Nātrija hidroksīds. Nātrija hidroksīds: īpašības, sagatavošana un pielietojums Nātrija hidroksīda agregāts

Ar ķīmisko savienojumu, ko sauc par kaustisko sodu, cilvēks saskaras katru dienu. Nātrija hidroksīds, kura ķīmiskā formula ir apzīmēts ar NaOH, pieder pie kodīgu un spēcīgu sārmu kategorijas, kas ir bīstami cilvēka ādai un gļotādām. Tajā pašā laikā to aktīvi izmanto pārtikas rūpniecībā, kosmetoloģijā un farmācijā. Neviens personīgās higiēnas līdzeklis nav pilnīgs bez šī savienojuma pievienošanas. Vielas ķīmiskās īpašības ir padarījušas to par populārāko skābuma regulētāju un konsistences līdzekli.

Kas ir nātrija hidroksīds

Šis savienojums ir kodīgs sārms, ko izmanto ne tikai pārtikas, farmācijas un kosmētikas jomās, bet arī ķīmiskajā rūpniecībā. Nātrija hidroksīds jeb kaustiskā soda ir nedaudz slidenu, cietu, dzeltenīgu vai baltu granulu veidā. Ar spēcīgu NaOH koncentrācija korodē organiskos savienojumus, tāpēc var izraisīt apdegumus. To lieto kā pārtikas piedevu E524, kas nepieciešama produktu konsistences saglabāšanai.

Formula

Vielas ķīmiskā formula ir NaOH. Savienojums mijiedarbojas ar dažādām jebkura agregācijas stāvokļa vielām, neitralizējot tās, ar skābēm, veidojot sāli un ūdeni. Reakcijā ar atmosfēras oksīdiem un hidroksīdiem veidojas tetrahidroksocinkāts vai alkoholāts. Kaustiskā soda tiek izmantota metālu izgulsnēšanai. Piemēram, reaģējot ar alumīnija sulfātu, veidojas tā hidroksīds. Nogulsnes nešķīst, un nav pārmērīgas sārmu veidošanās. Tas attiecas uz ūdens attīrīšanu no mazām suspensijām.

Īpašības

Savienojums šķīst ūdenī. Tehniskais nātrija hidroksīds ir nātrija hidroksīda ūdens šķīdums sārmu izturīgā noslēgtā traukā. Mijiedarbojoties ar ūdeni, kodīga viela izdala lielu daudzumu siltuma. Vielai ir šādas īpašības:

• sākotnējās kausēšanas laikā iznīcina stiklu, porcelānu;
• mijiedarbība ar amonjaku izraisa ugunsbīstamību;
• vārās 1390°C, kūst, ja temperatūra sasniedz 318°C;
• nešķīst ēteros, acetonā;
• ļoti higroskopisks (absorbē ūdens tvaikus no gaisa), tāpēc nātrija sārms jāuzglabā sausā vietā un noslēgtā iepakojumā;
• šķīst metanolā, glicerīnā, etanolā;
• vardarbīgi mijiedarbojas ar metāliem - alvu, alumīnija hidroksīdu, svinu, cinku, veido ūdeņradi - sprādzienbīstamu degošu indi;
• absorbē oglekļa dioksīdu no gaisa.

Kvīts

Kaustiskā soda ir atrodama brucīta minerāls. Otrs lielākais depozīts ir koncentrēts Krievijā. Hidroksīds, pateicoties Nikolā Leblanka 1787. gadā veiktajiem pētījumiem, tiek iegūts sintēzes ceļā no nātrija hlorīda. Vēlāk elektrolīze kļuva par populāru ieguves metodi. Kopš 1882. gada zinātnieki ir izstrādājuši ferīta metodi hidroksīda iegūšanai laboratorijā, izmantojot sodas pelnus. Šobrīd vispopulārākā ir elektroķīmiskā metode: nātrija joni veido kaustisko dzīvsudraba šķīdumu – amalgamu, kas izšķīst ūdenī.

Nātrija hidroksīda pielietošana

Nav sārmu, kas būtu biežāk sastopams kā kaustiskā soda. Ik gadu tiek patērēts ap 57 milj.t.Kaustiskais nātrijs tiek izmantots medikamentu ražošanā, fenols, organiskā krāsvielas, glicerīns. Vēl viena pielietojuma joma ir telpu dezinfekcija, jo ķīmiskais savienojums spēj neitralizēt gaisā esošās vielas, kas ir kaitīgas cilvēkiem. Hidroksīdus plaši izmanto arī produktu formas uzturēšanai (pārtikas rūpniecībā).

Rūpniecībā

Nātrija hidroksīds ir spēcīga ķīmisko reakciju bāze, un tā dēļ to aktīvi izmanto dažādās nozarēs īpašības:

• Celulozes rūpniecība - lai likvidētu sulfātus koksnes šķiedru sastāvā mīkstināšanai (delignifikācijai). Tas ir nepieciešams kartona, papīra, mākslīgo šķiedru ražošanā.
• Ķīmiskā rūpniecība - izmanto eļļu ražošanai, vielu neitralizēšanai skābā vidē, alumīnija kodināšanā, tīru metālu ražošanā.
• Nātrija hidroksīdu izmanto biodīzeļdegvielas ražošanai uz augu eļļu bāzes, reakcijas rezultātā veidojas glicerīns.
• Maisījumu izmanto automašīnu riepu veidņu mazgāšanai.
• Civilajā aizsardzībā tas ir izplatīts, ja gaisā tiek neitralizētas veselībai bīstamas vielas, degazējot.
• Izmanto nelegālai narkotiku, piemēram, metamfetamīna, ražošanai.

