Neben den bekannten häuslichen Verwendungszwecken von Salz gehören zu den dominanteren Anwendungen der ca. 250 Mio. Tonnen Jahresproduktion (Daten von 2008) die Chemie- und Auftaumittel.
ChemieproduktionBearbeiten
Salz wird direkt oder indirekt bei der Herstellung vieler Chemikalien verwendet, die einen Großteil der Weltproduktion verbrauchen.
ChloralkaliindustrieBearbeiten
Es ist der Ausgangspunkt für den Chloralkaliprozess, den industriellen Prozess zur Herstellung von Chlor und Natriumhydroxid, gemäß der chemischen Gleichung
2 NaCl + 2 H2O → Cl2 + H2 + 2 NaOH
Diese Elektrolyse wird entweder in einer Quecksilberzelle, einer Diaphragmazelle oder einer Membranzelle durchgeführt. Jede davon verwendet eine andere Methode, um das Chlor vom Natriumhydroxid zu trennen. Aufgrund des hohen Energieverbrauchs der Elektrolyse sind andere Technologien in der Entwicklung, wobei kleine Verbesserungen des Wirkungsgrades große wirtschaftliche Rückflüsse haben können. Einige Anwendungen von Chlor sind PVC, Desinfektionsmittel und Lösungsmittel. Natriumhydroxid ermöglicht Industrien, die Papier, Seife und Aluminium herstellen.
Natriumchlorid-Industrie
Natriumchlorid wird im Solvay-Prozess zur Herstellung von Natriumcarbonat und Calciumchlorid verwendet. Natriumcarbonat wiederum wird zur Herstellung von Glas, Natriumbicarbonat und Farbstoffen sowie einer Vielzahl anderer Chemikalien verwendet. Im Mannheimer Verfahren und im Hargreaves-Verfahren wird Natriumchlorid für die Herstellung von Natriumsulfat und Salzsäure verwendet.
StandardEdit
Natriumchlorid hat einen internationalen Standard, der von ASTM International erstellt wird. Die Norm trägt den Namen ASTM E534-13 und ist die Standardtestmethode für die chemische Analyse von Natriumchlorid. Diese aufgelisteten Methoden bieten Verfahren zur Analyse von Natriumchlorid, um festzustellen, ob es für die vorgesehene Verwendung und Anwendung geeignet ist.
Verschiedene industrielle Verwendungen
Natriumchlorid wird stark genutzt, so dass selbst relativ kleine Anwendungen große Mengen verbrauchen können. In der Öl- und Gasexploration ist Salz ein wichtiger Bestandteil von Bohrspülungen bei Brunnenbohrungen. Es wird zur Ausflockung und zur Erhöhung der Dichte der Bohrspülung verwendet, um hohe Gasdrücke im Bohrloch zu überwinden. Immer wenn ein Bohrer auf eine Salzformation trifft, wird der Bohrspülung Salz zugesetzt, um die Lösung zu sättigen und so die Auflösung innerhalb der Salzschicht zu minimieren. Salz wird auch verwendet, um die Aushärtung von Beton in zementierten Gehäusen zu erhöhen.
In der Textil- und Färberei wird Salz als Sole-Spülung verwendet, um organische Verunreinigungen abzutrennen, das „Aussalzen“ von Farbstoffausfällungen zu fördern und mit konzentrierten Farbstoffen zu mischen, um sie zu standardisieren. Eine seiner Hauptaufgaben ist es, die positive Ionenladung bereitzustellen, um die Absorption der negativ geladenen Ionen von Farbstoffen zu fördern.
Es wird auch bei der Verarbeitung von Aluminium, Beryllium, Kupfer, Stahl und Vanadium eingesetzt. In der Zellstoff- und Papierindustrie wird Salz zum Bleichen von Holzschliff verwendet. Es wird auch zur Herstellung von Natriumchlorat verwendet, das zusammen mit Schwefelsäure und Wasser zur Herstellung von Chlordioxid, einer hervorragenden Bleichchemikalie auf Sauerstoffbasis, eingesetzt wird. Das Chlordioxidverfahren, das seinen Ursprung in Deutschland nach dem Ersten Weltkrieg hat, wird immer beliebter, da der Druck der Umwelt auf die Reduzierung oder Beseitigung chlorhaltiger Bleichmittel besteht. In der Gerberei und Lederbehandlung wird Salz den Tierhäuten zugesetzt, um die mikrobielle Aktivität auf der Unterseite der Häute zu hemmen und Feuchtigkeit in die Häute zurückzuziehen.
