Натрію гідроксид. Гідроксид натрію: властивості, одержання та застосування Агрегатний стан гідроксиду натрію

З хімічною сполукою, яка називається каустичною содою, людина зустрічається щодня. Гідроксид натрію, хімічна формула якого позначається NaOH, відноситься до розряду їдких та сильних лугів, небезпечних для шкіри та слизових людини. Водночас вона активно використовується харчовою промисловістю, косметологією, фармацевтикою. Жоден засіб особистої гігієни не обходиться без додавання цієї сполуки. Хімічні властивості речовини зробили його найпопулярнішим серед регуляторів кислотності та засобів для підтримки консистенції.

Що таке гідроксид натрію

Ця сполука – їдкий луг, який застосовується не лише харчовою, фармацевтичною та косметичною сферами, а й хімічною промисловістю. Гідроокис натрію, або каустична сода, випускається як трохи слизьких твердих гранул жовтуватого чи білого кольору. За сильноїконцентрації NaOH роз'їдає органічні сполуки, тому здатний спричинити опік. Використовується як харчова добавка Е524, необхідна підтримки консистенції продуктів.

Формула

Речовина має хімічну формулу NaOH. З'єднання взаємодіє з різними речовинами будь-яких агрегатних станів, нейтралізуючи їх, з кислотами, утворюючи сіль та воду. Реакція з атмосферними оксидами та гідроксидами дозволяє одержати тетрагідроксоцінкат або алкоголят. Їдкий натр застосовується для осадження металів. Наприклад, при реакції із сульфатом алюмінію утворюється його гідроксид. Осад не розчиняється і не спостерігається надмірне одержання лугу. Це актуально при очищенні води від дрібних суспензій.

Властивості

З'єднання розчиняється у воді. Технічний Sodium Hydroxide є водний розчин гідроксиду натріюу лугостійкій герметичній тарі. При взаємодії з водою каустик виділяє велику кількість тепла. Речовина має такі властивості:

• при попередньому розплавленні руйнує скло, фарфор;
• взаємодія з аміаком спричиняє пожежонебезпечну ситуацію;
• кипить при 1390 ° С, плавиться, якщо температура досягає 318 ° С;
• не розчиняється в ефірах, ацетоні;
• дуже гігроскопічний (поглинає пари води з повітря), тому натрієвий луг повинен зберігатися в сухому місці та герметичній упаковці;
• розчиняється у метанолі, гліцерині, етанолі;
• бурхливо взаємодіє з металами – оловом, гідроксидом алюмінію, свинцем, цинком, утворює водень – вибухонебезпечна горюча отрута;
• поглинає вуглекислий газ із повітря.

Отримання

Каустична сода зустрічається у складі мінералу бруситу. Друге за величиною родовище сконцентровано біля Росії. Гідроокис завдяки дослідженням Миколи Леблана, проведеним у 1787 р., одержують методом синтезу із хлористого натрію. Пізніше затребуваним способом видобутку став електроліз. З 1882 р. вчені розробили феритний метод одержання в лабораторії гідроксиду за допомогою кальцинованої соди. Електрохімічний спосіб зараз найпопулярніший: іони натрію утворюють його розчин їдкої ртуті - амальгаму, яка розчиняється водою.

Застосування гідроксиду натрію

Немає більш поширеного лугу, ніж каустична сода. Щорічно споживається близько 57 млн ​​т. Їдкий натрій використовується при отриманні лікарських препаратів, фенолу, органічних барвників, гліцерину. Ще одна сфера застосування – дезінфекція приміщення через здатність хімічної сполуки нейтралізувати шкідливі для людини речовини, що знаходяться у повітрі. Ще гідроокиси широко використовуються підтримки форми продуктів (харчова промисловість).

У промисловості

Гідроокис натрію відноситься до сильної основи для хімічних реакцій і активно застосовується різними галузями завдяки своїм властивостям:

• Целюлозною галуззю – для усунення сульфату у складі деревних волокон для розм'якшення (делігніфікація). Це необхідно при виробництві картону, паперу, штучних волокон.
• Хімічною промисловістю – застосовується для олій, нейтралізації речовин кислотного середовища, при травленні алюмінію, виготовленні чистих металів.
• Гідроокис натрію використовується для отримання біодизельного палива на основі олії, в результаті реакції утворюється гліцерин.
• З'єднанням омивають прес-форми автомобільних покришок.
• У цивільній обороні він поширений при нейтралізації небезпечних для здоров'я речовин у повітрі, дегазації.
• Застосовується засіб для нелегального виробництва наркотиків типу метамфетамінів.