Uztura bagātinātājs

Kaustiskā soda nomizo dārzeņus un augļus. Karameles krāsas piešķiršanai izmanto vielu. Kā pārtikas piedeva E524 (skābuma regulatoru klase, pretsalipes līdzekļi kopā ar nātrija karbonātu) tiek izmantota kakao, saldējuma, sviesta, margarīna, šokolādes, bezalkoholisko dzērienu ražošanā. Olīvas un melnās olīvas mīkstina un kļūst melnas.

Pārtikas produkti - bageles un vācu kliņģeri (kliņģeri) - tiek apstrādāti ar kodīgu šķīdumu, lai iegūtu kraukšķīgu garoziņu. Skandināvu virtuvē ir zivju ēdiens - lutefisk. Pagatavošanas tehnoloģija ietver žāvētu mencu mērcēšanu hidroksīda šķīdumā 5-6 dienas, līdz tiek iegūta želejveida konsistence. Pārtikas rūpniecībā soda palīdz rafinēt augu eļļu.

Mazgāšanas līdzekļu ražošanā

Tauku mijiedarbības spēja kaustikas sastāvā ir novērota jau sen. Kopš 7. gadsimta arābi ir apguvuši cieto ziepju ražošanu ar kaustiskās sodas un aromātisko eļļu palīdzību. Šī tehnoloģija ir palikusi nemainīga. Kaustiskā soda tiek pievienota šampūniem, mazgāšanas līdzekļiem, personīgās higiēnas līdzekļiem. Kosmētikas rūpniecība izmanto Na hidroksīdu, lai ražotu prettauku ziepes, nagu lakas noņēmējus un krēmus.

Mājās

Galvenā lietošanas metode ir želejveida hidroksīds vai tā granulas. Iekļauts kanalizācijas, apkures sistēmu aizsprostojumu likvidēšanas līdzekļos. Netīrumi izšķīst, sadalās un iet tālāk pa cauruli. Nerūsējošā tērauda izstrādājumi attīrīts no eļļām izmantojot kaustisko sodu, kas uzkarsēta līdz 50-60°C, pievienojot kālija hidroksīdu. Kosmetoloģijā uz tā bāzes tiek izmantots želeja, lai mīkstinātu keratinizētu ādu, papilomas, kārpas.

Nātrija hidroksīds medicīnā

Savienojumu pievieno zālēm pret paaugstinātu kuņģa skābumu, spēcīgas iedarbības caureju veicinošai iedarbībai. Šis līdzeklis noved pie palielināta zarnu peristaltika. Vielas lietošana atjauno skābju-bāzes līdzsvaru. To lieto medicīnā, lai panāktu sedatīvu efektu, piemērots ūdens attīrīšanai no piemaisījumiem. Pateicoties nātrija hlorīdam, asins plazmas osmotiskā spiediena rādītāji paliek nemainīgi. Nejauciet to ar cepamo sodu, galda sāli.

Nātrija hidroksīda kaitējums

Viela pieder otrajai bīstamības klasei. Tā kā hidroksīds spēj korodēt organiskos savienojumus, kaustiskā līdzekļa lietošana jāveic, ievērojot visus piesardzības pasākumus. Ja sārms nokļūst uz gļotādām un ādas, tas izraisa smagus apdegumus, un mijiedarbība ar acīm izraisa optiskā atrofija. Lai neitralizētu hidroksīdu uz ādas, izmanto vāju etiķa šķīdumu un lielu daudzumu tekoša ūdens.

Video

Nātrija hidroksīds (pārtikas piedeva E524, kaustiskā soda, nātrija hidroksīds, kaustiskā soda) ir dzeltenīga vai balta cieta kausēta masa. Pēc ķīmiskajām īpašībām nātrija hidroksīds ir spēcīgs sārms.

Nātrija hidroksīda vispārīgās īpašības

Kaustiskā soda parasti ir pieejama kā dzidrs, bezkrāsains šķīdums vai pasta.

Kaustiskā soda labi šķīst ūdenī, izdalot siltumu. Mijiedarbojoties ar gaisu, šī viela izplūst, tāpēc tiek pārdota hermētiski noslēgtā traukā. Dabiskos apstākļos nātrija hidroksīds ir daļa no minerālā brucīta. Nātrija hidroksīda viršanas temperatūra ir 1390 °C, kušanas temperatūra ir 322 °C.

Nātrija hidroksīda iegūšana

1787. gadā ārsts Nikolass Leblāns izstrādāja ērtu metodi nātrija hidroksīda iegūšanai no nātrija hlorīda. Vēlāk Leblanc metodi aizstāja ar elektrolītisko metodi kaustiskās sodas iegūšanai. 1882. gadā tika izstrādāta ferīta metode nātrija hidroksīda iegūšanai, pamatojoties uz sodas pelnu izmantošanu.

Pašlaik nātrija hidroksīdu visbiežāk ražo fizioloģisko šķīdumu elektrolīzē. Ferīta metodi kaustiskās sodas iegūšanai tagad izmanto reti.

Nātrija hidroksīda pielietošana

Nātrija hidroksīds ir neticami populārs un plaši izmantots ķīmiskais savienojums. Katru gadu tiek saražoti aptuveni septiņdesmit miljoni tonnu kaustiskās sodas.

