Sel, chlorure de sodium : quelles différences ?

Ayant discuté d'ilchimisme dans des billets précédents, il me faut maintenant chercher des remèdes à cette insuffisance, et la première consiste à prendre toute occasion pour la combattre.

Aujourd'hui, considérons la différence entre le sodium, le chlorure de sodium et le sel.

Le sel, c'est le sel : connu depuis des temps immémoriaux, extrait de la mer par évaporation de l'eau ou récupéré dans des mines.

Dans le premier cas, c'est le sel de mer, et dans le second, c'est le sel gemme.

Le sel est salé, et quand il est pur, parfois un peu amer ; il se présente sous l'aspect de cristaux individuellement transparents, mais qui paraissent blanc quand leur facettes réfléchissent la lumière blanche du jour.
Et quand on met du sel dans l'eau, on obtient de l'eau salée.

De quoi ce sel est-il fait ? Si on le regarde  avec un microscope extraordinairement puissant, alors on voit que les cristaux de sel sont des empilements assez réguliers, comme des cubes empilés,  avec principalement deux sortes d'objets que l'on a nommés "atomes de chlore" et "atome de sodium". Ne nous effrayons pas, ce ne sont là que des mots, des noms arbitraires.

Mais précisons que, en réalité, dans un cristal de sel, les atomes de chlore et les atomes de sodium sont fortement liés les uns aux autres parce qu'ils ont échangé un tout petit objet nommé électron et que cet échange les conduit à s'attirer comme deux aimants.

Si l'on est plus précis, on dit que les atomes de sodium qui ont cédé un électron sont devenus des "ions sodium" (un autre nom),  et que les atomes de chlore qui ont gagné un électron sont devenus des "ions chlorure".
Mais c'est véritablement un détail du deuxième ordre.

Quelle est la différence entre le sel et cette matière que l'on nomme chlorure de sodium et qui est faite exclusivement d'ions chlorure et d'ions sodium ?

Tout tient dans les impuretés, car quand on part d'eau de mer pour produire du sel (de mer, donc), alors on récupère un sel qui est qui contient non seulement des atomes de chlore et des atomes de sodium, mais aussi tout une série d'autres atomes : iode, calcium, potassium, et cetera.

Le "chlorure de sodium", en revanche, c'est seulement des atomes de chlore et des atomes de sodium, tandis que le sel, c'est seulement principalement des atomes de chlore et des atomes sodium, mais aussi beaucoup d'autres atomes de types différents.

Le sel gemme non raffiné, aussi, n'est pas du chlorure de sodium : selon les mines, il se présente sous la forme de bloc blancs, un bruns grisâtres, ou bleus, ou roses, ou rouger,  selon qu'il contient des atomes de fer, de cuivre, et cetera.

Ne confondons donc pas le sel et le chlorure de sodium.

Et le sodium ?

Comme il est parfois  question due sodium indépendamment du sel  ou du chlorure de sodium, il faut maintenant expliquer que le sodium n'est pas le sel, comme on l'a compris à l'explication précédente puisque dans le sel il y a des atomes de chlore et des atomes de sodium.

Et ce n'est pas le sodium qui donne la saveur principalement salée du sel, mais les ions sodium.
Car le "sodium", c'est un élément, une catégorie abstraite de la chimie, alors qu'un ion sodium est un objet matériel.

En effet, les atomes qui font la matière de notre monde sont de différentes sortes :  la chimie en a découvert environ 200 sortes qui ont pour nom hydrogène, hélium, lithium, bore, carbone...

Ce sortes sont ce que l'on nomme des éléments, et un élément est donc une catégorie, une chose abstraite,  plutôt qu'un objet concret.

Ce qui est concret, c'est l'atome d'hydrogène, ou l'atome d'hélium, et cetera.

De sorte que quand on dit "le sodium", c'est la catégorie d'atomes de sodium que l'on considère, et non pas les atomes de sodium eux-mêmes.

De ce fait, il est juste de dire que les atomes de sodium donnent la sensation salée,  et il est donc inexact de dire que le sodium donne la sensation salée.

D'ailleurs, si l'on voulait être tout à fait précis, on dirait que ce sont les ions sodium qui donnent la sensation salée.

Là, je crois que j'ai fait le tour de cette question et je vois aussi que nous pourrons régulièrement donner des informations utiles pour que nos amis comprennent mieux le mot matériel où ils vivent.

