0
Экологический клуб
 
"STENUS"
 
 
 
Калужский краеведческий Интернет-портал


 
Авдеев Я.Г., Савиткин Н.И.   Каменная соль в жизни человека.   / /   Материалы по дополнительному экологическому образованию учащихся (сборник статей). Вып. III   Под ред. М.Н. Сионовой и Э.А. Поляковой.   Калуга:   КГПУ им. К.Э. Циолковского   -   2007 C. 55-70.




Каменная соль в жизни человека


Я.Г. Авдеев, Н.И. Савиткин

Калужский государственный педагогический университет им. К.Э. Циолковского


Рис. 1. Образцы хлорида натрия (слева на право): монокристалл хлорида натрия, разновидности галита (Урал). Минералогический музей Калужского государственного педагогического университета им. К.Э. Циолковского


Каменная соль, она же поваренная, известна человеку с незапамятных времен; на это указывает сходство ее названий у различных народов (греческое άλς, латинское sal, французское sel, немецкое Salz). Издревле соль использовалась как приправа к пище, постепенно ее стали использовать в жертвоприношениях, что придавало ей мистический смысл. Плиний писал, что у древних римлян ни «одно жертвоприношение не обходилось без соли». Овидий в «Фастах» замечает, что блестящие кусочки соли использовались при жертвоприношении. У евреев жертва, приносимая Богу, должна быть посыпана солью. Католическая церковь использовала соль как талисман при крещении ребенка. Амулеты из соли изготавливали в Западной Европе, Италии, России, Египте, Японии. Солью обрызгивали новорожденных, молодых, дойных и тельных коров; кусочки соли бросали в печь от сглаза. В древних польских землях соль использовалась как платежное средство, заменявшее металлические деньги. В Китае XIII в., как свидетельствует Марко Поло, из каменной соли изготавливали монеты. В Эфиопии вплоть до XIX в. стандартные бруски соли использовали в качестве денежных средств. У всех народов соль является символом гостеприимства. На Руси издревле дорогих гостей встречают хлебом и солью, рассыпать соль считается плохой приметой. На знаменитой картине Леонардо да Винчи «Тайная вечеря» предатель Иуда неловким движением руки просыпает соль.

По химическому составу каменная соль представляет собой хлорид натрия (NaCl). Это бесцветные, мало гигроскопичные кристаллы (рис. 1), с кубической гранецентрированной решеткой (рис. 2), растворимо в воде (при 20С в 100 г воды растворяется 35,87 г), с повышением температуры растворимость растет (но незначительно). При низких температурах хлорид натрия кристаллизуется из водных растворов в виде гексагональных табличек кристаллогидрата состава NaCl 2H2O.

Рис. 2. Кристаллическая решетка хлорида натрия.

В природе иногда каменная соль встречается в виде кристаллов окрашенных в голубой, синий или фиолетовый цвет. Синюю окраску кристаллов хлорида натрия можно вызвать искусственно действием на них паров металлического натрия. Окраска кристаллов определяется проникновением атомов натрия в кристаллическую решетку хлорида натрия и образованием коллоидных частиц натрия диаметром 1-5 нм, поглощающих свет в желто-оранжевой области. Соответственно кристаллы будут окрашены в синий цвет. Окраска природной каменной соли, также обусловлена примесью следов металлического натрия, но появляется он в кристаллах соли совсем по другой причине действие радиоактивного излучения земной коры.

Человек весом 75 кг содержит до 0,5 кг соли, которая играет важную роль в жизнедеятельности всех систем организма. Полное исключение из рациона человека соли ведет к нарушению правильной жизнедеятельности организма (возможны спазмы гладкой мускулатуры, поражения центральной нервной системы). Длительное солевое голодание приводит к гибели организма. Взрослый человек в год в среднем съедает 6,5 кг соли, женщина около 4,5 кг, а ребенок 2,5 кг. Суточная потребность в поваренной соли взрослого человека составляет 10-15 г, в странах с жарким климатом возрастает до 25-30 г. Это объясняется тем, что хлорид натрия из организма интенсивно выводится с потом и для восстановления утраченной соли ее следует вводить в больших количествах. При гипертонии, ожирении, отеках врачи рекомендуют снижать суточное потребление соли. Избыток соли в организме может вызвать острое отравление и привести к параличу нервной системы. При работе в условиях жаркого климата или в «горячих цехах» врачи рекомендуют пить подсоленную воду (0,3-0,5% раствор), поскольку соль способствует удержанию воды в организме. Наиболее питательные продукты содержат в своем составе соль, например коровье молоко 0,06%, козье 0,065%. Некоторые народы живут не зная соли. Например, полинезийцы макают мясо в морскую воду, которую держат наготове в ореховых скорлупках.

