cloruro de sodio

La sal se utiliza, directa o indirectamente, en la producción de muchos productos químicos, que consume la mayor parte de la producción mundial. ^{[ 10 ]}

El cloruro de sodio se utiliza en el proceso Solvay para producir carbonato de sodio y cloruro de calcio . El carbonato de sodio, a su vez, se utiliza para producir vidrio , bicarbonato de sodio y colorantes , así como una gran variedad de otros productos químicos. En el proceso Mannheim , el cloruro de sodio se utiliza para la producción de sulfato de sodio y ácido clorhídrico .

El cloruro de sodio se usa mucho, por lo que incluso aplicaciones relativamente menores pueden consumir cantidades masivas. En la exploración de petróleo y gas , la sal es un componente importante de los fluidos de perforación en la perforación de pozos. ^{[ 11 ]} Se usa para flocular y aumentar la densidad del fluido de perforación para superar las altas presiones de gas en el fondo del pozo. Siempre que una broca encuentra una formación de sal, se agrega sal al fluido de perforación para saturar la solución y minimizar la disolución dentro del estrato de sal. ^{[ 9 ]} La sal también se usa para aumentar el curado del hormigón en revestimientos cementados. ^{[ 10 ]}

En la industria textil y de teñido, la sal se utiliza como enjuague de salmuera para separar contaminantes orgánicos, ^{[ 12 ]} para promover la precipitación de colorantes y para mezclar con tintes concentrados con el fin de aumentar el rendimiento en los baños de teñido y lograr colores más nítidos. Una de sus funciones principales es proporcionar la carga iónica positiva para promover la absorción de iones con carga negativa de los tintes. ^{[ 10 ]}

En la industria de la pulpa y el papel , se utiliza para fabricar clorato de sodio , que luego reacciona con ácido sulfúrico y un agente reductor como el metanol para fabricar dióxido de cloro , un producto químico blanqueador que se utiliza ampliamente para blanquear la pulpa de madera .

En el curtido y el tratamiento del cuero, se añade sal a las pieles de los animales para inhibir la actividad microbiana en el envés de las pieles y para atraer la humedad de vuelta a las pieles. ^{[ 10 ]}

En la fabricación de caucho, se utiliza sal para producir buna , neopreno y caucho blanco. Se utiliza salmuera y ácido sulfúrico para coagular un látex emulsionado elaborado a partir de butadieno clorado . ^{[ 10 ] [ 9 ]}

También se añade sal para asegurar el suelo y proporcionar firmeza a la base sobre la que se construyen las carreteras. La sal actúa para minimizar los efectos de los movimientos del subsuelo causados ​​por los cambios de humedad y la carga del tráfico. ^{[ 10 ]}

El agua dura contiene iones de calcio y magnesio que interfieren con la acción del jabón y contribuyen a la acumulación de incrustaciones o una película de depósitos minerales alcalinos en equipos y tuberías domésticas e industriales. Las unidades de ablandamiento de agua comerciales y residenciales utilizan resinas de intercambio iónico para eliminar los iones que causan la dureza. Estas resinas se generan y regeneran utilizando cloruro de sodio. ^{[ 10 ] [ 9 ]}

La segunda aplicación principal de la sal es para el deshielo y la prevención de la formación de hielo en las carreteras, tanto en contenedores de arena como esparcida por vehículos de servicio de invierno . En previsión de nevadas, las carreteras se tratan de forma óptima con salmuera ( solución concentrada de sal en agua), lo que evita que la nieve y el hielo se adhieran a la superficie de la carretera. Este procedimiento evita el uso intensivo de sal después de la nevada. Para el deshielo, se utilizan mezclas de salmuera y sal, a veces con agentes adicionales como cloruro de calcio y/o cloruro de magnesio . El uso de sal o salmuera se vuelve ineficaz por debajo de -10 °C (14 °F) .  

La sal para el deshielo en el Reino Unido proviene principalmente de una sola mina en Winsford , Cheshire . Antes de su distribución , se mezcla con <100 ppm de ferrocianuro de sodio como agente antiaglomerante , lo que permite que la sal de roca fluya libremente desde los vehículos esparcidores a pesar de estar almacenada antes de su uso. En los últimos años, este aditivo también se ha utilizado en la sal de mesa. Se han utilizado otros aditivos en la sal para carreteras con el fin de reducir los costos totales. Por ejemplo, en EE. UU., una solución de carbohidratos, subproducto del procesamiento de la remolacha azucarera, se mezcló con sal de roca y se adhirió a las superficies de las carreteras aproximadamente un 40 % mejor que la sal de roca suelta sola. Debido a que permaneció en la carretera por más tiempo, no fue necesario repetir el tratamiento varias veces, lo que ahorró tiempo y dinero. ^{[ 10 ]}