In der Gummiherstellung wird Salz zur Herstellung von Buna-, Neopren- und weißen Gummisorten verwendet. Salzsole und Schwefelsäure werden verwendet, um einen emulgierten Latex aus Chlorbutadien zu koagulieren.
Salz wird auch hinzugefügt, um den Boden zu sichern und dem Fundament, auf dem Autobahnen gebaut werden, Festigkeit zu verleihen.
Natriumchlorid wird aufgrund seiner hygroskopischen Eigenschaften manchmal als billiges und sicheres Trockenmittel verwendet, was das Salzen in der Vergangenheit zu einer effektiven Methode der Lebensmittelkonservierung machte; das Salz entzieht Bakterien durch osmotischen Druck Wasser und hält sie davon ab, sich zu vermehren, eine Hauptursache für den Verderb von Lebensmitteln. Obwohl effektivere Trockenmittel zur Verfügung stehen, sind nur wenige davon für den Menschen unbedenklich.
Wasserenthärtung
Hartes Wasser enthält Kalzium- und Magnesiumionen, die die Wirkung von Seife beeinträchtigen und zur Bildung von Kesselstein oder einem Film aus alkalischen Mineralablagerungen in Haushalts- und Industriegeräten und Rohren beitragen. Gewerbliche und private Wasserenthärtungsanlagen verwenden Ionenaustauscherharze, um die störenden Ionen, die die Härte verursachen, zu entfernen. Diese Harze werden mit Natriumchlorid erzeugt und regeneriert.
StreusalzBearbeiten
Die zweite große Anwendung von Salz ist das Auftauen und die Glättebekämpfung auf Straßen, sowohl in Streugutbehältern als auch durch Winterdienstfahrzeuge gestreut. In Erwartung von Schneefall werden Straßen am besten mit Sole (konzentrierte Lösung von Salz in Wasser) „enteist“, was die Bindung zwischen dem Schnee-Eis und der Straßenoberfläche verhindert. Dieses Verfahren vermeidet den starken Einsatz von Salz nach dem Schneefall. Zum Auftauen werden Mischungen aus Sole und Salz verwendet, manchmal mit zusätzlichen Mitteln wie Calciumchlorid und/oder Magnesiumchlorid. Der Einsatz von Salz oder Sole wird unterhalb von -10 °C (14 °F) unwirksam.
Berge von Streusalz für den Einsatz im Winter
Streusalz im Vereinigten Königreich kommt überwiegend aus einer einzigen Mine in Winsford in Cheshire. Vor der Verteilung wird es mit <100 ppm Natriumferrocyanid als Antiklumpmittel gemischt, das dafür sorgt, dass das Steinsalz trotz der Lagerung vor dem Einsatz frei aus den Streufahrzeugen fließen kann. In den letzten Jahren wurde dieser Zusatzstoff auch in Speisesalz verwendet. Andere Zusatzstoffe wurden im Streusalz verwendet, um die Gesamtkosten zu senken. So wurde in den USA eine Kohlenhydratlösung, die als Nebenprodukt bei der Verarbeitung von Zuckerrüben anfällt, mit Steinsalz gemischt und haftete auf den Straßen etwa 40 % besser als loses Steinsalz allein. Da es länger auf der Straße blieb, musste die Behandlung nicht mehrmals wiederholt werden, was Zeit und Geld sparte.
Physikalisch-chemisch gesehen liegt der minimale Gefrierpunkt eines Wasser-Salz-Gemisches bei -21,12 °C (-6,02 °F) für 23,31 Gew.-% Salz. Das Gefrieren in der Nähe dieser Konzentration ist jedoch so langsam, dass der eutektische Punkt von -22,4 °C bei etwa 25 Gew.-% Salz erreicht wird.