Основным хранилищем запасов хлорида натрия на нашей планете является Мировой океан. По приблизительным подсчетам там содержится колоссальная масса растворенного хлорида натрия 41015 т. Океанические воды содержат около 2,8% хлорида натрия, причем эта величина практически постоянна. В водах внутренних морей содержание хлорида натрия выше, например, в Средиземном море – 3,1%, в Мертвом море 7,9%. Вследствие испарения брызг морской воды соль попадает в воздух и разносится на большие расстояния. Этот процесс довольно масштабный, например, за сутки с поверхности Каспийского моря в атмосферу попадает несколько тысяч тонн соли.

В природе каменная соль образуется в виде минерала галита (от греческого «галос» - соль) (рис. 1). Галитом называют ископаемые разности, представляющие отложения когда-то существовавших, а затем исчезнувших озер, лагун, морских заливов. Галит бывает бесцветный, белый, сероватый (за счет глинистых частиц), розовый и красный (благодаря оксиду железа III), зеленый, голубой, синий, фиолетовой (окраска вызвана присутствием атомов натрия). Нередко наблюдается разная окраска одного и того же образца. Различают древние и современные месторождения. Древние месторождения являются осадками древних морских заливов, лагун и озер, образовавшихся в условиях интенсивного испарения. Залегает такая каменная соль в виде пластов, штоков и куполов среди осадочных пород. Пластовые залежи обычно занимают большие площади (десятки и сотни километров) и имеют большие мощности (до 1000 и более метров). Современные месторождения каменной соли представляют соляные озера, заливы и лагуны, где процесс осаждения и накопления происходит в настоящее время в условиях испарения воды.

Наиболее крупные ископаемые месторождения галита в нашей стране находятся в Приуралье (Соликамско-Березняковское), Оренбургской области (Илецкое), Иркутской области (Усолье), Якутия. Современными месторождениями являются 2000 озер Прикаспийской низменности и Прииртышская группа озер (Западная Сибирь). Наиболее крупным озером Прикаспийской низменности является Баскунчак. Оно имеет овальную форму площадью около 115 кв. км. Запас соли за счет впадающих в него вод ежегодно возрастает более чем на 800 тыс. т. в год или на 100 т. в час.

В США (Канзас, Техас, Оклахома) месторождения каменной соли занимают площадь более 300 тыс. кв. км при средней мощности залежей в 60 км. Месторождения каменной соли имеются в Германии (Стассфуртское месторождение), Англии, Франции (Эльзас-Лотарингия), Австрии (Зальцбург), Польше (Величка), Украине (Славяно-Артемовское и Прикарпатское). Соляные озера встречаются в Австралии (Виктория), США (Большое Соляное озеро), Иране (Табрис), на Украине (Сакское озеро в Крыму).

В честь соли названы многие географические объекты: российские города – Солигорск, Соликамск, Сольвычегодск, Сольцы, Усолка, Усолье; австрийский город – Зальцбург; американские озера – Солтон Си и Солт Лейк Сити.

Основными сырьевыми источниками промышленной добычи хлорида натрия являются: пласты и штоки каменной соли; океаническая и морская вода, озерные рассолы; рассолы хлорида натрия в соляных источниках и грунтовых водах; солончаки; возгоны хлорида натрия на кратерах вулканов и в трещинах лавовых потоков. Методы добычи хлорида натрия сырца разделяются на следующие основные группы: 1) добыча каменной соли; 2) добыча самосадочной соли из соленых озер; 3) добыча садочной соли бассейновым способом из морской и озерной вод; 4) получение выварочного хлорида натрия путем варки ее из естественных и искусственных рассолов.

Подземную добычу каменной соли обычно ведут на глубине до 500 м. Разработки осуществляют в камерах до 30 м высотой без крепления. Такая каменная соль обычно имеет плотное компактное строение и сопровождается залежами и мощными толщами ангидритовых, гипсовых и других пород. Поэтому каменная соль содержит примеси глины, ангидрита, битума.

Более половины добываемой соли составляет самосадочная соль, имеющая различный минеральный состав. Обычно, кроме хлорида натрия она содержит хлориды калия и магния, а также сульфаты магния и кальция.