Du sel à partir d'un acide et d'une base

Note importante : 
Quand nous expérimentons, prenons garde à ne pas nous empoisonner, car à plus ample informé, nous n'avons qu'une seule vie.Oui :
1. ne surtout jamais boire d'acide chlorhydrique concentré !!!!!!!!!!!!!!
2. idem pour la soude caustique
3. ne faire l'expérience de boire de l'eau salée éventuellement obtenue par neutralisation de l'acide chlorhydrique par la soude, ou inversement, que si l'on est parfaitement sûr de ce que l'on a fait, si les réactifs sont tous "food grade", c'est-à-dire de qualité alimentaire, et si l'on a contrôlé la neutralisation avec papier pH ou pH-mètre.
Bref, être prudent !



Disons-le d'emblée : de la soude caustique à de l'acide chlorhydrique, cela fait du sel. Oui du sel, comme le sel de cuisine, ce que les chimistes nomment du chlorure de sodium puisque ces cristaux que l'on manipule quotidiennement, blancs parce qu'ils sont très purs, contiennent quasi exclusivement deux types d'atomes qui sont nommés sodium et chlore.

Bien sûr il y a des subtilités, et notamment le fait que le sodium et le chlore sous sont sous la forme d'ions, ayant échangé un objet que l'on nomme un électron, mais ne nous encombrons pas de cela maintenant.

La soude caustique, ce sont souvent des paillettes ou des petits granules, qui sont composé de trois sortes d'atomes :  des atomes de sodium, des atomes d'oxygène et des atomes d'hydrogène.
Les atomes d'oxygène et d'hydrogène sont attachés ensemble par paires, avec un atome d'hydrogène et un atome d'oxygène, ce qui forme des assemblages nommés ions hydroxyde.

Et dans un cristal de soude caustique, les atomes de sodium et les assemblages hydrogène+oxygène s'empilent  régulièrement, en en alternance.

Quand on met de la soude caustique dans de l'eau, les molécules d'eau viennent cogner le cristal d'hydroxyde de sodium, le desorganisant,  et l'on se retrouve avec de l'eau, une masse de molécules grouillantes au milieu desquelles sont dispersés des ions sodium et des ions hydroxyde.

Pour l'acide chlorhydrique, c'est un peu la même chose. On pourrait partir de deux gaz, le dichlore et le dihydrogène. Si on les fait réagir, on obtient  un  gaz un nommé chlorure d'hydrogène : https://www.youtube.com/watch?v=YXsFjHK7fJ0
Les molécules de chlorure d'hydrogène sont faites d'un atome d'hydrogène et d'un atome de chlore. Là encore, il y a l'échange d'un électron entre ces deux types d'objets, mais peu importe.
Et quand on met ce gaz en présence d'eau, alors il se dissout immédiatement, et l'on récupère une solution acide nommée acide chlorhydrique.

Et nous arrivons au point que je visais : quand nous mélangeons les deux solutions de soude et d'acide chlorhydrique, il se passe   la chose suivante  : les ions hydroxydes venus de la soude se lient aux atomes d'hydrogène apportées par le chlorure d'hydrogène et ils forment ensemble des molécules d'eau, qui s'ajoute à l'eau.
Dans cette eau, on trouve aussi des atomes de sodium, et des atomes de chlore... de sorte que si l'on évapore l'eau, il reste... du chlorure de sodium. Oui, du sel, mais du sel parfaitement pur, bien plus pur que les sels de mer ou les sel gemmes !

Et pour finir :
Note importante : 
Quand nous expérimentons, prenons garde à ne pas nous empoisonner, car à plus ample informé, nous n'avons qu'une seule vie.Oui :
1. ne surtout jamais boire d'acide chlorhydrique concentré !!!!!!!!!!!!!!
2. idem pour la soude caustique
3. ne faire l'expérience de boire de l'eau salée éventuellement obtenue par neutralisation de l'acide chlorhydrique par la soude, ou inversement, que si l'on est parfaitement sûr de ce que l'on a fait, si les réactifs sont tous "food grade", c'est-à-dire de qualité alimentaire, et si l'on a contrôlé la neutralisation avec papier pH ou pH-mètre.
Bref, être prudent !

Le sel, c'est quoi, au juste ?

La grande question du sel  : c'est quoi, le sel ?

En discutant avec des collègues moins chimistes que moi, je m'aperçois que les rapports entre sel, sodium chlorure de sodium, gros sel, sel fin, et caetera, méritent d'être éclaircis. Et, me remémorant des échanges avec des amis cuisiniers, il y a déjà quelques années, je crois qu'il est indispensable de bien présenter les choses.

Partons donc de la mer, l'océan, où il y a de l'eau qui a un goût salé.

On sait que quand on fait évaporer l'eau, il reste des petits solides assez blancs, qui, si on les regarde à la loupe, ont des faces planes.