Umweltauswirkungen
Streusalz gelangt in Süßwasserkörper und kann Wasserpflanzen und -tiere schädigen, indem es ihre Osmoregulationsfähigkeit stört. Die Allgegenwärtigkeit von Salz stellt ein Problem bei jeder Küstenbeschichtung dar, da eingeschlossene Salze große Probleme bei der Haftung verursachen. Schifffahrtsbehörden und Schiffsbauer überwachen die Salzkonzentrationen auf Oberflächen während des Baus. Maximale Salzkonzentrationen auf Oberflächen sind abhängig von der Behörde und der Anwendung. Am häufigsten wird die IMO-Vorschrift verwendet, die den Salzgehalt auf maximal 50 mg/m2 lösliche Salze, gemessen als Natriumchlorid, festlegt. Diese Messungen werden mittels eines Bresle-Tests durchgeführt. Die Versalzung (zunehmender Salzgehalt, auch bekannt als Süßwasserversalzungssyndrom) und die daraus resultierende erhöhte Metallauswaschung ist ein anhaltendes Problem in ganz Nordamerika und den europäischen Süßwasserstraßen.
Beim Enteisen von Autobahnen wurde Salz mit der Korrosion von Brückendecks, Kraftfahrzeugen, Bewehrungsstäben und -drähten sowie ungeschützten Stahlkonstruktionen im Straßenbau in Verbindung gebracht. Oberflächenabfluss, das Sprühen von Fahrzeugen und Windverwehungen wirken sich auch auf den Boden, die Straßenrandvegetation und die lokalen Oberflächen- und Grundwasservorräte aus. Obwohl Hinweise auf eine Belastung der Umwelt durch Salz während der Nutzungsspitzen gefunden wurden, verdünnen die Regenfälle und das Tauwetter im Frühjahr normalerweise die Natriumkonzentrationen in dem Gebiet, in dem das Salz ausgebracht wurde. Eine Studie aus dem Jahr 2009 ergab, dass etwa 70 % des im Großraum Minneapolis-St. Paul ausgebrachten Streusalzes im lokalen Wassereinzugsgebiet zurückgehalten wird.
Substitution
Einige Behörden ersetzen Streusalz durch Bier, Melasse und Rübensaft. Fluggesellschaften verwenden mehr Glykol und Zucker statt salzbasierter Lösungen zum Enteisen.
Lebensmittelindustrie und LandwirtschaftBearbeiten
Viele Mikroorganismen können in einer salzhaltigen Umgebung nicht leben, da ihnen durch Osmose das Wasser aus den Zellen entzogen wird. Aus diesem Grund wird Salz zur Konservierung einiger Lebensmittel wie Speck, Fisch oder Kohl verwendet.
Salz wird Lebensmitteln entweder vom Lebensmittelhersteller oder vom Verbraucher als Geschmacksverstärker, Konservierungsmittel, Bindemittel, Zusatzstoff zur Fermentationskontrolle, Mittel zur Kontrolle der Textur und Farbentwickler zugesetzt. Der Salzverbrauch in der Lebensmittelindustrie unterteilt sich in absteigender Reihenfolge des Verbrauchs in die Bereiche sonstige Lebensmittelverarbeitung, Fleischverpackungen, Konserven, Backen, Molkereiprodukte und Getreidemühlen. Salz wird zugesetzt, um die Farbentwicklung in Speck, Schinken und anderen verarbeiteten Fleischprodukten zu fördern. Als Konservierungsmittel hemmt Salz das Wachstum von Bakterien. Salz wirkt als Bindemittel in Wurstwaren, um ein bindendes Gel aus Fleisch, Fett und Feuchtigkeit zu bilden. Salz wirkt auch als Geschmacksverstärker und als Weichmacher.
