl2, CaCl2
Rokon só	nátrium-acetát
Az infoboxban SI-mértékegységek szerepelnek. Ahol lehetséges, az adatok standardállapotra (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. Az ezektől való eltérést egyértelműen jelezzük.

Tulajdonságai

Sókristályok

A NaCl (konyhasó) kristályrácsa

A NaCl kristályrács-modellje

A NaCl kristályszerkezete

Fizikai tulajdonságok

Színtelen, szagtalan, kristályos vegyület, íze a legerősebben sós az ismert anyagok közül. Ionrácsos anyag, szilárd halmazállapotban lapon középpontos kockarácsot alkot. Az ionrácsot pozitív nátrium (Na⁺) és negatív klorid (Cl⁻) ionok alkotják. Az ionokat erős elektrosztatikus vonzóerő – az ionkötés – tartja össze. Minden pozitív iont hat negatív ion, és minden negatív iont hat pozitív ion vesz körül, tehát az ellentétes töltésű ionok számaránya 1:1. Ezt jelöli a konyhasó összegképlete (kémiai képlete) is: NaCl. Kristálya kifelé semleges. Kocka alakú kristályai kitűnően hasadnak a kocka lapjai mentén, a nagyobb kristályok ütés hatására apróbb, kocka alakú kristályokra törnek szét. Ez a kockarács az egyik legszabályosabb kristályforma.

Vízben jól oldódik, miközben nagymértékben disszociál összetevőire: pozitív töltésű hidratált nátrium- (Na⁺) és negatív töltésű hidratált klorid- (Cl⁻) ionokra. Vizes oldata semleges kémhatású. Jó vízoldhatóságát bizonyítják tengereink, melyek mind tartalmaznak oldott sót, valamint a földi élet majdnem minden sejtje, ahol a sejtközi folyadékok sóoldatok. Érdekes tulajdonsága, hogy vízoldhatósága, ellentétben majdnem minden szervetlen sóval, nem függ számottevő mértékben a víz hőmérsékletétől. Tehát 90 °C-on alig oldódik jobban, mint 10 °C-on. Vizes oldata és olvadéka jól vezeti az elektromos áramot (elektrolit), jól oldódik cseppfolyós ammóniában is.

A tiszta nátrium-klorid nem higroszkópos, de ha szennyezést (például magnéziumsót) tartalmaz, nedvszívóvá, tapadóssá válik. Alkoholban oldhatatlan.

-5°C hóval vagy jégdarával összekeverve a só oldódásakor energiát von el a környezetétől és a keverék hőmérséklete -18°C-ra hűl rövid idő alatt. Ez a gyakorlatban elismert érték. Azonban az eutektikum hőmérséklete valójában -23°C. Az oldási folyamat akkor hatékony, ha a bekevert komponensek aránya (tömegtörtje) 0,25 körül van. Az ilyen elegy a frigorific oldatok közé tartozik.

Kémiai tulajdonságok

Stabil vegyület, magas hőmérsékletre hevítve sem kezd el bomlani. Kénsav hatására nátrium-biszulfát keletkezik belőle és hidrogén-klorid szabadul fel. Ha a konyhasó fölöslegben van, a nátrium-hidrogén-szulfát hevítés hatására további sósavat tehet szabaddá a nátrium-kloridból nátrium-szulfát keletkezése közben.

$\mathrm {NaCl+H_{2}SO_{4}\rightarrow NaHSO_{4}+HCl}$

$\mathrm {NaHSO_{4}+NaCl\rightarrow Na_{2}SO_{4}+HCl}$

A lángot a nátrium-klorid – és minden más nátriumvegyület is – élénksárgára festi, a nátrium-nitrátot ezért használják a sárga színű tűzijáték előállításához. A lángfestés a nátrium minőségi kimutatására is használható.

Előfordulása

A nátrium-klorid igen nagy mennyiségben fordul elő a Föld felszínén, főként a világtengerekben, óceánokban. Ezek összességében 3-3,5% oldott sót tartalmaznak, melynek kb. 80%-a NaCl. A sarkkörök tájékán az olvadó jég miatt ennél alacsonyabb a sókoncentráció, egyes lefolyás nélküli tavak, tengerek viszont magasabb sótartalmúak. Ilyen például a Holt-tenger. A sókoncentráció gyakran annyira megnő, hogy az oldat túltelítetté válik, és a só kikristályosodik.

