# Laboratorio di chimica in casa/Cloruro di sodio

Sostanze semplici: · Cloruro di sodio · Nitrato di potassio · Solfato rameico · Solfato ferroso · Carbonato di calcio · Bicarbonato di sodio
Sostanze versatili: · Acqua · Acido solforico · Acido cloridrico · Idrossido di sodio · Perossido di idrogeno · Ipoclorito di sodio
Cloruro di sodio
Massa molare: 58,44 g/mol
Solubilità in acqua: qui
Altri solventi: qui
Temperatura di fusione: 801 °C
Temperatura di ebollizione: 1413 °C
Il normale sale da cucina che teniamo in casa è una miscela di sali comprendente cloruro di sodio (NaCl) al 99,8-99,9% e poche impurità quali altri sali di mare, argilla o sabbia ed antiagglomeranti: ferrocianuro di potassio (E536) o carbonato di magnesio (E504).
È solubile in acqua in rapporto di circa 7 parti su 20 in peso (356 g/l) e ne aumenta la conducibilità elettrica, ne abbassa il punto di fusione mentre alza quello di ebollizione, senza modificarne il pH.
Il modo più proficuo per lavorarlo in casa è tramite elettrolisi.
Essendo il cloruro di sodio uno dei materiali più comuni in casa, esso potrà essere il materiale di partenza per ottenere i cloruri di molti metalli per via elettrolitica.

## Proprietà chimico-fisiche

Il cloruro di sodio è il sale sodico dell'acido cloridrico ed è il costituente principale del comune sale da cucina. A temperatura ambiente si presenta come un solido cristallino incolore e con un odore e un sapore caratteristici. In soluzione acquosa, oppure fuso, conduce corrente elettrica. Il cloruro di sodio trova diverse applicazioni in molti campi, da quello industriale all'alimentare. Il sale è anzitutto un esaltatore di sapidità usato in tutte le tradizioni culinarie conosciute ed è ampiamente sfruttato nell'industria conserviera sia come ingrediente sia come mezzo di conservazione dei cibi. Quest'ultima proprietà è dovuta all'effetto disidratante che il sale ha sui materiali con cui viene a contatto, da cui estrae l'acqua per osmosi. Sale da cucina addizionato di elementi particolari può essere prescritto per curare o prevenire alcune malattie (ad esempio il sale iodato per il gozzo o addizionato di cloruro di potassio per l'ipertensione).
Il sale è anche un reagente usato in chimica, ad esempio per migliorare la precipitazione dei prodotti al termine di una saponificazione. Un uso importante nell'industria chimica è come materia prima negli impianti cloro-soda, in cui viene eseguita l'elettrolisi della salamoia di cloruro di sodio per ottenere cloro gassoso, idrogeno e soda caustica, tutte materie prime fondamentali per l'industria chimica.
Il sale trova impiego anche come anti-gelo: sparso sulle superfici ghiacciate, ne provoca lo scioglimento, dato che una miscela di ghiaccio e sale forma un eutettico il cui punto di fusione è inferiore a −10 °C.
Il sale agisce come dissipatore di calore, perciò è anche utilizzato insieme con agenti anti-agglomeranti come materiale primario per estintori.
Un notevole utilizzo, inoltre, si prospetta nel settore energetico. Per il suo elevato calore di fusione è possibile immagazzinare 259 kWh/m³ di energia termica a temperatura costant

## Preparazione

Prima di tutto il tavolo va pulito e liberato dagli oggetti superflui, per poter fare spazio al materiale occorrente: una bacinella, una bilancia, un contenitore graduato, una o più bottiglie ed un imbuto, due ciotole, un tubo di plastica, una batteria o un generatore di corrente continua ed elettrodi assortiti.
Si inizia preparando la salamoia, che verrà prodotta in grande quantità, in anticipo per non doverla preparare ogni volta:
* Si riempia la bacinella con un litro d'acqua, e si versino all'interno 350g di NaCl.
* Si mischi il tutto con le mani (veloce) o con un cucchiaio (lento), trascinando il sale dal fondo verso la superficie, finché non sarà sciolto del tutto.
* Il prodotto va quindi versato in una bottiglia tramite l'imbuto, ed alla fine la bottiglia va tappata ed etichettata [NaCl]. Un litro e mezzo o due dovrebbero bastare (475g/700g).
Ora che la salamoia è pronta si può procedere coll'elettrolisi! Per iniziare vanno riposte la bacinella, la bilancia ecc. e vanno sostituite con una ciotola, il generatore di corrente e la bottiglia di salamoia.
* Prima di tutto si versa la salamoia nella ciotola.
* Poi bisogna collegare gli elettrodi ai poli della batteria tramite cavi o pinze. devono essere ben stretti dalle pinze o dai cavi, in modo che non scivolino in soluzione.
* La fase ultima è fissarli bene ai bordi della ciotola: non devono entrare in contatto fra di loro per non fare cortocircuito e non devono scivolare fuori o dentro la soluzione, specialmente le pinze, dato che si corroderebbero venendo a contatto con la soluzione durante l'elettrolisi.
La reazione inizia collegando attivando il generatore mentre gli elettrodi sono in soluzione.