Сырьем для получения выварочной соли являются естественные рассолы, добываемые из недр земли. Они отличаются сравнительно высокой концентрацией хлорида натрия и небольшим содержанием примесей: хлориды магния и кальция и сульфаты магния и кальция. Выпаривание исходных рассолов осуществляется в чренах или вакуум-выпарных аппаратах. На чренах хлорид натрия получается в виде более крупных кристаллов, чем при вакуумной выпарке. Выпарной чрен представляет собой открытый прямоугольный резервуар с размерами: длина 15 20 м, ширина 8 10 м, высота 0,4 0,5 м. Выпавшие в чрене кристаллы соли выгребают механизированными гребками и отжимают в центрифугах до влажности 3 5% или высушивают в сушилках.

В отдельных случаях хлорид натрия получают из концентрированных рассолов путем кристаллизации при низких температурах. Из насыщенных рассолов кристаллизуется дигидрат хлорида натрия NaCl 2H2O, извлекаемый из раствора. При повышении температуры выше +0,15С он разлагается с выделением воды и переходом в чистый хлорид натрия. Дигидрат хлорида натрия выделяется в зимний период из соляных источников, а также во многих озерах. Он практически не содержит примесей, и его вымораживание из рассолов является одним из методов получения чистого хлорида натрия.

По способу добычи и обработки пищевая соль делится на: 1) мелкокристаллическую – выварочную; 2) молотую разных видов (каменная, самосадочная) и различной крупности помола; 3) немолотую – комовую (глыба), дробленку и зерновую (ядро); 4) иодированую. Согласно ГОСТу 13830-68 выпускают следующие сорта пищевой соли: «Экстра» (99,7% основного вещества), высший (98,4%), первый (97,7%), второй (97,0%). Как правило, в качестве примесей пищевая соль может содержать хлорид кальция, хлорид магния, сульфат натрия, сульфат кальция и сульфат магния. Как не покажется странным, по мнению некоторых гурманов максимально возможное удаление этих примесей приводит к общему ухудшению вкусовых качеств поваренной соли. В иодированной соли всех сортов содержание иодида калия (KI) составляет 25 г на 1 т соли, или 0,0019% в пересчете на свободный иод. Однако, такая иодированная соль неустойчива при хранении: содержание иодида калия в ней уменьшается вследствие его медленного окисления кислородом воздуха до свободного иода, который возгоняется из массы соли. Особенно интенсивен этот процесс во влажной соли. В последнее время, в качестве устойчивой при хранении добавки содержащей иод, в соль вводят иодат калия (KIO3).

Производство каменной соли на Руси возникло, по-видимому, в XII веке. Так грамотой князя Святослава Ольговича Новгородского, данной Софийскому собору в 1137 г., предписывалось брать с соляных варниц определенное количество соли пропорциональное числу сковород и котлов для варки соли. Встречаются и другие упоминания о соляных варницах: ХII в. Вологодская губерния (Яренский уезд), ХIII в. Костромская губерния (Болшесольские промыслы), ХIV в. Нижегородская губерния.

В допетровский период соляные промыслы принадлежали преимущественно монастырям, с которых не брали пошлины за соль. Троице-Сергиев монастырь беспрепятственно эксплуатировал варницы Соли-Переяславской (жалованная грамота Василия Васильевича 1425 1428 гг.) и Нерехтские варницы (жалованная грамота Василия Васильевича 1447-1453 гг.). В грамоте жалованной Иваном Васильевичем (1462-1466 гг.) Троице-Сергиевому монастырю, говорится «Се, я … Иван Васильевич пожаловал есми Троицкого игумена Васияна Сергиева монастыря з братею или хто по нем ины будет, что их варницы у Соли у Великие, да двор, да деревня Говядовская, и хто оу них имеет жити людей, в той их деревне и в дворе солеваров и водоливов, тех людей освободить от пошлины». В XVII в. ряд монастырей получает грамоты на беспошлинную торговлю солью: 1615 г. Кириллов монастырь, 1617 г. – Карельский Николаев монастырь, 1619 г. – Спасо-Прилуцский монастырь. Последнему разрешается беспошлинная продажа 14 тыс. пудов (326 т.) соли в год. Монастырские соляные промыслы развивались довольно быстрыми темпами. Так если в 1514 г. Соловецкий монастырь имел три «кипящих» црена размером до 8  8 м и один не действующий, то в 1555 г. у него было уже 33 варницы. Поскольку соль варили из морской воды, была создана система промышленных водопроводов от моря до колодцев, при которых размещались варницы. Захват богатой солью морской воды предполагал устройство водозабора, достаточно надежного, чтобы его не разрушили морские волны.