Kaustiskā soda tiek izmantota farmācijas, ķīmijas, pārtikas, kosmētikas un tekstilrūpniecībā. Kaustiskā soda tiek izmantota sintētiskā fenola, glicerīna, organisko krāsvielu un narkotiku ražošanā. Šis savienojums var neitralizēt gaisā esošās sastāvdaļas, kas ir kaitīgas cilvēka ķermenim. Tāpēc telpu dezinfekcijai bieži izmanto nātrija hidroksīda šķīdumus.

Pārtikas rūpniecībā nātrija hidroksīdu izmanto kā skābuma regulētāju, lai novērstu salipšanu un salipšanu. Pārtikas piedeva E524 saglabā nepieciešamo produktu konsistenci margarīna, šokolādes, saldējuma, sviesta, karameles, želejas, ievārījuma ražošanā.

Maizes izstrādājumus pirms cepšanas apstrādā ar kaustiskās sodas šķīdumu, lai iegūtu tumši brūnu kraukšķīgu garoziņu. Turklāt pārtikas piedeva E524 tiek izmantota augu eļļas rafinēšanai.

Nātrija hidroksīda kaitējums

Kaustiskā soda ir toksiska viela, kas iznīcina gļotādu un ādu. Nātrija hidroksīda apdegumi dziedē ļoti lēni, atstājot rētas. Saskare ar aci visbiežāk izraisa redzes zudumu. Ja sārms nokļūst uz ādas, noskalojiet skarto vietu ar ūdens strūklu. Norijot, kaustiskā soda izraisa balsenes, mutes dobuma, kuņģa un barības vada apdegumus.

Visi darbi ar nātrija hidroksīdu jāveic aizsargbrillēs un kombinezonos.

Kaustiskā soda- izplatītākais sārms, kura ražošanas un patēriņa apjoms gadā ir līdz 57 milj.
Tīrs nātrija hidroksīds NaOH ir balta, necaurspīdīga masa, kas kāri absorbē ūdens tvaikus un oglekļa dioksīdu no gaisa.
Ir divas bezūdens nātrija hidroksīda modifikācijas - α-NaOH ar rombveida kristāliem un β-NaOH ar kubiskiem kristāliem. Ar ūdeni NaOH veido kristālisku hidrātu sēriju: NaOH * H 2 O, kur n \u003d 1, 2, 2,5, 3,5, 4, 5,25 un 7.
Kušanas temperatūra = 323 gr. C, viršanas temperatūra = 1403 gr. AR.
Blīvums = 2,02 g/cm3.

NaOH ūdens šķīdumiem ir spēcīga sārma reakcija (pH 1% šķīdums = 13).
Tas ir ļoti spēcīga ķīmiskā bāze, iekļūst tipiskām bāzēm raksturīgās reakcijās.

Mijiedarbojas ar dažādām vielām jebkurā agregācijas stāvoklī, no šķīdumiem un gāzēm līdz cietām vielām - neitralizācijas reakcijas. Reaģē ar skābēm, ar amfoteriskajiem oksīdiem (šķīdumā un kausējumā), ar skābju oksīdiem - veidojot sāļus.

Piemēram:
2NaOH + 2HCl = 2NaCl + H2O
ZnO + 2NaOH (kausējums) = Na 2 ZnO 2 + H 2 O
ZnO + 2NaOH (šķīdums) + H 2 O = Na 2 + H 2
2NaOH + CO 2 \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O (ar NaOH pārpalikumu)
Mijiedarbība ar skābajiem oksīdiem tiek izmantota, lai attīrītu rūpnieciskās emisijas no skābām gāzēm (piemēram, CO 2 , SO 2 un H 2 S).

Kā spēcīga sārma NaOH izspiež vājākas bāzes no sāļiem:
2NaOH + CoCl2 = 2NaCl + Co(OH) 2

Šo īpašību izmanto metālu hidroksīdu izgulsnēšanai ar kaustisko sodu.
Piemēram, šādā veidā ūdens tiek attīrīts no mazām suspensijām (želejveida alumīnija hidroksīdu iegūst, iedarbojoties ar nātrija hidroksīdu uz alumīnija sulfātu ūdens šķīdumā).
6NaOH + Al 2 (SO 4) 3 \u003d 2Al (OH) 3 + 3Na 2 SO 4.

Nātrija hidroksīds reaģē arī ar nemetāli:
3S + 6NaOH → 2Na 2S + Na2SO3 + 3H2O
2NaOH + Cl 2 \u003d NaClO + NaCl + H 2 O

un metāli(ar augstu elektroķīmisko potenciālu):
2Al + 2NaOH + 6H2O = 3H2 + 2Na

Tātad spirti veido alkoholātus:
HO-CH2-CH2OH + 2NaOH → NaO-CH2-CH2-ONa + 2H2O

Piedalās reakcijās hidrolīze(reakcija ar esteriem, amīdiem un alkilhalogenīdiem):
ROOR 1 + NaOH = ROONa + R 1 OH (ēteris + nātrija hidroksīds = nātrija karboksilāts + spirts)

Šo sārmu īpašību plaši izmanto rūpniecībā, cieto ziepju ražošanā (ja nātrija hidroksīds mijiedarbojas ar ziepēm ( pārziepjošana) reakcija ir neatgriezeniska):
(C 17 H 35 COO) 3 C 3 H 5 + 3 NaOH \u003d C 3 H 5 (OH) 3 + 3C 17 H 35 COONa

Produkts ir ļoti agresīvs! Tas iznīcina stiklu un porcelānu, mijiedarbojoties ar tajos esošo silīcija dioksīdu ( silikāta izskalošana): 2NaOH + SiO 2 = Na 2 SiO 3 + H 2 O, kā arī organiskas izcelsmes materiāli (papīrs, āda utt.).