## Reazioni elettrolitiche

| Sale | Elettrodi | Semireazioni primarie | Semireazioni secondarie | Reazione globale | Unione dei composti |
| NaCl | Grafite(+) | Cl$^-$$_{(aq)}$ ${\xrightarrow {-1\ e}}$ Cl$^•$ $_{(g)}$ | Cl$^•$ + Cl$^•$ → Cl$_2$ ↑ | NaCl$_{(aq)}$ → NaOH$_{(aq)}$ + ½H$_2$ ↑ + ½Cl$_2$ ↑ | (non avviene durante l'elettrolisi) 2 NaOH + Cl$_{2(g)}$ → NaClO$_{(aq)}$ + NaCl$_{(aq)}$ |
| NaCl | Grafite(-) | Na$^+$$_{(aq)}$ ${\xrightarrow {+1\ e}}$ Na $_{(s)}$ | Na + H$_2$O → NaOH$_{(aq)}$ + ½H$_2$ ↑ | NaCl$_{(aq)}$ → NaOH$_{(aq)}$ + ½H$_2$ ↑ + ½Cl$_2$ ↑ | (non avviene durante l'elettrolisi) 2 NaOH + Cl$_{2(g)}$ → NaClO$_{(aq)}$ + NaCl$_{(aq)}$ |
| Sale | Elettrodi | Semireazioni primarie | Semireazioni secondarie | Unione dei composti | Reazione globale |
| NaCl | Fe(+) | Cl$^-$$_{(aq)}$ ${\xrightarrow {-1\ e}}$ Cl $_{(g)}$ | 2 Cl + Fe → FeCl$_2$ | NaOH$_{(aq)}$ + ½FeCl$_{2(aq)}$ → ½Fe(OH)$_2$ ↓ + NaCl$_{(aq)}$ | NaCl$_{(aq)}$ → ½Fe(OH)$_2$ ↓ + ½H$_2$ ↑ + NaCl$_{(aq)}$ |
| NaCl | Fe(-) | Na$^+$$_{(aq)}$ ${\xrightarrow {+1\ e}}$ Na $_{(s)}$ | Na + H$_2$O → NaOH$_{(aq)}$ + ½H$_2$ ↑ | NaOH$_{(aq)}$ + ½FeCl$_{2(aq)}$ → ½Fe(OH)$_2$ ↓ + NaCl$_{(aq)}$ | NaCl$_{(aq)}$ → ½Fe(OH)$_2$ ↓ + ½H$_2$ ↑ + NaCl$_{(aq)}$ |

## Cristallizzazione

Il cloruro di sodio solidifica in cristalli cubici, a volte formando anche delle strutture piramidali a scalini, senza trattenere acqua di cristallizzazione.

### Metodo per formare dei cristalli di sale

Per cristallizzare il cloruro di sodio è necessario formare una soluzione satura del sale e lasciare che la concentrazione del sale aumenti a tal punto che una parte di questo, non più solubilizzata, formi dei cristalli. Il sale ha una solubilità in acqua di 360 g/L a 20° C e 384 g/L a 80° C. Pertanto sciogliendo il sale in acqua ad 8o°C, ci saranno ben 24 g/l di sale che non saranno più in soluzione, pronti a solidificare allo scopo di diventare cristalli. Il materiale necessario è: acqua distillata, NaCl, dei contenitori adatti al contatto col calore, un imbuto con della carta per filtrare, una bacchetta od un agitatore, un termometro, una capsula Petri o un qualsiasi contenitore in vetro abbastanza ampio e basso.
Scaldare una quantità a piacere di acqua distillata fino agli 80°C e aggiungere il sale poco alla volta fino a saturare la soluzione, mescolando bene. Quando ci saranno dei cristalli di sale non più sciolti sul fondo, filtrare la soluzione con la carta da filtro. A questo punto versare la soluzione nella capsula e lasciarla in un luogo tranquillo ed attendere circa 24 ore prima di osservare le prime formazioni cristalline.

## Documenti utili

* Proprietà chimicofisiche NaCl in soluzione (NIST)