В правление царя Алексея Михайловича уже работало довольно много соляных промыслов: Пермские (Урал), Балахнинские (около Нижнего Новгорода), Переяславль-Залесские и др. До 1665 г. солеварение как доходная отрасль входила в состав хозяйственных отраслей дворца. Солеварением наряду со стекольными и железными заводами ведал Тайный приказ. Организация солеварения была трудным делом: для изготовления цренов требовалось дефицитное толстое листовое железо; для устроения рассольных скважин требовались трубы, изготавливаемые из цельных древесных стволов. Приходилось заботится и о рабочей силе для солеваренных промыслов.

Именно в правление Алексея Михайловича произошло Московское восстание 1648 г. вошедшее в историю под названием «Соляной бунт». Причиной бунта стала недальновидная политика тогдашнего правительства, возглавляемого Б.И. Морозовым. Для пополнения государственной казны, различные прямые налоги были заменены единым налогом на соль, что вызвало ее подорожание в несколько раз. Недовольство народных масс вылилось в бунт, вспыхнувший 1 июня в Москве. Алексею Михайловичу пришлось пойти на большие уступки, чтобы остановить бунт.

В петровские времена проявилась большая, чем прежде забота о производстве варочной соли. Продажа ее была монополизирована казной, получавшей от этой операции огромные доходы. В 1711 г. было приказано «все соляные заводы осмотреть и описать». Это касалось соляных варниц принадлежащих монастырям и посадским людям. Петр I возобновил деятельность старорусских соляных варниц. При нем только в Соликамской провинции действовало 6 соляных заводов. При Екатерине I был издан устав «о соляных промыслах и о торговле оною, и о прочем» в котором говорилось: «Во всей Российской империи заводчикам и промышленникам соляным, как купецким, так и других чинов людям, и монастырским, кто ныне солеваренные заводы имеют … всем на своих заводах соль не только в наличные црены варить, но и запущенные варницы и трубы возобновить».

В 1728 г. соль была отдана «в вольную продажу» с уплатой указанной пошлины. Последней поступало в казну не более 220 тыс. рублей в год. С 1731 г. продажу соли вновь монополизируют. Издаются государственные предписания по добыче соли. Так, Пермским варницам предписывалось выпускать 5161336 пудов соли в год (84612 т.).

В правление Анны Иоанновны ведется поиск соляных месторождений в Сибири. Вот цитата из устава о заводах (раздел «О минеральных заводах»), изданного главным начальником уральских заводов В.Н. Татищевым: «Ежели найдутся соляные рассолы и озеро, из которых бы соль с прибылью промышлять, … то учиня пробу писать в Соляную контору, и что оная в том за благо рассудит, то и потому поступать».

Несмотря на большую добычу соли в Астраханской губернии империя испытывала ее недостачу. Правительство в целях увеличения выработки соли проводило разные меры. В 1744 г. была разработана инструкция, данная генерал-майору Юшкову и Соляной конторе. В инструкции предписывалось обследовать соляные варницы с целью выяснения некоторых технических вопросов производства соли.

В царствование Елизаветы Петровны появилось много указов, касающихся добычи соли. Солеварение требовало огромных количеств топлива. Вблизи солеварен на многие километры в окружности беспощадно сводились леса. В 1753 г. в целях сохранения лесов по специальному указу Сената закрылись Старорусские варницы. В указе говорилось: «Для убежания толь многого числа траты лесов (в) 1752 г. остановлены и уничтожены». В год эти варницы давали от 3550 до 4700 т. соли. На 100 тыс. пудов (1640 т.) соли расходовалось 385 тыс. м3 дров. По этой же причине закрыли Балахонские (Нижегородская губерния) и Солигалицкие соляные промыслы.

При Екатерине II работали Бахмутские, Вычуготские, Енисейские (с 1768 г.), Иркутские, Леденские, Ненокоцкие, Никольские, Пермские, Балахинские (с 1785 г.), Старорусские (с 1771 г.), Сереговские, Селенгинские, Спасские, Торские, Тотемские, Унские, Луцкие, Устькутские, Сумские, Кемские, Нюхоцкие и Турчасовские. Пожалуй, именно с правлением Екатерины II связана история о самой необычной пищевой соли. Одной из изюминок роскошных придворных застолий была пахучая розово-фиолетовая поваренная соль, которую привозили ко двору государыни императрицы из южных областей страны. Добывали такую соль в расположенных в низовьях Волги соляных озерах. Необычная окраска и запах соли были обусловлены обитающими в этих озерах микроорганизмами – галлофилами.

В середине 80-х г. XVIII в. добыча варочной соли на всех промыслах достигала 100 тыс. т. в год. В первое десятилетие XIX в. работало 30 соляных промыслов с общей производительностью более 100 тыс. т. в год. В конце 70-х г. ХIX в. добыча соли уже составляет 170 тыс. т. в год. Отмена акцизы (налога) на соль, произошедшая по высочайшему указу в 1880 г., привела к резкому росту ее добычи в последующее десятилетие (до 250 тыс. т. в год).