A sótelepek nyílt tengerektől elszakadt tengerrészek beszáradásakor keletkeztek. Ezek azokat a sókat tartalmazzák, amik eredetileg a tengerben voltak oldva, legnagyobb mennyiségben nátrium-kloridot. A nátrium-klorid mellett kisebb mennyiségben megtalálható a nátrium-bromid és -jodid, a nátrium-szulfát, illetve tartalmaznak kálium-, magnézium- és kalciumsókat is, ezek főként a sótelepek fedőrétegében találhatók.

Előállítása

A nátrium-kloridot vagy konyhasót a kibányászott kősó tisztításával, valamint a tengervíz bepárlásával nyerik.

Kősóbányászatra csak olyan rétegek alkalmasak, amelyek legalább 97-98% nátrium-kloridot tartalmaznak. Az ennél alacsonyabb sótartalmú rétegekből a kősót kioldással nyerik. A kioldást a föld alatt végzik, úgy, hogy először vizet szivattyúznak a bányába, majd ha az oldat telített lett, kiszivattyúzzák és bepárolják.

Száradó sóhalmok Bolíviában

A tengeri sót a tengervíz bepárlásával kapják, mely nem csak nátrium-kloridot tartalmaz, hanem más ásványi anyagokat is. Meleg éghajlatú területeken a tenger vizét lapos medencékbe engedik, és a Nap melege segítségével párolják be. A Föld legnagyobb sólepárlója a mexikói Déli-Alsó-Kalifornia állam északi részén, Guerrero Negro városa mellett található.

A kereskedelmi minőségű, ipari só körülbelül 2-3% szennyezést tartalmaz, főként magnézium-kloridot, kalcium-kloridot és kalcium-szulfátot. Ez higroszkópos, levegőn állva megnyirkosodik. A kereskedelmi minőségű sónál azonban nagyobb tisztaságúra van szükség étkezési, gyógyszerészeti és egyéb kémiai célokra.

A sót úgy tisztítják, hogy először feloldják vízben, majd nátrium-karbonát hozzáadásával a kalcium- és magnéziumsókat kalcium-karbonát, illetve magnézium-karbonát csapadék alakjában leválasztják. Az oldatot ezután sósavval semlegesítik, majd főzéssel besűrítik. Ebből tiszta nátrium-kloridot HCl-gáz belevezetésével nyernek, ez részben kiválasztja a nátrium-kloridot, de a kis mennyiségben jelenlévő szennyezéseket nem.

Laboratóriumban NaCl keletkezik sósav és nátrium-hidroxid semlegesítési reakciója, vagy nátrium-karbonát és sósav reakciója során.

Szerepe az élő szervezetekben

Az állatok és az ember is igényli a sót. Fontos alkotórésze az emberi szervezetnek. Mindig megtalálható a testnedvekben, a vérben, az izzadságban és a vizeletben. Fontos szerepe van az izotónia, azaz a megfelelő ozmózisnyomás fenntartásában. A nátrium-klorid szükséges a gyomorsav képződéséhez is. A szervezetbe a táplálékkal jut be. Főként növényi táplálék esetén nagyon fontos, hogy a szervezetbe megfelelő mennyiségű konyhasó jusson be, mert a növények csak nagyon kevés nátriumsót tartalmaznak. Ezért nyalatnak a növényevő állatokkal kősót. Az ember naponta körülbelül 5-15 g nátrium-kloridot fogyaszt, ami arányban áll az ürítéssel, de ez általában messze meghaladja a szükségletet.

A sejtek közötti folyadék (extracelluláris tér) kb. 136-146 mmol/l nátrium iont tartalmaz. Az extracelluláris tér ásványi anyag összetételét a Ringer-oldat jól közelíti, melynek nagy része (kb. 95%) NaCl. A fiziológiás sóoldat, amely 0,9%-os (tömegszázalék) NaCl-oldat, izoozmotikus (300 mOsm/l) az emlősök extracelluláris folyadékával, így alkalmas nagy vérveszteség esetén a gyűjtőérbe fecskendezve a vér pótlására. A gyakorlatban inkább Ringer-oldatot használnak, mivel az a főbb ionok tekintetében jobban megközelíti a extracelluláris tér ionösszetételét.

Felhasználása, jelentősége

Iparban

Fontos kémiai alapanyag, a legtöbb nátriumvegyületet és kloridot nátrium-kloridból állítják elő.

Tömény vizes oldatának elektrolízisével nátronlúg (NaOH) állítható elő. Ebből a nátrium-hidroxidból szén-dioxid hatására szóda és víz keletkezik: $\mathrm {2NaOH+CO_{2}\rightarrow Na_{2}CO_{3}+H_{2}O}$.