En términos técnicos de fisicoquímica, el punto de congelación mínimo de una mezcla de agua y sal es de −21,12 °C (−6,02 °F) para un 23,31 % en peso de sal. Sin embargo, la congelación cerca de esta concentración es tan lenta que el punto eutéctico de −22,4 °C (−8,3 °F) se puede alcanzar con aproximadamente un 25 % en peso de sal. ^{[ 13 ]}    

Comúnmente conocida como sal de mesa , la sal se añade a los alimentos, ya sea por el productor o por el consumidor, como potenciador del sabor, conservante, aglutinante, aditivo para el control de la fermentación , agente de control de la textura y revelador del color. El consumo de sal en la industria alimentaria se subdivide, en orden descendente de consumo, en otros productos de procesamiento de alimentos, envasado de carne, conservas , panadería, productos lácteos y productos de molienda de granos. La sal se añade para promover el desarrollo del color en el tocino, el jamón y otros productos cárnicos procesados. Como conservante, la sal inhibe el crecimiento de bacterias. La sal actúa como aglutinante en las salchichas para formar un gel ligante compuesto de carne, grasa y humedad. La sal también actúa como potenciador del sabor y como ablandador . ^{[ 10 ]}

Se utiliza como desecante económico y seguro debido a sus propiedades higroscópicas , lo que históricamente ha convertido la salazón en un método eficaz de conservación de alimentos ; la sal extrae el agua de las bacterias mediante ósmosis , impidiendo su reproducción, principal causa del deterioro de los alimentos. Si bien existen desecantes más eficaces, pocos son seguros para el consumo humano. Muchos microorganismos no pueden vivir en un ambiente salado: el agua se extrae de sus células por ósmosis . Por esta razón, la sal se utiliza para conservar algunos alimentos, como el tocino, el pescado o el repollo.

En muchas industrias lácteas, se añade sal al queso como agente de control del color, la fermentación y la textura. El subsector lácteo incluye empresas que fabrican mantequilla, leche condensada y evaporada, postres congelados, helados, quesos naturales y procesados, y productos lácteos especiales. En la conserva, la sal se añade principalmente como potenciador del sabor y conservante . También se utiliza como vehículo para otros ingredientes, agente deshidratante, inhibidor de enzimas y ablandador. En la panadería, se añade sal para controlar la velocidad de fermentación en la masa de pan. También se utiliza para fortalecer el gluten (el complejo elástico de proteína y agua en ciertas masas) y como potenciador del sabor, por ejemplo, como cobertura en productos horneados. La categoría de procesamiento de alimentos también incluye productos de molienda de granos. Estos productos consisten en la molienda de harina y arroz y la fabricación de cereales para el desayuno y harina mezclada o preparada. La sal también se utiliza como agente de condimento en productos como papas fritas, pretzels y alimentos para gatos y perros. ^{[ 10 ]}

El cloruro de sodio se utiliza en medicina veterinaria como agente emético . Se administra en solución saturada tibia. El vómito también puede provocarse mediante la introducción en la faringe de una pequeña cantidad de sal común o cristales de sal.

Para regar las plantas con cloruro de sodio ( NaCl ) como fertilizante, se utiliza una concentración moderada para evitar una posible toxicidad: 1–3 gramos (0,035–0,106 oz) por litro es generalmente seguro y eficaz para la mayoría de las plantas. ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]} 

El cloruro de sodio se utiliza junto con agua como una de las soluciones principales para la terapia intravenosa . El aerosol nasal suele contener una solución salina .

El cloruro de sodio también está disponible en forma de comprimido oral y se toma para tratar los niveles bajos de sodio. ^{[ 22 ]}

El cloruro de sodio es el principal agente extintor en los extintores de polvo seco que se utilizan en incendios de metales combustibles, como magnesio, circonio, titanio y litio (extintores de clase D). La sal forma una costra que impide el paso del oxígeno y sofoca el fuego. ^{[ 23 ]}

Desde al menos la Edad Media , la gente ha utilizado la sal como agente limpiador, frotándola sobre las superficies del hogar. También se utiliza en muchas marcas de champú y pasta de dientes, y es común usarla para descongelar entradas de vehículos, estacionamientos y aceras.

