科普|食鹽是工農(nóng)業(yè)的重要資料
食鹽,不僅是人們生活的必需品,而且是工農(nóng)業(yè)的重要資料,與人類有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系,鹽與煤、石油、石灰石、硫酸被稱為五大自然原料,故鹽有“第五自然要素”之稱,在當(dāng)今世界上起著極為重要的作用。它可以制成氯氣、金屬鈉、純堿(碳酸鈉)、重堿(碳酸氫鈉、小蘇打)、燒堿(苛性鈉、氫氧化鈉)、鹽酸等,這些產(chǎn)品的用途極為廣泛,涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)和人們的衣、食、住、行等諸方面。由于鹽可制成氯氣和堿,因而能制作萬(wàn)種以上的各類工業(yè)產(chǎn)品。故人們把鹽稱為“化學(xué)工業(yè)之母”。
一般來(lái)說(shuō),用鹽量越大、領(lǐng)域越寬,就代表一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平越高。目前,我國(guó)鹽的總產(chǎn)量?jī)H次于美國(guó),居世界第二,但用鹽量差距就很大。按用途比較,我國(guó)的食用鹽占45%,工業(yè)用鹽占40%,農(nóng)牧用鹽占15%;而美國(guó)食用鹽占15%,工業(yè)用鹽占73%,農(nóng)牧用鹽占12%。按人平消費(fèi)水平比較,我國(guó)每年人均20千克左右,美國(guó)人均210千克,法國(guó)人均101千克,日本人均70千克。
鹽是調(diào)味品,食品加工必不可少。從食品加工及用途來(lái)看,鹽有調(diào)味、防腐、調(diào)節(jié)發(fā)酵、滲透、脫水等作用。從物理性質(zhì)來(lái)看,利用其鹽析作用可制造肥皂、染料、亞硫酸鈉(還原劑),合成橡膠、油脂,生產(chǎn)維生素制劑。利用其硬度的有:顏料制造的磨碎劑,醫(yī)藥膠囊研用。利用其溶解性質(zhì),可精煉石油(脫水)。利用其冰點(diǎn)下降性質(zhì),可冷凍鹽水、除雪化冰。利用鹽水的密度可精選種子。其界面效果可用于樹(shù)脂再生(精制水、軟化硬水、精制糖)、道路、建筑上的底涂。
鹽的化學(xué)作用可用于氯化焙燒、燒石灰、陶瓷(食鹽釉)、碳化硅(除雜質(zhì))、鐵丹(顏料)、調(diào)色劑、火藥(消熔劑)、精煉銅合金(助熔劑),染色助劑、鋼壓延除氧化皮膜。鹽作原料的用途:制堿、氯堿工業(yè)、化學(xué)制品(硅氟化鈉、氯酸鈉)、肥料。
液氯主要用于制造農(nóng)藥、漂白劑、消毒劑、溶劑、塑料,合成纖維以及其他氯化物。氯是基本有機(jī)合成工業(yè)最重要的原料之一,如四氯化碳、氯甲烷、氯乙烷、氯乙醇等有機(jī)產(chǎn)品的合成都需要它。氯氣通過(guò)苯中,在光的催化作用下,反應(yīng)制成氯苯,是制造硫化染料的主要中間體。
氯氣通入消石灰,可制成漂白粉,這是廉價(jià)有效的消毒劑,殺蟲(chóng)劑和漂白劑,可用來(lái)漂白棉、麻、紙漿等纖維,還可清凈乙炔和水。氯和氫直接合成得氯化氫,它的水溶液就是鹽酸,廣泛用于化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè)、石油工業(yè)等方面。氯化氫與乙炔作用可制成氯化乙烯。聚合成聚氯乙烯后,具有極好的耐化學(xué)腐蝕性,電絕緣性能也很好,而且不易燃燒,用于制造塑料,涂料和合成纖維等。
根據(jù)在聚氯乙烯中添加增加劑的多少,可制成雨衣、農(nóng)用薄膜、人造革等軟質(zhì)塑料和板材、管道、閥門(mén)等硬質(zhì)塑料。氯化氫與乙烯基乙炔反應(yīng),可以聚合成氯丁橡膠。