Bīstamības klase
Kaustiskā soda ir kodīga viela. Izraisa ķīmiskus apdegumus uz ādas, un ilgstoša iedarbība var izraisīt čūlas un ekzēmu. Spēcīga ietekme uz gļotādām. Kaustiskās sodas iekļūšana acīs ir bīstama. Maksimālā pieļaujamā koncentrācija kaustiskās sodas aerosols ražošanas telpu darba zonas gaisā (MAC) - 0,5 mg/m3.
Kaustiskā soda ir uguns un sprādziendroša, pieder pie 2. bīstamības klases bīstamām vielām saskaņā ar GOST 12.1.007.

Iepakošana, transportēšana, uzglabāšana
Tehniskā kaustiskā soda tiek transportēta pa dzelzceļu, autoceļiem, ūdens transportu segtos transportlīdzekļos iepakojumā un bez taras dzelzceļa un autocisternās saskaņā ar spēkā esošajiem šāda veida pārvadājumiem paredzētajiem kravu pārvadāšanas noteikumiem.

Pa dzelzceļu produkts tiek transportēts mucās, mucās, kastēs uz vienu automašīnas kravu.
Tehniskā kaustiskā soda, kas paredzēta medicīnas nozarei un mākslīgo šķiedru ražošanai, pēc patērētāja pieprasījuma tiek transportēta dzelzceļa cisternās ar nerūsējošā tērauda vai gumijas katliem, kas pieder patērētājam vai ražotājam.
Tvertnes tiek piepildītas ar kaustisko nātriju līdz pilnai ietilpībai, ņemot vērā produkta tilpuma izplešanos ar iespējamu temperatūras starpību maršrutā.
Pirms tvertnes uzpildīšanas ar nātrija hidroksīda šķīduma atlikumu analizē, vai atlikums atbilst šī standarta prasībām. Ja atlieku analīze atbilst šī standarta prasībām, tad tvertni piepilda ar produktu; ja atlieku analīze neatbilst šī standarta prasībām, tad atlikumu noņem un tvertni izmazgā.

Tehniskā kaustiskā soda, iepakota specializētos konteineros, tiek transportēta tikai pa autoceļiem.

Mucās, mucās un kastēs iepakota prece tiek transportēta iepakotā veidā saskaņā ar GOST 26663, GOST 24957, GOST 21650, GOST 21140, uz paletēm saskaņā ar GOST 9557 un GOST 26381.

Tehniskās kaustiskās sodas šķīdumu uzglabā slēgtos traukos, kas izgatavoti no sārmiem izturīga materiāla.
Iepakotā prece tiek uzglabāta neapsildāmās noliktavās.

Pieteikums
Kaustiskā soda tiek plaši izmantota dažādās nozarēs un sadzīves vajadzībām.
- Ķīmiskajā un naftas ķīmijas rūpniecībā (tās veido aptuveni 57% no kopējā Krievijas NaOH patēriņa) - skābju un skābju oksīdu neitralizācijai, kā reaģents vai katalizators ķīmiskajās reakcijās, ķīmiskajā analīzē titrēšanai, alumīnija kodināšanai un tīru metālu ražošanā, naftas rafinēšanā - eļļu ražošanai.
- Kodīgo vielu izmanto celulozes un papīra rūpniecībā celulozes delignifikācijai (sulfāta procesam), papīra, kartona, mākslīgo šķiedru, kokšķiedru plātņu ražošanā.
- Tauku pārziepjošanai ziepju, šampūnu un citu mazgāšanas līdzekļu ražošanā.
- No augu eļļām iegūtas biodīzeļdegvielas ražošanā, ko izmanto, lai aizstātu parasto dīzeļdegvielu.
- Kā līdzeklis aizsprostojumu šķīdināšanai kanalizācijas caurulēs, sausu granulu veidā vai kā daļa no želejas. Nātrija hidroksīds sadala aizsprostojumu un atvieglo tā pārvietošanos tālāk pa cauruli.
- Toksisku vielu, tai skaitā zarīna, degazēšana un neitralizācija reelpas aparātos (izolētais elpošanas aparāts (IDA), izelpotā gaisa attīrīšanai no oglekļa dioksīda).
- Pārtikas rūpniecībā: augļu un dārzeņu mazgāšanai un mizošanai, šokolādes un kakao, dzērienu, saldējuma, karameļu krāsvielu ražošanā, olīvu mīkstināšanai un maizes izstrādājumu ražošanai. Reģistrēts kā pārtikas piedeva E524.
- Krāsainajā metalurģijā, enerģētikā, tekstilrūpniecībā, gumijas reģenerācijai.

SAŅEMŠANA

19. gadsimta sākumā kaustiskās sodas (NaOH) ražošana bija cieši saistīta ar sodas pelnu ražošanas attīstību. Šīs attiecības bija saistītas ar to, ka sodas pelni kalpoja par izejvielu ķīmiskajai NaOH iegūšanas metodei, kas tika kaustizēta ar kaļķa pienu sodas šķīduma veidā. 19. gadsimta beigās strauji sāka attīstīties elektroķīmiskās metodes NaOH iegūšanai ar NaCl ūdens šķīdumu elektrolīzi. Ar elektroķīmisko ražošanas metodi vienlaikus ar NaOH tiek iegūts hlors, ko plaši izmanto smagās organiskās sintēzes rūpniecībā un citās nozarēs, kas izskaidro NaOH elektroķīmiskās ražošanas straujo attīstību.