Харчова добавка

Каустична сода очищає овочі, фрукти від шкірки. Застосовується речовина надання кольору карамелі. Як харчова добавка E524 (клас регуляторів кислотності, речовин проти комкування поряд з карбонатом натрію) використовується при виготовленні какао, морозива, вершкового масла, маргарину, шоколаду, безалкогольних напоїв. Оливки і маслини розм'якшуються, набувають чорного кольору.

Харчові продукти – рогалики та німецькі кренделі (брецелі) – обробляють їдким розчином для хрусткої скоринки. У скандинавській кухні існує рибна страва лютефіск. Технологія приготування включає вимочування протягом 5-6 діб сушеної тріски в розчині гідроксиду, доки не буде отримана желеподібна консистенція. У харчовій промисловості сода допомагає рафінувати олію.

У виробництві миючих засобів

Здатність взаємодії жирів у каустика було помічено вже давно. З VII століття араби освоїли отримання твердого мила за допомогою їдкого натру та ароматичних олій. Ця технологія залишилася незмінною. Каустична сода додається до шампунів, миючих речовин, засобів особистої гігієни. Косметична промисловість застосовує гідроксид Na для одержання мила проти жирів, рідини для зняття лаку, кремів.

В побуті

Основний спосіб застосування – гелеподібний гідроксид чи його гранули. Входить до складу засобів для усунення засорів каналізації, систем опалення. Бруд розчиняється, дезагрегується і проходить далі трубою. Вироби з нержавіючої сталі очищаються від олійних речовинза допомогою каустичної соди, розігрітої до 50-60°З додаванням гідроксиду калію. Косметологія застосовує гель на його основі для розм'якшення ороговілої шкіри, папілом, бородавок.

Гідроксид натрію в медицині

З'єднання додається в лікарські препарати проти підвищеної кислотності шлунка для послаблюючого ефекту сильної дії. Такий засіб призводить до підвищення перистальтики кишечника. Використання речовини відновлює кислотно-лужний баланс. Застосовується воно у медицині задля досягнення заспокійливого ефекту, придатне очищення води від домішок. Завдяки хлориду натрію залишаються незмінними індикатори осмотичного тиску плазми крові. Не варто плутати його з харчовою содою, кухонною сіллю.

Шкідливість гідроксиду натрію

Речовина належить до другого класу небезпеки. Через здатність гідроокису роз'їдати органічні сполуки застосування каустика повинно здійснюватися з дотриманням усіх запобіжних заходів. При попаданні лугу на слизові та шкіру вона викликає сильні опіки, а взаємодія з очима призводить до атрофії зорового нерва.Для нейтралізації гідроксиду на шкірі застосовується слабкий розчин оцту та велика кількість проточної води.

Відео

Гідроксид натрію (харчова добавка Е524, їдкий натр, гідроксид натрію, каустична сода) – тверда сплавлена ​​маса жовтуватого або білого кольору. За своїми хімічними властивостями гідроксид натрію відноситься до сильного лугу.

Загальні властивості гідроксиду натрію

Їдкий натр зазвичай випускається як прозорого безбарвного розчину чи вигляді пасти.

Каустична сода добре розчиняється у воді, виділяючи тепло. При взаємодії з повітрям ця речовина розпливається, тому у продаж вона надходить у герметично закритій тарі. У природних умовах гідроксид натрію входить до складу мінералу бруситу. Температура кипіння гідроксиду натрію становить 1390 °C, температура плавлення – 322 °C.

Одержання гідроксиду натрію

В 1787 лікар Нікола Леблан розробив зручний метол отримання гідроксиду натрію з хлористого натрію. Пізніше метод Леблана був витіснений електролітичним способом отримання їдкого натру. В 1882 був розроблений феритний спосіб отримання гідроксиду натрію, заснований на використанні кальцинованої соди.

В даний час гідроксид натрію найчастіше отримують шляхом електролізу сольових розчинів. Феритний спосіб отримання каустичної соди зараз використовується досить рідко.

