科普|食鹽是工農業的重要資料
食鹽,不僅是人們生活的必需品,而且是工農業的重要資料,與人類有著千絲萬縷的聯系,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,這些產品的用途極為廣泛,涉及國民經濟各個部門和人們的衣、食、住、行等諸方面。由于鹽可制成氯氣和堿,因而能制作萬種以上的各類工業產品。故人們把鹽稱為“化學工業之母”。
一般來說,用鹽量越大、領域越寬,就代表一個國家的工業水平越高。目前,我國鹽的總產量僅次于美國,居世界第二,但用鹽量差距就很大。按用途比較,我國的食用鹽占45%,工業用鹽占40%,農牧用鹽占15%;而美國食用鹽占15%,工業用鹽占73%,農牧用鹽占12%。按人平消費水平比較,我國每年人均20千克左右,美國人均210千克,法國人均101千克,日本人均70千克。
鹽是調味品,食品加工必不可少。從食品加工及用途來看,鹽有調味、防腐、調節發酵、滲透、脫水等作用。從物理性質來看,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,生產維生素制劑。利用其硬度的有:顏料制造的磨碎劑,醫藥膠囊研用。利用其溶解性質,可精煉石油(脫水)。利用其冰點下降性質,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。
鹽的化學作用可用于氯化焙燒、燒石灰、陶瓷(食鹽釉)、碳化硅(除雜質)、鐵丹(顏料)、調色劑、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、化學制品(硅氟化鈉、氯酸鈉)、肥料。
液氯主要用于制造農藥、漂白劑、消毒劑、溶劑、塑料,合成纖維以及其他氯化物。氯是基本有機合成工業最重要的原料之一,如四氯化碳、氯甲烷、氯乙烷、氯乙醇等有機產品的合成都需要它。氯氣通過苯中,在光的催化作用下,反應制成氯苯,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,這是廉價有效的消毒劑,殺蟲劑和漂白劑,可用來漂白棉、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,廣泛用于化學工業、冶金工業、石油工業等方面。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。
根據在聚氯乙烯中添加增加劑的多少,可制成雨衣、農用薄膜、人造革等軟質塑料和板材、管道、閥門等硬質塑料。氯化氫與乙烯基乙炔反應,可以聚合成氯丁橡膠。
早在秦、漢時期,在我國最早的藥書——《神農本草經》就有“堿”字的記載。在明朝,醫圣李時珍在《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,發面”的制作和用途。純堿的用途主要是制造玻璃。在化學工業方面,純堿可用作染料,有機合成的原料。在冶金工業方面,可用來冶煉鋼鐵、鋁和其他有色金屬。在國防工業方面,純堿可用于生產TNT及60%的膠質炸藥等。另外,純堿在化肥、農藥、造紙、印染、搪瓷、醫藥等各部門,也是功不可沒的。
燒堿主要用于化工、冶金、石油、染色、造紙、人造絲、肥皂。在造紙工業中,當以木材、草類纖維和棉麻等植物為原料時,需要燒堿溶液蒸煮處理,以溶解和除去木材、草類中的木質素等雜質,以及棉麻中的脂、蠟、膠質,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。
據說鹽有1.4萬余種用途。如:在玻璃態的形成過程中,熔融體內各種成分很不均勻,同時也會產生大量氣泡,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,要用細顆精制鹽作上釉劑,當窯內達到所需的溫度時,將鹽投入窯內或者燒火室內使其熔融揮發,這樣揮發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。將精煉過的油脂投放在盛有堿的鐵鍋里,通過蒸汽蒸煮,使油垢與堿在沸騰的狀態下增加接觸,發生水解反應,生成肥皂與甘油。在這段“皂化”(也叫堿化)過程中,為了保持溶液有合適的黏度,必須及時加鹽。因為鹽中鈉離子的作用,可以降低皂化液的黏度,從而使其皂化反應得以進行。
另外,有些國外科學家利用鹽作“燃料”來發電,他們根據海水中含有一定的鹽分,已經研究了一種能大規模供電的能量轉換壓力阻滯透法(P·P·D)。這個方法就是用半透膜把海水和淡水隔開,使淡水通過半透膜向海水滲透,產生滲透壓之后,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,去沖擊水輪發電機發電。這種發電法的優點是活動部件少、噪聲小,不需燃料,沒有污染,是一種極干凈的能源制造法。
在日本,東京工業大學和芝浦工業大學,聯合研制了一種以鹽水代替汽油作燃料的汽車。當這部汽車上的預熱器達到一定溫度時,車子就啟動了。裝有230升鹽水和70升淡水的汽車,以每小時1~15千米的速度,可以行駛1小時。這種車的行駛原理,也是依靠鹽水和淡水的濃度差來產生比量推動車子前進的,在不遠的將來,用鹽作燃料必將被推廣運用。
來源:說鹽與用鹽