На протяжении всей истории Российского государства производство соли играет важную роль в экономике страны. Поэтому кажется интересной довольно смелая гипотеза профессора В.И. Яшкичева о происхождении слов «Русь» и «русские». Предполагается, что в период, предшествовавший формированию нашего государства, в Приильменье (район нынешней Новгородской области) сформировался мощный экономический центр, процветание которого было основано на производстве соли. Эта местность называлась «Руса» (ныне окрестности г. Старая Русса) от слияния первых звуков слов «ручей» и «соленый». Закономерно было назвать население, проживающее на территории Русы – «Русь», а для обозначения жителей Русы прилагательного «русский». Постепенно, в силу экономической важности этого района, названия «Русь» и «русские» все более широко распространялись на близлежащие земли и славянские племена.

При производстве соли для доставки соляного раствора к варницам использовались довольно сложные гидротехнические сооружения с использованием деревянных труб (рис. 3). Добыча подземных соляных растворов довольно часто осуществлялась из скважин, бурение которых осуществлялось так называемым «русским способом» (рис. 4). Первые упоминания о бурении рассольных скважин встречаются в документах XIII-XIV вв. Уже в XVI-XVII вв. их глубина достигала 150-200 м.

Вопросами производства поваренной соли занимали многие видные ученые, начиная с М.В. Ломоносова. В области солеварения Ломоносов был авторитетом, правительство неоднократно обращалось к нему за консультациями относительно качества выварочной соли. Так в 1739 г. он направляет в Соляную комиссию «Нижайший доклад и непредосудительное мнение императорскому Соляному комиссариату о соляных делах, что в местах между Днепром и Доном положенных находятся, а особливо в обоих императорских заводах, что в Бахмуте и Торе». В докладе ученый сообщает о выгоде варки там соли и указывает причины плохого ведения дела: «1) Весьма худое и без великого рассуждения учрежденное строение, 2) недостаток дров к довольному варению, 3) худое состояние соли».

Рис. 3. Один из способов проведения соляного раствора к варнице (реконструкция).

Рис. 4. Проходка рассольной буровой скважины в конце XVIII века с применением деревянных труб и ручного ворота (реконструкция).



Поскольку Ломоносов являлся единственным аналитиком в Академии наук, он нередко получал задания на испытания различных образцов соли с российских месторождений (Илецкое, Пермское, Обелейской и др.) и даже заграничной – «Шпанской, Сантутской и Заморской». Одно из его заключений гласило: «Илецкая натуральная соль всех протчих солей тверже, и будучи мелко истолчена получает очень белый цвет и с воздуха в себя влажности отнюдь не притягивает. На распущение четырех унций сея соли пошло воды пятнадцать унций. Ис чего видно что в ней по пропорции против других солей воды меньше, а больше той материи, которая в составлении соли есть главная, то есть алкалическая и кислая. После переварки соли из неей белые и весьма сухие зерна, что указывает снова изобилие солной материи и пропорциональное оные смешение. С крепкою водкою сия соль шипит, из чего следует, что она имеет сильную алкалическую материю, которая есть основание и твердости соли. Для таких свойств надобно сию соль в твердости, силе с поризне предъпочести протчим солям».

Как следует из отчета, методика исследования поваренной соли во времена Ломоносова была крайне несовершенна. Содержание хлорида натрия не определялось. Даже влажность определялась не методом сушки по потере в весе, а растворением соли (Ломоносову было известно, сколько воды требовалось для растворения сухой соли). Примесь углекислых солей он определял качественно по реакции с кислотой.

В 1764 г. для исследования старорусских месторождений по настоянию Академии наук был направлен профессор химии Леман и инженер-майор Гриндель. Результатом их исследования стали рекомендации по улучшению организации солеварения на этих месторождениях. Академик Э. Лаксман работавший в России с 1762 г. изобрел метод очистки поваренной соли от горьких солей (сульфат магния). В 1814 г. Н.Я. Озерецковский в «Умозрительных исследованиях» публикует статью «О поваренной соли», где рассматривает некоторые технологические вопросы ее производства. В 1831 г. Герман Гесс публикует результаты исследования поваренной соли добываемой в Иркутской губернии. Добываемая там соль размокала при хранении и без видимых причин вызывала порчу рыбы при засолке. Употребление местным населением такой соли приводило к различным заболеваниям. В результате проведенных исследований Гесс пришел к выводу, что низкое качество «иркутской» соли обусловлено значительной примесью к ней хлоридов кальция, магния и алюминия. Для улучшения качества соли он рекомендовал применить химическую очистку и установить определенный режим ее кристаллизации.