Mūsdienās kaustiskā soda tiek ražota vai nu ar nātrija hlorīda (NaCl) šķīduma elektrolīzi, veidojot nātrija hidroksīdu un hloru, vai, retāk, ar senāku procesu, kura pamatā ir sodas pelnu šķīduma mijiedarbība ar dzēstiem kaļķiem. Kaustiskās sodas ražošanai tiek izmantots liels daudzums pasaulē saražotās sodas pelnu.

Sodas pelnu šķīduma mijiedarbība ar dzēstiem kaļķiem. Kaustiskā soda tiek iegūta no sodas pelniem partijas vai nepārtrauktā rūpnīcā. Procesu parasti veic mērenā temperatūrā reaktoros, kas aprīkoti ar maisītājiem. Kaustiskās sodas veidošanās reakcija ir apmaiņas reakcija starp nātrija karbonātu un kalcija hidroksīdu:
Na 2 CO 3 + Ca (OH) 2 \u003d CaCO 3 + 2NaOH
Kalcija karbonāts nogulsnējas un nātrija hidroksīda šķīdums tiek novadīts kolektorā.

elektrolīzes metodes. Rūpnieciskā mērogā nātrija hidroksīdu iegūst, elektrolīzi izmantojot halīta (akmens sāls NaCl) šķīdumus, vienlaikus ražojot ūdeņradi un hloru:
2NaCl + 2H 2O \u003d H2 + Cl2 + 2NaOH

Elektrolizējot koncentrētu nātrija hlorīda šķīdumu, veidojas hlors un nātrija hidroksīds, bet tie savā starpā reaģē, veidojot nātrija hipohlorītu, balinātāju. Šis produkts, savukārt, īpaši skābos šķīdumos paaugstinātā temperatūrā, tiek oksidēts elektrolīzes kamerā par nātrija perhlorātu. Lai izvairītos no šīm nevēlamajām reakcijām, elektrolītiskais hlors ir telpiski jāatdala no nātrija hidroksīda.

Lielākajā daļā rūpniecības uzņēmumu, ko izmanto elektrolītiskās kaustiskās sodas ražošanai, tas tiek darīts, izmantojot diafragmu ( diafragmas metode) atrodas netālu no anoda, kur veidojas hlors. Ir divu veidu instalācijas: ar iegremdētu vai neiegremdētu diafragmu. Instalācijas kamera ar iegremdētu diafragmu ir pilnībā piepildīta ar elektrolītu. Sālījums ieplūst anoda nodalījumā, kur no tā izdalās hlors, un kaustiskās sodas šķīdums aizpilda katoda nodalījumu. Neiegremdētā diafragmas iekārtā kaustiskās sodas šķīdums tiek izņemts no katoda nodalījuma, kad tas veidojas, tādējādi kamera ir tukša. Dažās neiegremdētās diafragmas iekārtās tvaiks tiek iespiests tukšajā katoda nodalījumā, lai atvieglotu kaustiskās sodas noņemšanu un paaugstinātu temperatūru.

Diafragmas augi ražo šķīdumu, kurā ir gan kaustiskā soda, gan sāls. Lielākā daļa sāls izkristalizējas, kad kaustiskās sodas koncentrācija šķīdumā tiek samazināta līdz standarta vērtībai 50%. Šis "standarta" elektrolīzes šķīdums satur 1% nātrija hlorīda. Elektrolīzes produkts ir piemērots daudziem lietojumiem, piemēram, ziepju un tīrīšanas līdzekļu ražošanai. Tomēr mākslīgās šķiedras un plēves ražošanai ir nepieciešama ļoti attīrīta kaustiskā soda, kas satur mazāk nekā 1% nātrija hlorīda (sāls). "Standarta" šķidro kodīgo vielu var pareizi attīrīt ar kristalizācijas un izgulsnēšanas metodēm.

Membrānas metode- līdzīgi kā diafragmai, bet anoda un katoda telpas atdala katjonu apmaiņas membrāna. Membrānas elektrolīze nodrošina tīrāko kodīgo vielu.

Nepārtrauktu hlora un kodīgas vielas atdalīšanu var veikt arī dzīvsudraba katoda blokā ( dzīvsudraba elektrolīze). Metāliskais nātrijs veido amalgamu ar dzīvsudrabu, kas tiek izvadīts otrajā kamerā, kur izdalās nātrijs un reaģē ar ūdeni, veidojot kodīgu vielu un ūdeņradi. Lai gan sālījuma koncentrācija un tīrība ir svarīgāka dzīvsudraba katoda rūpnīcai nekā diafragmas iekārtai, pirmā ražo kaustiskā soda, kas piemērota mākslīgo šķiedru ražošanai. Tā koncentrācija šķīdumā ir 50–70%. Dzīvsudraba katoda iekārtas augstākās izmaksas ir pamatotas ar ieguvumiem.