Застосування гідроксиду натрію

Гідроокис натрію – неймовірно популярна хімічна сполука, що широко використовується. Щорічно виробляється близько сімдесяти мільйонів тонн їдкого натру.

Каустична сода використовується у фармацевтичній, хімічній, харчовій промисловості, а також у косметичній та текстильній. Їдкий натр застосовують під час виготовлення синтетичного фенолу, гліцерину, органічних барвників, лікарських засобів. Ця сполука може нейтралізувати шкідливі для організму людини компоненти, що містяться в повітрі. Тому розчини гідроксиду натрію часто використовують для дезінфекції приміщень.

У харчовій промисловості гідроокис натрію використовується як регулятор кислотності, що перешкоджає комкованню та зстеженню. Харчова добавка Е524 підтримує необхідну консистенцію продуктів при виробництві маргарину, шоколаду, морозива, масла, карамелі, желе, джему.

Хлібобулочні вироби перед випіканням обробляють розчином каустичної соди для отримання темно-коричневої скоринки. Крім того, харчову добавку Е524 застосовують для рафінування олії.

Шкідливість гідроксиду натрію

Їдкий натр - токсична речовина, що руйнує слизову оболонку та шкірні покриви. Опіки від гідроксиду натрію дуже повільно гояться, залишаючи рубці. Попадання речовини у вічі найчастіше призводить до втрати зору. При попаданні лугу на шкірні покриви слід промити уражені ділянкою струменем води. При потраплянні в організм їдкий натр викликає опіки гортані, порожнини рота, шлунка і стравоходу.

Усі роботи з гідроокисом натрію треба проводити у захисних окулярах та у спецодязі.

Каустична сода- найпоширеніший луг, обсяги виробництва та споживання якого на рік становлять до 57 мільйонів.
Чистий гідроксид натрію NaаОН являє собою білу непрозору масу, що жадібно поглинає з повітря водяні пари та вуглекислий газ.
Існують дві модифікації безводного їдкого натру -α-NаОН з ромбічної формою кристалів і -NаОН з кристалами кубічної форми. З водою NаОН утворює ряд кристалогідратів: NaOH*H 2 O, де n = 1, 2, 2,5, 3,5, 4, 5,25 і 7.
Температура плавлення = 323 грн. З, температура кипіння = 1403 гр. З.
Щільність = 2,02 г/см3.

Водні розчини NaOH мають сильну лужну реакцію (pH 1% розчину = 13).
Це дуже сильна хімічна основавступає в реакції, характерні для типових основ.

Взаємодіє з різними речовинами в будь-яких агрегатних станах, від розчинів та газів до твердих речовин. реакції нейтралізації. Вступає в реакції з кислотами, з амфотерними оксидами (у розчині та розплаві), з кислотними оксидами - з утворенням солей.

Наприклад:
2NaOH + 2HCl = 2NaCl + H 2 O
ZnO + 2NaOH (розплав) = Na 2 ZnO 2 + H 2 O
ZnO + 2NaOH (розчин) + H 2 O = Na 2 + H 2
2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O (при надлишку NaOH)
Взаємодія з кислотними оксидами використовується для очищення промислових викидів від кислотних газів (наприклад: CO 2 , SO 2 та H 2 S).

Як сильний луг NaOH витісняє слабші основи із солей:
2NaOH + CoCl 2 = 2NaCl + Co(OH) 2

Цю властивість застосовують для осадження гідроксидів металів їдким натром.
Наприклад, таким чином очищають воду від дрібних суспензій (отримують гелеподібний гідроксид алюмінію, діючи гідроксидом натрію на сульфат алюмінію у водному розчині).
6NaOH + Al 2 (SO 4) 3 = 2Al(OH) 3 + 3Na 2 SO 4 .