Ces petits objets ne sont pas sphériques, pas entièrement irréguliers : non, il ont des facettes planes, même si chaque cristal a une forme particulière. La raison en est que, contrairement à du verre, par exemple,  ou à du sucre tiré, le sel présent dans l'eau de mer "cristallise". Il va falloir se demander ce que cela signifie vraiment, mais pour l'instant, savourons ces premières informations : l'eau de mer est faite d'eau qui peut s'évaporer, et de ces solives blanc qui restent solides, ne s'évaporent pas,  et qui forment ce que l'on nomme le sel de mer. D'ailleurs, j'ai dit que ces cristaux étaient blancs, mais le sel de mer non raffiné est souvent gris,  et il faut des redissolutions et recristallisations pour arriver, par une opération qui est la même que celle qu'on fait en laboratoire, à obtenir les cristaux blancs, parfaitement purs... Mais là encore, je vais un peu trop vite.

Prenons un de ces solides à la pince, et regardons-le au microscope : nous voyons alors que c'est en réalité un objet de transparent. Il n'apparaît blanc, quand la lumière et blanche, que parce que la lumière se réfléchit sur les facettes. Si la lumière est blanche, alors les reflets sont blancs et le cristal apparaît blanc. Mais si la lumière était rouge, les reflets seraient évidemment rouges, et le sel, les cristaux de sel apparaîtrait rouge.
Le sel, donc, est  un matériau transparent.

Imaginons que nous coupions un de ces cristaux en deux  : nous obtiendrions deux cristaux plus petits que le cristal initial. Coupons encore chaque cristal en deux, et en deux... Nous avons toujours des cristaux.
Mais nous poussions l'opération, nous arriverions à un moment  où  nous n'obtiendrions plus des cristaux, mais des très petits objets de deux sortes, que les chimistes ont nommé des "atomes de sodium" et des "atomes de chlore". Et ces atomes sont comme des boules vertes  et rouges, dont l'empilement régulier fait les cristaux. Bref, le sel est fait d'atomes de sodium et d'atome de chlore. On dit parfois que le sel est fait de sodium et de chlore, mais c'est déjà une façon jargonnante de parler.

En réalité, je n'ai pas dit que les atomes de sodium et les atomes de chlore s'attirent tels des aimants, mais je le dis. Et je propose de ne pas expliquer la différence entre des atomes et des ions, car les ions, ce sont seulement des atomes qui ont perdu une petite partie : l'ion sodium, c'est un atome de sodium qui a perdu un "électron". Et, d'ailleurs, l'ion chlore (on dit en réalité "ion chlorure", mais vraiment on entre dans des détails) a gagné un électron. Et cet échange est à l'origine de l'attraction entre les deux sortes d'atomes : j'ai parlé d'aimants, mais ce n'est pas ici une question de magnétisme, mais d'électricité. Mais, je le répète, je crois que ce sont là des subtilités sans intérêt à ce niveau de description.

Imaginons maintenant que nous mettions un cristal de sel dans de l'eau : on voit que ce cristal disparaît, après un certain moment, et l'eau devient salée. 

 On dit que le sel s'est dissout dans l'eau. Et le phénomène est simple. L'eau, tout d'abord, est faite d'une myriade de très petits objets tous identiques, que l'on a décidé de nommer des "molécules d'eau". Ces molécules sont en mouvement; de sorte que, quand on met le cristal dans l'eau, les molécules d'eau viennent bousculer les atomes de sodium et de chlore du sel, qui se dispersent alors au milieu des molécules d'eau.
Pourquoi l'eau où le sel est dissout est-elle salée ? Sur la langue, nous avons ce que on a des papilles, des groupes de cellules spécialisées dans la détection des composés sapides.  Ces cellules sont de petits sacs vivants, à la surface desquels il y a ce que l'on nomme des "récepteurs ". Or les atomes de sodium qui sont dans l'eau peuvent aller interagir avec ces récepteurs, comme des clés et des serrures : et quand des atomes de sodium interagissent ainsi, cela déclenche un courant électrique qui part vert le cerveau : c'est la détection de la saveur salée.

J'espère que, le tableau étant plus clair,  et nous pouvons tirer les conséquences de ce qui a été dit précédemment.