Literatūra:
GOST 2263-79: Tehniskā kaustiskā soda. Specifikācijas. - M., IPK Standartu izdevniecība, 2001; Populāra ķīmisko elementu bibliotēka. - M., Nauka, 1977; Neorganisko vielu un minerālmēslu tehnoloģija: lekciju kurss. - NovSU Ķīmijas un ekoloģijas katedra, 2007; Vispārējās ķīmijas pamati, 3. v., B. V. Nekrasovs. - M., Ķīmija, 1970; Vispārējā ķīmiskā tehnoloģija. Furmer I. E., Zaicev V. N. - M., Augstskola, 1978

Ievads

Jūs atnācāt uz veikalu, lai nopirktu ziepes bez smaržas. Protams, lai saprastu, kuriem šī klāsta produktiem ir smarža un kuriem nav, jūs paņemat katru ziepju pudeli un izlasiet tās sastāvu un īpašības. Beidzot izvēlējās īsto, taču, aplūkojot ziepju dažādo sastāvu, pamanīja dīvainu tendenci – gandrīz uz visām pudelēm bija rakstīts: "Ziepju sastāvā ir nātrija hidroksīds." Šī ir standarta vēsture, kurā lielākā daļa cilvēku ir iepazinušies ar nātrija hidroksīdu. Kāda puse cilvēku "nospļaus un aizmirsīs", un daži vēlēsies par viņu uzzināt vairāk. Tāpēc viņiem šodien es jums pastāstīšu, kāda veida viela tā ir.

Definīcija

Nātrija hidroksīds (formula NaOH) ir visizplatītākā sārma pasaulē. Uzziņai: sārms ir bāze, kas labi šķīst ūdenī.

Vārds

Dažādos avotos to var saukt par nātrija hidroksīdu, kaustisko sodu, kaustisko nātriju, kaustisko sodu vai kodīgo sārmu. Lai gan nosaukumu "kaustiskais sārms" var attiecināt uz visām šīs grupas vielām. Tikai XVIII gadsimtā viņiem tika doti atsevišķi nosaukumi. Tagad aprakstītajai vielai ir arī "apgriezts" nosaukums - nātrija hidroksīds, ko parasti izmanto ukraiņu tulkojumos.

Īpašības

Kā jau teicu, nātrija hidroksīds labi šķīst ūdenī. Ieliekot kaut nelielu tā gabaliņu ūdens glāzē, tas pēc dažām sekundēm aizdegsies un ar šņākšanu “skraidīsies” un “lēks” pa savu virsmu (foto). Un tas turpināsies, līdz viņš tajā pilnībā izšķīst. Ja pēc reakcijas pabeigšanas jūs iemērciet roku iegūtajā šķīdumā, tas būs ziepjš uz tausti. Lai noskaidrotu, cik stiprs ir sārms, tajā tiek pazemināti indikatori - fenolftaleīns vai metiloranžs. Fenolftaleīns tajā iegūst tumšsarkanu krāsu, bet metiloranžs - dzeltens. Nātrija hidroksīds, tāpat kā visi sārmi, satur hidroksīda jonus. Jo vairāk to ir šķīdumā, jo spilgtāka ir indikatoru krāsa un spēcīgāks sārms.

Kvīts

Ir divi veidi, kā iegūt nātrija hidroksīdu: ķīmiskā un elektroķīmiskā. Apskatīsim katru no tiem sīkāk.

Pieteikums

Celulozes delignifikācija, kartona, papīra, kokšķiedru plātņu un mākslīgo šķiedru ražošana nevar iztikt bez nātrija hidroksīda. Un, kad tas reaģē ar taukiem, tiek iegūtas ziepes, šampūni un citi mazgāšanas līdzekļi. Ķīmijā to izmanto kā reaģentu vai katalizatoru daudzās reakcijās. Nātrija hidroksīds ir pazīstams arī kā pārtikas piedeva E524. Un šīs nav visas tā piemērošanas jomas.

Secinājums

Tagad jūs zināt visu par nātrija hidroksīdu. Kā redzams, cilvēkam tas nes daudz labumu – gan rūpniecībā, gan ikdienā.

Viens no svarīgākajiem ķīmiskajiem savienojumiem, kas katru gadu tiek sintezēts milzīgās partijās, ir sārmu nātrija hidroksīds. Viņa izpelnījās šādu popularitāti savu īpašību dēļ. kura formula ir NaOH, cilvēkiem ir liela rūpnieciska nozīme. Apskatīsim šo vielu sīkāk.

Matērijas atklāšanas vēsture

Pirmo reizi senatnē parādās pieminējums par savienojumu, kas pēc īpašībām atgādina kaustisko soda. Pat Bībele satur zināmu informāciju par vielu neter, kas iegūta no Ēģiptes ezeriem. Jādomā, ka tā bija kaustiskā soda.

Aristotelis, Platons un citi senie grieķu un romiešu filozofi un zinātnieki piemin arī vielu nitrum, ko ieguva no dabas rezervuāriem un pārdeva lielu, dažādas krāsas gabaliņu (melnu, pelēku, baltu) veidā. Galu galā par tīrīšanas metodēm tolaik nekas nebija zināms, tāpēc nebija iespējams atdalīt savienojumu no oglēm, kas to piesārņo.

385. gadā pirms mūsu ēras tika izmantota ziepju vārīšana. Procesa pamatā bija kaustiskā soda. Tās formula, protams, vēl nebija zināma, taču tas netraucēja to iegūt no Solyanka ģints augu pelniem, no ezeriem un izmantot sadzīves priekšmetu tīrīšanai, veļas mazgāšanai un dažādu ziepju gatavošanai.