Також гідроксид натрію вступає в реакції з неметалами:
3S + 6NaOH → 2Na 2 S + Na 2 SO 3 + 3H 2 O
2NaOH + Cl 2 = NaClO + NaCl + H 2 O

і металами(мають високий електрохімічний потенціал):
2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 3H 2 + 2Na

З спиртамиутворює алкоголяти:
HO-CH 2 -CH 2 ВІН + 2NaOH → NaO-CH 2 -CH 2 -ONa + 2Н 2 O

Бере участь у реакціях гідролізу(взаємодія з ефірами, амідами та алкілгалогенідами):
ROOR 1 + NaOH = ROONa + R 1 OH (ефір + гідроксид натрію = карбоксилат натрію + спирт)

Ця властивість лугу широко застосовується в промисловості, при отриманні твердого мила (у разі взаємодії гідроксиду натрію з милом) омилення) реакція необоротна):
(C 17 H 35 COO) 3 C 3 H 5 + 3NaOH = C 3 H 5 (OH) 3 + 3C 17 H 35 COONa

Продукт дуже агресивний! Він руйнує скло і фарфор за рахунок взаємодії з діоксидом кремнію, що міститься в них. вилуговування силікатів): 2NaOH + SiO 2 = Na 2 SiO 3 + H 2 O, а також матеріали органічного походження (папір, шкіру та ін).

Клас небезпеки
Їдкий натр є їдкою речовиною. При попаданні на шкіру викликає хімічні опіки, а при тривалому впливі може спричиняти виразки та екземи. Сильно діє слизові оболонки. Небезпечне влучення їдкого натру у вічі. Гранично допустима концентраціяаерозолю їдкого натру у повітрі робочої зони виробничих приміщень (ГДК) – 0,5 мг/м3.
Каустична сода пожежо- та вибухобезпечна, відноситься до шкідливих речовин 2-го класу небезпеки за ГОСТ 12.1.007.

Упаковка, транспортування, зберігання
Технічний їдкий натр транспортують залізничним, автомобільним, водним транспортом у критих транспортних засобах в упаковці та наливом у залізничних та автомобільних цистернах відповідно до правил перевезення вантажів, що діють на даному виді транспорту.

Залізничним транспортом продукт перевозять у бочках, барабанах, ящиках повагонно.
Технічний їдкий натр, призначений для медичної промисловості та виробництва штучного волокна, на вимогу споживача транспортують у залізничних цистернах з котлами з нержавіючої сталі або гумованими, що належать споживачеві або виробнику.
Цистерни заповнюють їдким натром до повної місткості з урахуванням об'ємного розширення продукту за умови можливого перепаду температур у дорозі.
Перед заливом цистерн із залишком розчину їдкого натру має бути проведений аналіз залишку на відповідність вимогам цього стандарту. Якщо аналіз залишку відповідає вимогам цього стандарту, цистерну заповнюють продуктом; якщо аналіз залишку відповідає вимогам цього стандарту, то залишок видаляють, а цистерну промивають.

Технічний їдкий натр, запакований у спеціалізовані контейнери, транспортують лише автомобільним транспортом.

Продукт, упакований у бочки, барабани та ящики, транспортують у пакетованому вигляді за ГОСТ 26663, ГОСТ 24957, ГОСТ 21650, ГОСТ 21140, на піддонах за ГОСТ 9557 та ГОСТ 26381.

Розчин технічного їдкого натру зберігають у закритих ємностях із матеріалу, стійкого до лугів.
Упакований продукт зберігають у складських неопалюваних приміщеннях.

Застосування
Їдкий натр знаходить широке застосування найрізноманітніших галузях промисловості й у побутових потреб.
- У хімічній та нафтохімічній промисловості (на їх частку припадає близько 57% сумарного обсягу російського споживання NaOH) - для нейтралізації кислот і кислотних оксидів, як реагент або каталізатор у хімічних реакціях, у хімічному аналізі для титрування, для травлення алюмінію та у виробництві чистих металів , у нафтопереробці - для виробництва олій.
- Каустик застосовується у целюлозно-паперовій промисловості для делігніфікації (сульфатний процес) целюлози, у виробництві паперу, картону, штучних волокон, деревно-волоконних плит.,
- Для омилення жирів під час виробництва мила, шампуню та інших миючих засобів.
- У виробництві біодизельного палива, що одержується з рослинних олій та використовуваного для заміни звичайного дизельного палива.
- Як агент для розчинення засоров каналізаційних труб, у вигляді сухих гранул або у складі гелів. Гідроксид натрію дезагрегує засмічення та сприяє легкому просуванню його далі по трубі.
- Дегазації та нейтралізації отруйних речовин, у тому числі зарину, в ребризерах (ізолюючих дихальних апаратах (ІДА), для очищення повітря, що видихається від вуглекислого газу.
- У харчовій промисловості: для миття та очищення фруктів та овочів від шкірки, у виробництві шоколаду та какао, напоїв, морозива, фарбування карамелі, для розм'якшення маслин та виробництва хлібобулочних виробів. Зареєстрований як харчова добавка E524.
- у кольоровій металургії, енергетиці, у текстильній промисловості, для регенерації гуми.