早在秦、漢時(shí)期,在我國(guó)最早的藥書(shū)——《神農(nóng)本草經(jīng)》就有“堿”字的記載。在明朝,醫(yī)圣李時(shí)珍在《本草綱目》中記述堿是“采蒿蓼之屬、曬干、燒灰,以原水淋汁,去垢,發(fā)面”的制作和用途。純堿的用途主要是制造玻璃。在化學(xué)工業(yè)方面,純堿可用作染料,有機(jī)合成的原料。在冶金工業(yè)方面,可用來(lái)冶煉鋼鐵、鋁和其他有色金屬。在國(guó)防工業(yè)方面,純堿可用于生產(chǎn)TNT及60%的膠質(zhì)炸藥等。另外,純堿在化肥、農(nóng)藥、造紙、印染、搪瓷、醫(yī)藥等各部門(mén),也是功不可沒(méi)的。
燒堿主要用于化工、冶金、石油、染色、造紙、人造絲、肥皂。在造紙工業(yè)中,當(dāng)以木材、草類纖維和棉麻等植物為原料時(shí),需要燒堿溶液蒸煮處理,以溶解和除去木材、草類中的木質(zhì)素等雜質(zhì),以及棉麻中的脂、蠟、膠質(zhì),而制得堿紙漿。燒堿的溶解液與油脂共煮,生成肥皂和甘油;燒堿與氯的化合物中和后,制成氯醋酸鈉,用于制造除草劑、染料、維生素、碳甲基纖維等,也可以用作植物脫葉劑。
據(jù)說(shuō)鹽有1.4萬(wàn)余種用途。如:在玻璃態(tài)的形成過(guò)程中,熔融體內(nèi)各種成分很不均勻,同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量氣泡,必須用鹽作澄清劑,按玻璃熔體的1%比例加入食鹽,才能消除黏滯的玻璃熔體中的氣泡。又如,制作缸器或陶瓷磚瓦,要用細(xì)顆精制鹽作上釉劑,當(dāng)窯內(nèi)達(dá)到所需的溫度時(shí),將鹽投入窯內(nèi)或者燒火室內(nèi)使其熔融揮發(fā),這樣揮發(fā)了的鹽蒸汽沉積在加熱了的瓷器制品的表面,形成一層光滑的玻璃狀表面。
再如,制作肥皂,主要原料是燒堿和油脂。將精煉過(guò)的油脂投放在盛有堿的鐵鍋里,通過(guò)蒸汽蒸煮,使油垢與堿在沸騰的狀態(tài)下增加接觸,發(fā)生水解反應(yīng),生成肥皂與甘油。在這段“皂化”(也叫堿化)過(guò)程中,為了保持溶液有合適的黏度,必須及時(shí)加鹽。因?yàn)辂}中鈉離子的作用,可以降低皂化液的黏度,從而使其皂化反應(yīng)得以進(jìn)行。
另外,有些國(guó)外科學(xué)家利用鹽作“燃料”來(lái)發(fā)電,他們根據(jù)海水中含有一定的鹽分,已經(jīng)研究了一種能大規(guī)模供電的能量轉(zhuǎn)換壓力阻滯透法(P·P·D)。這個(gè)方法就是用半透膜把海水和淡水隔開(kāi),使淡水通過(guò)半透膜向海水滲透,產(chǎn)生滲透壓之后,海水壓力隨即升高,水位也跟著提高,即可利用這提高了水位的海水,去沖擊水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。這種發(fā)電法的優(yōu)點(diǎn)是活動(dòng)部件少、噪聲小,不需燃料,沒(méi)有污染,是一種極干凈的能源制造法。
在日本,東京工業(yè)大學(xué)和芝浦工業(yè)大學(xué),聯(lián)合研制了一種以鹽水代替汽油作燃料的汽車(chē)。當(dāng)這部汽車(chē)上的預(yù)熱器達(dá)到一定溫度時(shí),車(chē)子就啟動(dòng)了。裝有230升鹽水和70升淡水的汽車(chē),以每小時(shí)1~15千米的速度,可以行駛1小時(shí)。這種車(chē)的行駛原理,也是依靠鹽水和淡水的濃度差來(lái)產(chǎn)生比量推動(dòng)車(chē)子前進(jìn)的,在不遠(yuǎn)的將來(lái),用鹽作燃料必將被推廣運(yùn)用。
來(lái)源:說(shuō)鹽與用鹽