Пожалуй самым известным и интересным месторождением каменной соли в мире являются соляные копи в г. Величка, расположенные в 10 ти километрах к юго-востоку от польского города Кракова. В 1978 г. соляная шахта «Величка» была внесена в список 12-ти объектов мирового культурного и природного наследия: «Исторические Соляные копи в Величке – это единственный в мире горнопромышленный объект, работающий без перерыва от средневековья до наших дней. Оригинальные выработки (штреки, спуски, эксплуатационные камеры, озера, шахты, шурфы) общей длиной около 300 километров, расположенные на 9 уровнях, пролегающих до глубины 327 метров, показывают все этапы развития горной техники в отдельных исторических этапах». Старейшим документом в истории соляных копий в Величке является привилегия, данная королем Казимиром I в 1044 г. Изначально соль получали из воды местных соляных источников вывариванием. Иногда удавалось находить на поверхности отдельные соляные глыбы. К XII в. поверхностные запасы соли истощились и соледобытчики вынуждены были рыть колодцы. Возможно, при рытье одного из них, случайно наткнулись на глыбу соли; так началась подземная разработка.

С XII в. польское правительство установило полную монополию на добычу соли. Но поскольку стоимость вложений в разработку соли подземным способом была огромной, в районе Велички разрешалось частное предпринимательство в этой отрасли: любой мог вложить деньги в разработку и начать искать соль. Однако, как только поиск увенчивался успехом, шахта переходила в собственность короля. Предпринимателю оплачивали все расходы, давалось право разовой добычи определенного количества соли, должность бахмистра (технического руководителя) и гарантия вечных отчислений. Такая система организации работы привела к тому, что уже в XIV в. прибыль от Велицких копей составляла более 30% всех доходов государства. В 1368 г. Казимир Великий издает устав, известный как Статут Казимирский, согласно которому упорядочивается деятельность Соляных копий. В XVI в. Соляные копи в Величке одно из крупнейших производств в Европе. Раздел Польши, закончившийся австрийским правлением в Величке, ознаменовался радикальным изменением в деятельности копий. Подземные работы в шахте были механизированы, при копях заработала электростанция. Город начал активно развиваться, Величка была соединена с Краковом железной дорогой. Критическим для копий оказался период после второй мировой войны: непродуманная деятельность по добыче соли привела к нарушению равновесия горных пород. В 1992 г. после катастрофической протечки воды в выработки шахт выработка соли закрывается.

Для предотвращения обвалов, горняки всегда оставляли в опустевшей подземной камере крепкий соляной панцирь, который впоследствии позволил художникам превратить эти камеры в настоящее произведение искусства. Так 300 лет назад одной из первых появилась подземная часовня Святого Антония. Этот святой опекает ищущих и шахтеры были уверены, что он подсказывает им, где следует искать очередной соляной пласт. Шахтеры надеялись, что постройка часовен защитит их от взрывов метана, пожаров и обвалов, уносивших жизнь каждого десятого шахтера. Часовню украсили вырезанные из соли фигуры Девы Марии с младенцем и Святого Антония. Первое богослужение в часовне состоялось в 1693 г.

Позднее в Вилицких копях появились и другие часовни и камеры, украшенные соляными статуями. Но истинным украшением шахты стала часовня Святой Кинги. По преданию, принцесса Кинга жила в XIII в. и была дочерью венгерского короля Белы IV. Она вышла замуж за князя Болеслава Стыдливого. Готовясь к переезду в Польшу, она хотела привести для мужа подарок, который мог бы порадовать всех. Она знала, что Польша богата и многолюдна, но в ней не хватает соли, которая ценится там на вес золота. На родине принцессы было много соли и тогда она, ведомая наитием, бросила в одну из шахт обручальный перстень. Подъезжая со своей свитой к Кракову она ведомая все тем же чувством велела копать глубокую яму, указав точное место. На глубине в несколько десятков локтей нашли большую соляную глыбу, а в ней – волшебный перстень. Часовня Святой Кинги располагается в одном из самых крупных подземелий Велички, выдолбленной в глыбе зеленой соли располагавшейся на глубине 100 м. Его длина - 54 м, ширина 15-18 м, а высота 10-12 м. В 1895 г. пещеру превратили в храм. Там все сделано из соли «паркетный» пол, потолок, стены, три алтаря, две боковые часовни… . Главными исполнителями архитектурно-скульптурных работ стали братья Юзеф и Томаш Марковские. Храм обладает великолепной акустикой, в его центре располагается статуя принцессы Кинги, выполненная из прозрачной соли. Ежегодно в храме проводятся три торжественные мессы, много желающих обвенчаться в этой часовне: ведь соль символ симпатии и верной дружбы. Последним украшением храма стала изготовленная из соли в 1999 г. статуя Римского Папы Иоанна Павла II, канонизировавшего принцессу Кингу.