ОТРИМАННЯ

На початку 19 століття виробництво каустичної соди (NaОН) було тісно пов'язане з розвитком виробництва кальцинованої соди. Цей взаємозв'язок був обумовлений тим, що сировиною для хімічного способу отримання NаОН служила кальцинована сода, яка у вигляді содового розчину каустифікувалася вапняним молоком. Наприкінці 19 століття почали швидко розвиватися електрохімічні методи одержання NаОН електролізом водних розчинів NаСl. При електрохімічному способі одержання одночасно з NaОН отримують хлор, який знаходить широке застосування в промисловості важкого органічного синтезу та в інших галузях промисловості, що пояснює швидкий розвиток електрохімічного виробництва NaОН.

На сьогоднішній день каустичну соду отримують шляхом електролізу розчину хлориду натрію (NaCl) з утворенням гідроксиду натрію і хлору, або, рідше, за допомогою більш старого способу, заснованого на взаємодії розчину кальцинованої соди з гашеним вапном. Велика кількість виробленої у світі кальцинованої соди використовують для отримання каустичної соди.

Взаємодія розчину кальцинованої соди з гашеним вапном. Каустичну соду одержують із кальцинованої на установці періодичної або безперервної дії. Процес зазвичай проводять при помірних температурах реакторах, обладнаних мішалками. Реакція утворення каустичної соди є реакцією обміну між карбонатом натрію і гідроксидом кальцію:
Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 + 2NaOH
Карбонат кальцію випадає в осад, а розчин гідроксиду натрію відводиться колектор.

Електролізні способи. У промисловому масштабі гідроксид натрію одержують електролізом розчинів галіту (кам'яна сіль NaCl) з одночасним одержанням водню та хлору:
2NaCl + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2NaOH

Коли концентрований розчин натрію хлориду піддається електролізу, утворюються хлор і гідроксид натрію, але вони реагують один з одним з утворенням гіпохлориту натрію - відбілюючої речовини. Цей продукт, у свою чергу, особливо в кислих розчинах за підвищених температур, окислюється в електролізній камері до перхлорату натрію. Щоб уникнути цих небажаних реакцій, електролізний хлор має бути просторово відокремлений від гідроксиду натрію.

У більшості промислових установок, що використовуються для отримання електролізної каустичної соди, це здійснюється за допомогою діафрагми ( діафрагмовий метод), розміщеної поблизу анода, на якому утворюється хлор. Існують установки двох типів: із зануреною або непогруженою діафрагмою. Камера установки із зануреною діафрагмою повністю заповнюється електролітом. Соляний розчин втікає в анодне відділення, де з нього виділяється хлор, а розчин каустичної соди заповнює катодне відділення. В установці з непогруженной діафрагмою розчин каустичної соди відводиться з катодного відділення у міру утворення, так що камера виявляється порожньою. У деяких установках з непогруженной діафрагмою в порожнє катодне відділення напускається водяна пара, щоб полегшити видалення каустичної соди і підняти температуру.

У діафрагмових установках виходить розчин, що містить як каустичну соду, так і сіль. Більшість солі викристалізовується, коли концентрація каустичної соди в розчині доводиться до стандартного значення 50%. Такий "стандартний" електролізний розчин містить 1% хлориду натрію. Продукт електролізу придатний для багатьох застосувань, наприклад для виробництва мила та препаратів, що чистять. Однак для виробництва штучного волокна та плівки потрібна каустична сода високого ступеня очищення, що містить менше ніж 1% хлориду натрію (солі). "Стандартний" рідкий каустик можна належним чином очистити методами кристалізації та осадження.

Мембранний метод- аналогічний діафрагмовому, але анодні та катодні простори розділені катіонообмінною мембраною. Мембранний електроліз забезпечує отримання чистого каустика.