Nedaudz vēlāk arābi iemācījās produktam pievienot ēteriskās eļļas un aromātiskās vielas. Tad ziepes kļuva skaistas un patīkami smaržojošas. Sākās aktīva ziepju gatavošanas procesu un tehnoloģiju attīstība.

Līdz 17. gadsimtam kaustiskā soda, kuras īpašības tika izmantotas ar lielu spēku, kā ķīmisks savienojums palika neizpētīts. Tas tika apvienots ar tādām vielām kā soda, nātrija hidroksīds. Tos visus sauca par kodīgiem sārmiem.

Vēlāk zinātnieks Duhamels du Monso spēja pierādīt šo vielu atšķirību un sadalīja tās sārmos un sāļos. Kopš tā laika kaustiskā soda ir saņēmusi savu patieso un nemainīgo nosaukumu līdz mūsdienām.

Vārdu sinonīmi

Jāatzīmē, ka šīs vielas nosaukums nav vienāds un tam ir vairāki sinonīmi. Kopumā ir 6 dažādas iespējas:

• nātrija hidroksīds;
• kaustiskā soda;
• kaustiskā soda;
• nātrija sārms;
• kodīgs;
• kodīgs sārms.

Šo savienojumu parastajos cilvēkos un rūpniecībā sauc par kaustisko sodu. Ķīmiskajā sintēzē pareizāk ir teikt nātrija sārmu vai kaustiskā soda. Formula nemainās. Visizplatītākais nosaukums ir kodīgs. Pareizais nosaukums no vielu sistemātiskās nomenklatūras viedokļa ir nātrija hidroksīds.

Molekulas ķīmiskā formula un struktūra

Ja mēs aplūkojam šo vielu no ķīmijas viedokļa, tad tā sastāvēs no diviem joniem: nātrija katjona (Na +) un hidroksīda anjona (OH -). Savienojoties viens ar otru, pateicoties dažādu lādētu daļiņu elektrostatiskajai pievilkšanai, šie joni veido kaustisko soda. Empīriskā formula būs NaOH.

Hidroksogrupa veidojas starp skābekli un ūdeņradi, savukārt ar nātriju to notur jonu saite. Šķīdumā sārms pilnībā sadalās jonos, kas ir spēcīgs elektrolīts.

Iegūšanas laboratorijas metode

Rūpnieciskās un laboratorijas metodes kaustiskās sodas ražošanai ir cieši saistītas. To bieži iegūst nelielos daudzumos ar ķīmiskām un elektroķīmiskām metodēm mazākās rūpnīcās nekā rūpnieciskās iekārtās. Un milzīgās elektrolizatoru kolonnās vienādos veidos tiek ražotas tonnas vielu.

Ir vairākas galvenās metodes kodīgo vielu sintēzei laboratorijā.

1. ferīta metode. Tas sastāv no diviem galvenajiem posmiem: pirmais posms ir saķepināšana augstas temperatūras nātrija karbonāta un dzelzs oksīda (III) iedarbībā. Tā rezultātā veidojas nātrija ferīts (NaFeO 2). Otrajā posmā tas tiek pakļauts ūdens iedarbībai un sadalās, veidojot nātrija hidroksīdu un dzelzs un ūdens maisījumu (Fe 2 O 3 *H 2 O). Iegūto nātrija hidroksīda šķīdumu iztvaicē līdz baltiem kristāliem vai pārslām. Tā tīrība ir aptuveni 92%.
2. kaļķu metode. Tas sastāv no nātrija karbonāta un kalcija hidroksīda mijiedarbības reakcijas, veidojot kalcija karbonātu un kodīgu vielu. Reakciju veic aptuveni 80 °C temperatūrā. Tā kā iegūtais sāls izgulsnējas, tas ir viegli atdalāms. Atlikušo šķīdumu iztvaicē un iegūst nātrija sārmu.
3. Diafragmas un membrānas iegūšanas metode. Pamatojoties uz elektrolīzera uzstādīšanas darbību. Tas tiek piegādāts ar vārāmā sāls (NaCL) šķīdumu, kas tiek pakļauts elektrolīzei, veidojot brīvu gāzveida hloru un vēlamo kodīgo produktu. Atšķirība starp šīm metodēm ir tāda, ka ar diafragmas metodi ierīces galvenā konstrukcijas daļa ir azbesta diafragma (katods). Ar membrānas metodi katoda un anoda telpas tiek atdalītas ar īpašu membrānu.

Tādējādi nātrija hidroksīdu iegūst laboratorijā, izvēloties finansiāli izdevīgāko variantu. Tas parasti ir arī mazāk energoietilpīgs.

Sintēze rūpniecībā

Kā rūpniecībā iegūst tādu vielu kā kaustiskā soda? Šķidrās un cietās kaustiskās vielas visbiežāk ekstrahē ar elektroķīmisko metodi. Tas ir balstīts uz dabīgā minerālhalīta šķīduma elektrolīzi, kura lielāko daļu veido galda sāls.

Šīs sintēzes galvenā iezīme ir tāda, ka blakusprodukti kopā ar kaustisko sodu ir gāzveida hlors un ūdeņradis. Process tiek veikts vienā no trim iespējām:

• diafragmas elektrolīze uz cieta katoda;
• ar šķidru dzīvsudraba katodu;
• membrāna ar cietu katodu.