На протяжении всей своей истории Велицкие копи являлись «туристической» достопримечательностью Польши. Уже в XV в. их показывали привилегированным особам и гостям королевского двора. В начале XIX в. число посетителей достигало 100 человек ежедневно. В памятной книге посетителей XVIII-XIX вв. имена царя Александра I, императора Франциска I, И.В. Гётте, Ф. Шопена, Д.И. Менделеева и др. Сегодня по туристическому маршруту Вилицких копий в год проходит до 800 тыс. туристов. Помимо этого в соляных шахтах действует несколько лечебных санаториев. В них лечат болезни верхних дыхательных путей, бронхиальную астму, хронические воспаления бронхов, болезни гортани, кожные заболевания, различные виды аллергии. Лечение основано на специфическом микроклимате шахт, характеризующемся исключительной бактериальной чистотой, высокой влажностью (69-79%), большим количеством хлорида натрия (10-30 мг/м3), а также таких элементов как магний, кальций. Также с 1826 г. Величка действует как бальнеологический курорт, на котором ведется лечение соляными ваннами.

Мировое производство хлорида натрия в конце прошлого века составляло около 175 млн. т. в год, средняя годовая норма пищевого потребления хлорида натрия на человека составляла 8 10 кг, а общее потребление, включая производственное, в отдельных странах достигало 25 75 кг в год. В качестве корма в животноводстве расходуется 5-10% производимого хлорида натрия. Области его использования крайне разнообразны: пищевой продукт, консервирующее средство, исходное сырье для получения более чем 1500 веществ и материалов, среди которых гидроксид натрия, хлор, карбонат натрия, хлорная известь и др.

Рис. 5. Схема диафрагменного электролизера для получения хлора и гидроксида натрия: 1 – катод, 2 – анод, 3 – диафрагма.


В мировой практике производство гидроксида натрия и хлора осуществляется электролизом водного раствора хлорида натрия:

2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2.

Наиболее простым промышленным устройством для осуществления этого процесса является электролизер с твердым катодом и фильтрующей мембраной (диафрагмой) (рис. 5). В электролизер, в анодную часть, вводится с расчетной скоростью раствор хлорида натрия. Раствор фильтруется через диафрагму в катодное пространство, оттуда и выводится. При этом на аноде протекает основная реакция окисления хлорид-аниона:

2Cl – 2e = Cl2.


Образующийся на аноде хлор выводится из анодного пространства, регенерируются гидроксид-анионы, которые с катионами натрия образуют гидроксид натрия. На катоде происходит восстановление воды до водорода:

2H2О + 2e = H2 + 2OH.

Использование в электролизере диафрагмы позволяет избежать проникновение щелочного раствора, образующегося в прикатодном пространстве в прианодное пространство. В результате становится невозможной побочная реакция диспропорционирования молекулярного хлора с образованием гипохлорит- и хлорат-анионов.

Промышленное производство хлората натрия (NaClO3) осуществляется электрохимическим методом из концентрированного раствора хлорида натрия (300-310 г/л) в электролизере с неразделенным прикатодным и прианодным пространством при температуре 40-60 С:

3H2O + NaCl = 3H2(катод) + NaClO3(анод).

Используя менее концентрированные растворы хлорида натрия (150-160 г/л) получают гипохлорит натрия (NaClO):

H2O + NaCl = H2(катод) + NaClO(анод).

Для предотвращения дальнейшего окисления гипохлорита натрия в хлорат процесс ведут при 20-25 С.

Одним из способов получения металлического натрия является электролиз расплава хлорида натрия:

2NaCl = 2Na(катод) + Cl2(анод).

С целью понижения температуры плавления хлорида натрия, в исходное сырье вводят хлорид калия или кальция, фторид кальция. Процесс электролиза проводят с диафрагмой, анод изготавливается из графита, а катод – из меди или железа.

Производство карбоната натрия аммиачно-хлоридным способом является сложным замкнутым циклом (рис. 6).

Рис. 6. Схема аммиачно-хлоридного способа производства карбоната натрия.