Безперервний поділ хлору та каустика можна також здійснити в установці з ртутним катодом ( ртутний електроліз). Металевий натрій утворює з ртуттю амальгаму, яка відводиться в другу камеру, де виділяється натрій і реагує з водою, утворюючи каустик і водень. Хоча концентрація та чистота соляного розчину для установки з ртутним катодом більш важливі, ніж для встановлення з діафрагмою, у першій виходить каустична сода, придатна для виробництва штучного волокна. Її концентрація у розчині становить 50–70%. Вищі витрати на встановлення з ртутним катодом виправдовуються одержуваною вигодою.

Література:
ГОСТ 2263-79: Натрійкий технічний. Технічні умови. – М., ІПК Видавництво стандартів, 2001; Популярні бібліотеки хімічних елементів. - М., Наука, 1977; Технологія неорганічних речовин та мінеральних добрив: Курс лекцій. - Кафедра хімії та екології НовДУ, 2007; Основи загальної хімії, т. 3, Б. В. Некрасов. - М., Хімія, 1970; Загальна хімічна розробка. Фурмер І. ​​Е., Зайцев Ст Н. - М., Вища школа, 1978

Вступ

Ви прийшли до магазину, прагнучи купити мило без запаху. Природно, щоб зрозуміти, які продукти з цього асортименту мають запах, а які - ні, ви берете в руки кожну пляшечку з милом і читаєте його склад і властивості. Нарешті вибрали потрібне, але під час перегляду різних складів мила помітили дивну тенденцію - практично на всіх пляшечках було написано: "До структури мила входить гідроксид натрію". Такою є стандартна історія знайомства більшості людей з гідроксидом натрію. Якась половина людей "плюне і забуде", а якась - захоче дізнатися про нього більше. Ось для них я сьогодні розповім, що це за речовина.

Визначення

Гідроксид натрію (формула NaOH) є найпоширенішим у світі лугом. Для довідки: луг - це добре розчинна у воді основа.

Назва

У різних джерелах його можуть обізвати гідратом окису натрію, каустичною содою, каустиком, їдким натром або їдким лугом. Хоча назву "їдкий луг" можна застосувати до всіх речовин цієї групи. Лише у XVIII столітті їм дали окремі назви. Також існує "перевернута" назва речовини, що описується зараз, - натрію гідроксид, що зазвичай вживається в українських перекладах.

Властивості

Як я вже сказала, гідроксид натрію добре розчинний у воді. Якщо покласти навіть невеликий його шматочок у склянку з водою, через кілька секунд він спалахне і буде з шипінням "носитися" та "стрибати" по її поверхні (фото). І це продовжуватиметься доти, доки він повністю в ній не розчиниться. Якщо після завершення реакції ви опустите руку в розчин, що вийшов, то він буде м'яким на дотик. Щоб дізнатися, наскільки сильний луг, у нього опускають індикатори - фенолфталеїн або метилоранж. Фенолфталеїн у ній набуває малинового забарвлення, а метилоранж - жовте. У гідроксиді натрію, як і у всіх лугах, є гідроксид-іони. Чим більше їх у розчині, тим яскравіший колір індикаторів і сильніший луг.

Отримання

Існує два шляхи отримання гідроксиду натрію: хімічний та електрохімічний. Розглянемо детальніше кожен із них.

Застосування

Делігніфікація целюлози, виробництво картону, паперу, деревно-волоконних плит та штучних волокон не обходяться без гідроксиду натрію. А при його реакції з жирами одержують мило, шампуні та інші миючі засоби. У хімії він використовується як реагент або каталізатор у багатьох реакціях. Ще гідроксид натрію відомий як харчова добавка Е524. І це ще не всі галузі його застосування.

Висновок

Тепер ви знаєте про гідроксид натрію все. Як бачите, він приносить людині дуже велику користь – як у промисловості, так і у побуті.

Однією з важливих хімічних сполук, що синтезуються величезними партіями щорічно, є луг гідроксид натрію. Такої популярності вона заслужила завдяки своїм властивостям. формула якого – NaOH, має велике промислове значення для людини. Розглянемо цю речовину докладніше.

Історія відкриття речовини

Вперше згадки про поєднання, що за властивостями нагадує саме їдкий натр, з'являються ще в давнину. Навіть Біблія містить деякі відомості про речовину neter, що видобувається з єгипетських озер. Імовірно, це і була каустична сода.