Pārsvarā lielākā daļa pasaulē saražotās kaustiskās vielas joprojām tiek veidota ar membrānas metodi. Iegūtajam sārmam ir diezgan augsts tīrības līmenis.

Lietošanas jomas

Ir diezgan daudz nozaru, kurās kaustiskā soda ir svarīga. Pielietojums ir balstīts uz tā ķīmiskajām un fizikālajām īpašībām, padarot šo savienojumu neaizstājamu daudzās sintēzēs un procesos.

Ir vairākas galvenās jomas, kurās nātrija hidroksīds ir neaizstājams elements.

1. Ķīmiskā ražošana (esteru, ziepju, tauku sintēze, šķiedru iegūšana, rafinētu produktu iegūšanai, kā katalizators daudzos procesos; ir galvenā viela skābju un tām atbilstošo oksīdu neitralizēšanai; analītiskajā ķīmijā izmanto titrēšanai; izmanto arī iegūt tīrus metālus, daudzus sāļus, citas bāzes un organiskos savienojumus).
2. Papīra ražošanā koksnes celulozes pārstrādei (atbrīvojoties no koksnes vielas lignīna).
3. Kaustiskā soda ir neaizstājama arī cilvēku saimnieciskajā darbībā. Ir ļoti svarīgi izmantot daudzus mazgāšanas un tīrīšanas līdzekļus, kuru pamatā ir tas. Ziepju gatavošana, šampūnu iegūšana - tas viss nav pilnīgs bez kaustiskās sodas.
4. Nepieciešams biodegvielu sintēzei.
5. To izmanto valsts mērogā organismus ietekmējošo aģentu degazēšanai un neitralizēšanai.
6. Zāļu un medikamentu ražošana.
7. Pārtikas rūpniecība - konditorejas izstrādājumi, šokolāde, kakao, saldējums, saldumu krāsošana, olīvas, konditorejas izstrādājumi.
8. Kosmetoloģijā svešu veidojumu (kurmju, papilomu, kārpu) likvidēšanai.
9. To lieto alkoholisko dzērienu un tabakas rūpnīcās.
10. tekstilrūpniecībā.
11. Stikla ražošana: krāsaina, parastā, optiskā un cita.

Acīmredzot nātrija hidroksīds ir ļoti svarīga un noderīga viela cilvēka darbībā. Pilnīgi ne velti pasaulē tas ik gadu tiek sintezēts tonnās – 57 miljoni vai vairāk.

Fizikālās īpašības

Balta pulverveida viela, dažreiz bezkrāsaina. Tas var būt smalki kristāliska pulvera vai pārslu veidā. Biežāk lielu kristālu veidā. Kušanas temperatūra ir diezgan zema - 65,1 o C. Ļoti ātri uzsūc mitrumu un pāriet hidratētā veidā NaOH 3,5H 2 O. Šajā gadījumā kušanas temperatūra ir vēl zemāka, tikai 15,5 o C. Tas gandrīz neierobežoti šķīst spirtos. , ūdens. Jūtas gan cietas, gan šķidras ziepes.

Ļoti bīstams koncentrētā un atšķaidītā veidā. Tas var sabojāt visas acs membrānas, līdz pat redzes nerviem. Saskare ar acīm var izraisīt aklumu. Tāpēc darbs ar šo savienojumu ir ārkārtīgi bīstams un prasa aizsargierīces.

Ķīmiskās īpašības

Kaustiskajai sodai piemīt tieši tādas pašas īpašības kā visiem sārmiem: tā mijiedarbojas ar oksīdiem, amfotēriem oksīdiem un hidroksīdiem, sāļiem. No nemetāliem tas reaģē ar sēru, fosforu un halogēniem. Spēj reaģēt arī ar metāliem.

Organiskajā ķīmijā nātrija hidroksīds reaģē ar amīdiem, ēteriem un halogēnu aizvietotiem alkāniem.

Uzglabāšanas apstākļi

Nātrija hidroksīda uzglabāšana tiek veikta noteiktos apstākļos. Tas ir tāpēc, ka tas ir ļoti reaģējošs, it īpaši, ja telpa ir mitra. Galvenie nosacījumi ir šādi.

1. Sargāt no apkures ierīcēm.
2. Hermētiski noslēgti un aizzīmogoti iepakojumi, kas nespēj izlaist mitrumu.
3. Sauso kristālisko kaustisko līdzekli uzglabā īpaša sastāva maisos (blīvs polietilēns), šķidru - tumšā stikla traukā ar slīpētiem aizbāžņiem. Ja tā daudzums ir liels un nepieciešams transportēt, tad kaustiskās sodas šķīdumu ievieto speciālos tērauda traukos un kanistros.

Šo vielu var transportēt ar jebkuru zināmu metodi saskaņā ar drošības noteikumiem, izņemot transportēšanu pa gaisu.

Šķidrais nātrija sārms

Papildus kristāliskajam ir arī kaustiskās sodas ūdens šķīdums. Tās formula ir tāda pati kā cietai. Ķīmiski šķīdumi ir piemērotāki un ērtāk lietojami. Tāpēc šajā formā kodīgo līdzekli izmanto biežāk.

Kaustiskās sodas šķīdums, kura formula ir NaOH, tiek izmantots visās iepriekš minētajās jomās. Tas ir neērti tikai transportēšanas laikā, jo labāk ir transportēt sausu kaustisko vielu. Visās pārējās īpašībās tas nekādā ziņā nav zemāks par kristāliem, un dažos tas tos pārspēj.