Сырьем для его производства являются раствор хлорида натрия (рассол), аммиак и карбонат кальция. Для осуществления основной реакции хлорид натрия насыщают аммиаком и углекислым газом (1). При этом гидрокарбонат натрия выпадает в осадок, который после отделения жидкой фазы подвергают термообработке и получают карбонат натрия (2). Регенерацию аммиака из раствора, содержащего хлорид аммония, осуществляют при реакции последнего с гидроксидом кальция (3), получаемого реакцией оксида кальция с водой (5). Источником углекислого газа и оксида кальция служит реакция термического разложения карбоната кальция (4).

И сегодня в XXI в. каменная соль не перестает удивлять человека: изделия, вырезанные из кусков каменной соли, украшают интерьеры жилищ; плитами разноцветной каменной соли отделывают стены помещений. С точки зрения европейца соль и чай два самых несовместимых блюда. Оказывается, в Средней Азии в жару пьют чай с молоком, подсоленный щепоткой соли.

Приводимые в статье занимательные сведения о хлориде натрия будут полезны для учителей преподающих естественнонаучные дисциплины. Статья позволяет по-новому взглянуть на давно известное вещество: это не только объект изучения химии. Каменная соль может выступать в качестве объекта рассмотрения школьных курсов географии, биологии, экологии и истории. Такой подход является наглядной демонстрацией межпредметного взаимодействия не только между естественнонаучными дисциплинами, но и между естественнонаучными и гуманитарными предметами.



Литература

Ахметов Т.Г. и др. Химическая технология неорганических веществ: В 2 кн. Кн. 1. Учебное пособие. Под ред. Т.Г. Ахметова. – М.: Высш. шк., 2002. – С. 10-18.

Большая Советская Энциклопедия. (В 30 томах). Т. 11. Гл. ред. А.М. Прохоров. Изд. 3-е. М.: Советская Энциклопедия, 1973. – С. 253.

Большая Советская Энциклопедия. (В 30 томах). Т. 17. Гл. ред. А.М. Прохоров. Изд. 3-е. М.: Советская Энциклопедия, 1974. – С. 50.

Большая Советская Энциклопедия. (В 30 томах). Т. 24. Гл. ред. А.М. Прохоров. Изд. 3-е. М.: Советская Энциклопедия, 1976. – С. 166.

Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг нас: Справочное пособие – М.: Высш. шк., 1992. – С. 22-27.

Леенсон И.А. Чет или нечет? Занимательные очерки по химии. – М.: Химия, 1988. – С. 5-10.

Лукьянов П.М. История химических промыслов и химической промышленности России до конца XIX века. Т. 1. Под ред. С.И. Вольфковича. – М.-Л.: Изд. АН СССР, 1948. – 543 с.

Музафаров В.Г. Минералогия и петрография. Изд. 2-е, перераб. – М.: Просвещение, 1964. – С. 68.

Николаев А.Л. Первый ряд элементов: Элементы первой группы периодической системы Д.И. Менделеева. Кн. для учащихся. – М.: Просвещение, 1983. – С. 38-41.

Пасманик М.И., Сасс-Тисовский Б.А., Якименко Л.М. Производство хлора и каустической соды. Справочник. – М.: Химия, 1966. – 312 с.

Реми Г. Курс неорганической химии. Т. 1. Перевод с нем. XI издания под ред. А.В. Новоселовой. – М.: Изд. иностранной литературы, 1963. – С. 213-215.

Соловьев Ю.И. Герман Иванович Гесс. – М.: Изд. АН СССР, 1962. – С. 17.

Тараканова Е.С. Бурение скважин на Леденгских соляных промыслах в начале XIX века // История науки и техники, 2006, №3, С. 62-72.

Фомин Н.А. Физиология человека. – М.: Просвещение,1982. – С. 36.

Широкова В.А. Соловецкий водопровод // Природа, 2007, №5, С. 31-35.

Энциклопедический словарь. Т. ХХХА. Издатели: Ф.А. Брокгауз, И.А. Ефрон. – С.-Петербург: Типография Акц. Общ. «Издательское Дело», 1900. – С. 823-844.

Яшкичев В.И. Русский этнос. Происхождение названия и истоки государственности. М.: Издательский центр «Альфа» МГОПУ. – 72 с.



сковорода для варки соли.

раствор сильной кислоты.



Скачать.rar



Сайт создан при поддержке РОССИЙСКОГО ГУМАНИТАРНОГО НАУЧНОГО ФОНДА проект № 09-06-59610 а/Ц "Создание экологического Интернет-портала, как регионального компонента экологического образования"; № 10-06-59629 а/Ц"Создание региональной экологической Интернет-библиотеки"


© Авторы статей