Ezenkívül felhasználják még kisózásra (szerves anyagok, például szappan, festékek kiválasztására oldatokból), bőrcserzésre, agyagáruk zománcozására, jég megolvasztására és hűtőkeverékek készítésére.

A hűtőkeverékeknek az az alapja, hogy olvadáspontjuk alacsonyabb, mint a tiszta vízé. A jég vagy a hó a sózás hatására a felületén megolvad, és a hőmérséklete addig csökken, amíg el nem éri a sóoldat olvadáspontját. Nátrium-kloriddal ‒20 °C-os hőmérséklet is elérhető.

A kohászatban felhasználják az ezüst, az arany, a réz és a cink előállításnál.

A spektroszkópia sárga nátriumfény előállítására használja. Az infravörös spektroszkópiában lencséket és prizmákat készítenek belőle.

Ízesítőszerként

Konyhasó

A konyhasó az egyetlen ásványi eredetű ízesítő anyag, amelyet nem csak az ételek ízesítéséhez, hanem azok tartósításához is használunk.

Például hús és hal tartósítására is használják, mert a szövetekből vizet von el, és ezáltal meggátolja a káros baktériumok szaporodását.

A kellően fűszerezett étel ízét kiemeli, javítja a sózás, de ha túlsózzuk az ételt, a só elnyomja a fűszerek ízét.

A kereskedelemben többféle típus kapható, melyek az eredet, szemcsefinomság, tisztaság, adalékanyagok tekintetében különbözhetnek egymástól.

Adalékanyagok a konyhasóban

A minőségi konyhasó adalékanyagokat is tartalmaz; magnézium-karbonátot az összetapadás gátlására, illetve jódot (kálium-jodid vagy kálium-jodát formában) a golyva (lat: struma) illetve egyéb jódhiányos panaszok megelőzésére. (Erre a tengerektől távol eső területeken, így Közép-Európában, különösen Magyarországon nagy szükség van, mivel a talajok, így a táplálék is jódban rendkívül szegény.)

Gyógyászatban

NaCl-infúzió (fiziológiás oldat)

A só életszükséglet. A sóhiány szédülést, izomgyengeséget, görcsöket okozhat, de kritikusabb helyzetben apátiához, halálhoz vezethet.

Szervezetünk napi NaCl-szükséglete széles határok között változik. Nyáron a nagyobb folyadékveszteség miatt jóval nagyobb a szükséglet is, télen amikor keveset izzadunk, ez jóval kevesebb. Átlagos vegyes táplálkozás mellett kb. 5-15 g sót fogyasztunk, mely könnyedén csökkenthető 3 g-ra. Teljes éhezés alatt, semleges környezeti hőmérséklet mellett a nátriumveszteség minimális (20–30 mg), mert a vese nátriumkonzerváló mechanizmusai a szárazföldi életforma általában nátriumszegény környezeti körülményeihez adaptálódva igen hatékonyan képes megőrizni a nátriumot. Ezzel szemben ha az ember nagyobb sóadagot elfogyaszt (15-25 g NaCl), a többlet csak 1-2 nap alatt ürül ki. A kutya veséje ebből a szempontból sokkal tökéletesebb, mert 4 g/ttkg NaCl-terhelés egy napon belül kiürül.

Fiziológiás oldat: 0,9%-os oldatát fiziológiás vagy izotóniás sóoldatként használják (infúzió).

(lásd még: Szerepe az élő szervezetekben szakasz).

Történelme

A só a történelem folyamán mindig fontos alapanyag volt. A korábbi évszázadokban, amikor még a hűtőt nem ismerték, sóval tartósítottak. A 20. századig több országban monopólium volt sót előállítani, akkora haszon volt rajta. Indiában ezért is indult el a függetlenségi passzív harc.

A só fizetőeszköz volt az ókorban és még a középkorban is. Megbecsültségét jelzi, hogy számos népnél szokás a vendéget kenyérrel és sóval fogadni.

Magyarország hosszú ideig gazdag volt sóbányákban. (Aknaszlatina-Marosújvár-Parajd). A máramarosi és a parajdi sóbányák termelése királyi monopólium volt. Erdélyből a sószállító vízi úton tutajjal hozták le a sót Szegedig, és ott raktározták, majd osztották el az országban.

Források

• Erdey-Grúz Tibor: Vegyszerismeret
• Nyilasi János: Szervetlen kémia