Аристотелем, Платоном та іншими давньогрецькими та римськими філософами та вченими також згадується речовина nitrum, яку видобували з природних водойм і продавали у вигляді великих різнобарвних шматків (чорних, сірих, білих). Адже про методи очищення тоді ще не знали нічого, тому відокремити з'єднання від вугілля, яке забруднює його, можливості не було.

У 385 році до нашої ери знайшло застосування миловаріння. В основі процесу використовувався їдкий натр. Формула його, звичайно, ще відома не була, проте це не заважало видобувати його із золи рослин роду Солянка, з озер і використовувати для чищення побутових предметів, прання білизни, виготовлення різного мила.

Трохи пізніше араби навчилися додавати до продукту ефірні олії, ароматичні речовини. Тоді мило стало гарним і приємно пахне. Починався активний розвиток процесів та технологій миловаріння.

До XVII століття їдкий натр, властивості якого використовувалися, як хімічна сполука залишався невивченим. Його поєднували з такими речовинами, як сода, гідроксид натрію. Усі вони мали назву їдких лугів.

Пізніше вчений Дюамель дю Монсо зумів довести відмінність цих речовин і поділив їх на луги та солі. З того часу їдкий натр і отримав своє справжнє і постійне до сьогодні ім'я.

Синоніми назв

Слід зазначити, що назва цієї речовини неоднакова і має кілька синонімів. Усього можна позначити 6 різних варіантів:

• гідроксид натрію;
• натрій їдкий;
• сода каустична;
• натрієвий луг;
• каустик;
• їдкий луг.

Каустичною содою дане з'єднання називають у народі та промисловості. У хімічних синтезах більш правильно говорити натрієвий луг або їдкий натр. Формула від цього змінюється. Найзвичайніша назва - каустик. Правильним з погляду систематичної номенклатури речовин є гідроксид натрію.

Хімічна формула та будова молекули

Якщо розглядати дану речовину з точки зору хімії, то вона складатиметься з двох іонів: катіону натрію (Na+) та гідроксид-аніону (ОН-). Зв'язуючись між собою за рахунок електростатичного тяжіння різнозаряджених частинок, ці іони формують їдкий натр. Формула емпіричного вигляду буде NaOH.

Гідроксогрупа утворена між киснем і воднем, при цьому з натрієм вона утримується іонним зв'язком. У розчині луг повністю дисоціює на іони, будучи сильним електролітом.

Лабораторний спосіб отримання

Промислові та лабораторні способи отримання їдкого натру тісно перегукуються. Часто в малих кількостях його отримують хімічними та електрохімічними методами у більш дрібних установках, ніж на промислових об'єктах. А тонни речовини тими самими методами виробляються у великих колонах електролізерах.

Можна назвати кілька основних способів синтезу каустика у лабораторії.

1. Феритний спосіб. Складається із двох основних етапів: на першому відбувається спікання під дією високої температури карбонату натрію та оксиду заліза (III). В результаті утворюється ферит натрію (NaFeO2). На другому етапі він піддається дії води та розкладається з утворенням гідроксиду натрію та суміші заліза з водою (Fe 2 O 3 *H 2 O). Отриманий натрій їдкий з розчину випарюють до кристалів або пластівців білого кольору. Його чистота становить приблизно 92%.
2. Вапняний спосіб. Полягає реакції взаємодії між карбонатом натрію і гідроксидом кальцію з утворенням карбонату кальцію і каустика. Реакцію проводять при температурі 80 про С. Оскільки сіль, що утворюється, випадає в осад, то її легко відокремлюють. Розчин, що залишився, випарюють і отримують натрієву луг.
3. Діафрагмовий та мембранний спосіб отримання. Заснований на роботі установки електролізера. До неї подається розчин повареної солі (NaCL), який піддається електролізу з утворенням вільного газоподібного хлору і потрібного продукту каустика. Різниця даних методів у тому, що при діафрагмовому способі головною структурною частиною пристрою є діафрагма з азбесту (катод). При мембранному способі катодне та анодне простір розділено спеціальною мембраною.

Таким чином і одержують у лабораторії гідроксид натрію, вибираючи найбільш вигідний у матеріальному плані варіант. Він же, як правило, менш енерговитратний.

Синтез у промисловості

Як же отримують у промисловості таку речовину, як натрідкий? Рідкий та твердий каустик видобувається найчастіше електрохімічним способом. Він заснований на електролізі розчину природного мінералу галіту, переважна частина якого сформована кухонною сіллю.