In vielen Molkereien wird Salz dem Käse als Farb-, Fermentations- und Texturkontrollmittel zugesetzt. Der Teilsektor Molkereiprodukte umfasst Unternehmen, die Molkereibutter, Kondens- und Kondensmilch, gefrorene Desserts, Eiscreme, Natur- und Schmelzkäse sowie spezielle Molkereiprodukte herstellen. In der Konservenindustrie wird Salz hauptsächlich als Geschmacksverstärker und Konservierungsmittel eingesetzt. Es wird auch als Träger für andere Zutaten, als Trocknungsmittel, Enzyminhibitor und Weichmacher verwendet. Beim Backen wird Salz zugesetzt, um die Gärungsrate im Brotteig zu steuern. Es wird auch zur Stärkung des Glutens (des elastischen Protein-Wasser-Komplexes in bestimmten Teigen) und als Geschmacksverstärker, z. B. als Topping auf Backwaren, verwendet. Die Kategorie Lebensmittelverarbeitung enthält auch Getreidemühlenprodukte. Diese Produkte bestehen aus dem Mahlen von Mehl und Reis und der Herstellung von Frühstückscerealien und gemischtem oder zubereitetem Mehl. Salz wird auch als Würzmittel verwendet, z.B. in Kartoffelchips, Brezeln, Katzen- und Hundefutter.
Natriumchlorid wird in der Veterinärmedizin als Brechmittel eingesetzt. Es wird als warme, gesättigte Lösung verabreicht. Erbrechen kann auch durch die pharyngeale Platzierung einer kleinen Menge von einfachem Salz oder Salzkristallen verursacht werden.
MedizinEdit
Natriumchlorid wird zusammen mit Wasser als eine der Hauptlösungen für die intravenöse Therapie verwendet. Nasenspray enthält oft eine Kochsalzlösung.
BrandbekämpfungEdit
Natriumchlorid ist das Hauptlöschmittel in Feuerlöschern (Met-L-X, Super D), die bei Bränden von brennbaren Metallen wie Magnesium, Kalium, Natrium und NaK-Legierungen (Klasse D) eingesetzt werden. Dem Gemisch wird thermoplastisches Pulver zugesetzt, das zusammen mit wasserabweisenden (Metallstearate) und anbackhemmenden Stoffen (Tricalciumphosphat) das Löschmittel bildet. Wenn es auf das Feuer aufgebracht wird, wirkt das Salz wie ein Kühlkörper, der die Hitze des Feuers ableitet, und bildet außerdem eine sauerstoffausschließende Kruste, um das Feuer zu ersticken. Der Kunststoffzusatz schmilzt und hilft der Kruste, ihre Integrität aufrechtzuerhalten, bis das brennende Metall unter seine Entzündungstemperatur abgekühlt ist. Diese Art von Feuerlöscher wurde in den späten 1940er Jahren als patronenbetriebenes Gerät erfunden, obwohl Versionen mit gespeichertem Druck jetzt beliebt sind. Gängige Größen sind 30 Pfund (14 kg) tragbar und 350 Pfund (160 kg) auf Rädern.
Reinigungsmittel
Seit mindestens dem Mittelalter haben die Menschen Salz als Reinigungsmittel auf Haushaltsoberflächen gerieben verwendet. Es wird auch in vielen Shampoo-Marken, Zahnpasta und im Volksmund zum Enteisen von Einfahrten und Eisflächen verwendet.
Optische VerwendungEdit
Defektfreie NaCl-Kristalle haben eine optische Durchlässigkeit von etwa 90 % für infrarotes Licht, speziell zwischen 200 nm und 20 µm. Sie wurden daher in optischen Komponenten (Fenstern und Prismen) verwendet, die in diesem Spektralbereich arbeiten, wo es nur wenige nicht absorbierende Alternativen gibt und wo die Anforderungen an die Abwesenheit mikroskopischer Inhomogenitäten weniger streng sind als im sichtbaren Bereich. NaCl-Kristalle sind zwar preiswert, aber weich und hygroskopisch – wenn sie der Umgebungsluft ausgesetzt werden, überziehen sie sich allmählich mit „Reif“. Dies beschränkt die Anwendung von NaCl auf trockene Umgebungen, vakuumdichte Montagebereiche oder für kurzfristige Anwendungen wie das Prototyping. Heutzutage werden für den infraroten Spektralbereich anstelle von NaCl Materialien wie Zinkselenid (ZnSe) verwendet, die mechanisch stärker und weniger feuchtigkeitsempfindlich sind.