Los cristales de cloruro de sodio tienen una transmitancia de al menos el 90 % (a través de 1  mm) para la luz infrarroja con longitudes de onda en el rango de 0,2 a 18 μm . ^{[ 24 ]} Se utilizaban en componentes ópticos como ventanas y lentes, donde existían pocas alternativas no absorbentes en ese rango espectral. Si bien son económicos, los cristales de NaCl son blandos e higroscópicos ; cuando se exponen a la humedad del aire ambiente, se cubren gradualmente con una capa de escarcha. Esto limita la aplicación del NaCl a entornos secos, áreas selladas al vacío o usos a corto plazo como la creación de prototipos. Los materiales que son mecánicamente más resistentes y menos sensibles a la humedad, como el seleniuro de zinc y los vidrios de calcogenuro , se utilizan más ampliamente que el NaCl. 

En el cloruro de sodio sólido, cada ion está rodeado por seis iones de carga opuesta, como se espera por razones electrostáticas. Los iones circundantes se ubican en los vértices de un octaedro regular . En términos de empaquetamiento compacto , los iones cloruro más grandes (167 pm ^{[ 25 ]} ) se disponen en una red cúbica, mientras que los iones sodio más pequeños (116 pm ^{[ 25 ]} ) llenan todos los huecos cúbicos (vacíos octaédricos) entre ellos. Esta misma estructura básica se encuentra en muchos otros compuestos y se conoce comúnmente como la estructura del NaCl o estructura cristalina de la sal de roca. Puede representarse como una red cúbica centrada en las caras (fcc) con una base de dos átomos o como dos redes cúbicas centradas en las caras interpenetrantes. El primer átomo se ubica en cada punto de la red, y el segundo átomo se ubica a medio camino entre los puntos de la red a lo largo de la arista de la celda unitaria fcc.

El cloruro de sodio sólido tiene un punto de fusión de 801  °C y el cloruro de sodio líquido hierve a 1465  °C. La obtención de imágenes de vídeo en tiempo real con resolución atómica permite visualizar la etapa inicial de nucleación de cristales de cloruro de sodio. ^{[ 26 ]}

La conductividad térmica del cloruro de sodio en función de la temperatura tiene un máximo de 2,03  W/(cm  K) a 8 K (−265,15 °C; −445,27 °F) y disminuye a 0,069 a 314 K (41 °C; 106 °F) . También disminuye con el dopaje . ^{[ 27 ]}      

A partir de soluciones frías (bajo cero), la sal cristaliza con agua de hidratación como hidrohalita (el dihidrato NaCl·2 H ₂ O ). ^{[ 29 ]}

En 2023, se descubrió que bajo presión, el cloruro de sodio puede formar los hidratos NaCl·8,5H₂O _y NaCl· _13H₂O . ^{[ 30 ]}

La atracción entre los iones Na ⁺ y Cl ⁻ en el sólido es tan fuerte que solo los disolventes altamente polares como el agua disuelven bien el NaCl.

Cuando se disuelve en agua, la estructura del cloruro de sodio se desintegra a medida que los iones Na ⁺ y Cl− ^quedan rodeados por moléculas de agua polares. Estas soluciones consisten en un complejo acuoso metálico con la fórmula [Na(H2O ₎ 8 _] + ^, con una distancia Na–O de 250 pm . Los iones cloruro también están fuertemente solvatados, cada uno rodeado por un promedio de seis moléculas de agua. ^{[ 31 ]} Las soluciones de cloruro de sodio tienen propiedades muy diferentes a las del agua pura. El punto eutéctico es de −21,12 °C (−6,02 °F) para una fracción de masa de sal del 23,31 %, y el punto de ebullición de la solución salina saturada es cercano a 108,7 °C (227,7 °F) . ^{[ 13 ]}     

El pH de una solución de cloruro de sodio se mantiene ≈7 debido a la basicidad extremadamente débil del ion Cl⁻ ^, que es la base conjugada del ácido fuerte HCl . En otras palabras, el NaCl no tiene efecto sobre el pH del sistema ^{[ 32 ]} en soluciones diluidas donde los efectos de la fuerza iónica y los coeficientes de actividad son insignificantes.

La sal común tiene una proporción molar 1:1 de sodio y cloro. En 2013, se descubrieron compuestos de sodio y cloruro con diferentes estequiometrías ; se predijeron cinco nuevos compuestos (por ejemplo, _Na₃Cl , Na₂Cl _, Na₃Cl₂ _, NaCl₃ y NaCl₇ _{) . La} existencia de algunos de ellos se ha confirmado experimentalmente a altas presiones y otras condiciones: NaCl₃ cúbico y ortorrómbico _{, Na₃Cl} tetragonal metálico bidimensional y NaCl hexagonal exótico. ^{[ 34 ]} _{Esto indica que son posibles compuestos que} violan la intuición química, en sistemas simples bajo condiciones no ambientales. ^{[ 35 ]}