D'abord la différence entre gros sel et sel fin de. Tout simplement, il suffit d'observer que les cristaux obtenus par évaporation de l'eau de mer sont très variés : il y en a de gros, de petits, de moyens... Et il suffit de broyer les gros pour en obtenir de petits. Ou de tamiser avec des tamis aux trous de tailles décroissantes :on récupère d'abord les gros cristaux, puis les moyens, puis les petits... puis les très petits. On peut même, si l'on broie de petits cristaux, comme je l'ai proposé il y a quelque décennies, faire du "sel glace", comme du sucre glace, mais avec du sel : en pratique, il suffit de broyer longuement du sel dans une poêle, en l'écrasant avec une casserole  ! J'y pense : les gros cristaux c'est du gros sel, et les petits cristaux c'est du sel fin.
D'autre part, ajoutons aussi que la façon dont les cristaux se forment, lors de l'évaporation de l'eau (et de la cristallisation du sel) peut conduire à des cristaux différents : en pyramide creuse, en plaquette, en pyramide pleine à étages, etc. Par exemple, le sel de Maldon (en Angleterre), c'est du sel mais qui a cristallisé sous la forme de plaquettes et qui a un croustillant particulier, très appréciés de certains cuisiniers étoilés.
 Il y a aussi la question du sel iodé et du sel fluoré : pour des raisons sanitaires, on a considéré que le public manquait de ces éléments chimiques que sont l'iode et le fluor, et on les a ajoutés au sel, de sorte que, quand nous utilisons du sel, nous consommons ces deux éléments et nous n'en manquons pas.
D'ailleurs on peut ajouter bien d'autres éléments  tel le fer, pour faire de la couleur rose, le cuivre pour du bleu, et ainsi de suite... mais c'est toujours du sel, du chlorure de sodium,  avec quelques impuretés. Et c'est la raison pour laquelle il est vraiment extraordinaire,  exorbitant au sens littéral du terme,  de payer des fortunes pour du sel rose de l'Himalaya qui n'est autre autre chose que du sel ferrugineux.

Enfin, puisque nous sommes à des "impuretés, ajoutons que le "sel" de table, qu'il vienne de la mer ou de mines (d'anciens océans évaporés et recouverts", peut contenir d'autres atomes ou groupes d'atomes : du potassium, par exemple. Mais c'est toujours d'abord du sel.
Et puis, il faut terminer en ajoutant que l'on peut "fabriquer" du sel, en mélangeant de l'acide chlorhydrique et de la soude : oui, avec ceux produits extraordinairement corrosifs (qu'il ne faut surtout pas consommer !), on obtient du sel. Mais de l'acide sulfurique, on neutraliserait aussi la soude, pour former du sulfate de sodium. Ou avec de l'acide nitrique et de la potasse, on ferait ainsi, par "neutralisation", du nitrate de potassium. Et ainsi de suite : les produits finalement formés ont été nommés "des sels", par les chimistes. Et ces sels ne sont pas du chlorure de sodium. Le chlorure de sodium, ces cristaux formés de sodium et de chlore, ne sont qu'un sel parmi mille.

Je vous présente le chlorure de sodium

Aujourd'hui, des amis m'interrogent à propos de chlorure de sodium. De quoi s'agit-il ?

Pour expliquer la chose, et pour expliquer pourquoi le chlorure de sodium n'est pas exactement le sel de table, il est bon de reprendre les choses d'un point de vue historique et technique.

Partons donc de la mer, qui est de l'eau salée. Si on évapore l'eau (dans une poêle ou dans un marais salants), on récupère des cristaux plus ou moins blancs, et que l'on a nommés cristaux de sel. On peut aussi extraire des cristaux de sel de mines, et c'est alors du "sel gemme".
Si l'on s'y prend bien, on peut recristallier ces matières et obtenir des cristaux très blancs, qui sont alors du chlorure de sodium quasiment pur. Cette fois, ces cristaux sont des assemblages  réguliers de deux types d'atomes : des atomes de sodium, et des atomes de chlore. Et comme ces atomes s'échangent des électrons, on les nomme des ions.

Mais le monde est imparfait, et quand on cristallise le sel à partir de la mer, les cristaux ne sont pas exclusivement composés d'atomes de chlore et de sodium. Il y a des atomes d'iode, de potassium, et plein d'autres ions que l'on pourrait nommer impuretés, non pas que ces atomes soit moins bien que ceux de chlore et sodium (il y a même de l'or, dans le lot), mais qu'il ne font pas partie du chlorure de sodium.
 Autrement dit, le sel marin stricto sensu n'est pas stricto sensu du chlorure de sodium puisqu'il contient des impuretés , et il en va de même pour le sel gemme. La différence n'est pas grande quand les sels sont raffinés mais elle peut le devenir pour le sel gris, pour le sel de mer non raffiné, et là, le contenu en ions autre que chlore et sodium peut-être important, ce qui explique d'ailleurs que le sel puisse parfois être non seulement salé, mais aussi un peu amer : les ions calcium confèrent une certaine amertume, quand ils sont abondants, ce qui doit nous conduire d'ailleurs à observer que notre appareil sensoriel détecte parfaitement ce calcium essentiel pour la constitution de notre organisme. La découverte n'est pas très ancienne, et elle préfigure sans doute d'autres découvertes du même type.