Головна особливість такого синтезу в тому, що побічними продуктами разом із їдким натром є газоподібні хлор та водень. Процес здійснюється у кожному з трьох варіантів:

• електроліз діафрагмовий на твердому катоді;
• з рідким катодом із ртуті;
• мембранний із твердим катодом.

Переважна більшість виробленого у світі каустика утворюється все ж таки за методом з мембраною. Отриманий луг відрізняється досить високим рівнем чистоти.

Області застосування

Існує досить багато галузей, в яких актуальним є їдкий натр. Застосування засноване на його хімічних та фізичних властивостях, що роблять дану сполуку незамінною у багатьох синтезах та процесах.

Можна виділити кілька основних областей, у яких гідроксид натрію є обов'язковим елементом.

1. Хімічне виробництво (синтез складних ефірів, мила, жирів, отримання волокон, для отримання продуктів нафтопереробки, як каталізатор у багатьох процесах; є основною речовиною для нейтралізації кислот та відповідних їм оксидів; в аналітичній хімії застосовується для титрування; також використовується для отримання чистих металів, багатьох солей, інших основ та органічних сполук).
2. При виробництві паперу для обробки целюлози деревини (позбавлення деревини лігніну).
3. У господарській діяльності також незамінний їдкий натр. Застосування численних миючих засобів на його основі дуже актуальне. Миловаріння, одержання шампунів – все це не обходиться без каустичної соди.
4. Необхідний синтезу біопалива.
5. Застосовується в державних масштабах для дегазації та нейтралізації, що впливають на організми.
6. Виробництво ліків та наркотичних засобів.
7. Харчова галузь – кондитерські вироби, шоколад, какао, морозиво, фарбування цукерок, маслин, випічка хлібобулочних виробів.
8. У косметології для видалення сторонніх утворень (родимки, папіломи, бородавки).
9. Використовується на лікеро-горілчаних та тютюнових комбінатах.
10. У текстильній промисловості.
11. Виробництво скла: кольорового, звичайного, оптичного та іншого.

Очевидно, що гідроксид натрію - дуже важлива та корисна в діяльності людини речовина. Зовсім не дарма воно синтезується у світі щороку в тоннах – 57 мільйонів і більше.

Фізичні властивості

Біла порошкоподібна речовина, іноді безбарвна. Можливо як дрібнокристалічного порошку чи вигляді пластівців. Найчастіше у формі великих кристалів. Температура плавлення досить низька - 65,1 про З. Дуже швидко поглинає вологу і перетворюється на гідратовану форму NaOH·3,5Н 2 О. У цьому випадку температура плавлення ще менше, всього 15,5 про З. Практично необмежено розчиняється у спиртах, воді . На дотик як тверда речовина, так і рідка мила.

Дуже небезпечне в концентрованому та розведеному вигляді. Здатно пошкоджувати усі оболонки ока, аж до зорових нервів. Попадання у вічі може закінчитися сліпотою. Тому робота з цим з'єднанням вкрай небезпечна і потребує захисних пристроїв.

Хімічні властивості

Їдкий натр властивості виявляє такі самі, як і всі луги: взаємодіє з оксидами, амфотерними оксидами і гідроксидами, солями. З неметалів входить у реакції із сіркою, фосфором і галогенами. Також здатний реагувати із металами.

В органічній хімії гідроксид натрію вступає у взаємодію з амідами, ефірами, галогензаміщеними алканами.

Умови зберігання

Зберігання натру їдкого здійснюється за певними умовами. Це тим, що він вкрай реакційноздатний, особливо, коли приміщення вологе. Основними умовами можна назвати такі.

1. Зберігання далеко від опалювальних приладів.
2. Герметично закриті та запаяні упаковки, не здатні пропускати вологу.
3. Сухий кристалічний каустик зберігається у мішках спеціального складу (щільний поліетилен), рідкий – у темній скляній тарі з притертими пробками. Якщо ж кількість його велика і вимагає транспортування, то розчин їдкого натру поміщають у спеціальні сталеві контейнери і каністри.

Перевозити цю речовину можна будь-яким відомим способом з дотриманням правил техніки безпеки, за винятком транспортування повітрям.

Рідкий натрієвий луг

Крім кристалічного існує ще водний розчин їдкого натру. Формула його та сама, що й для твердого. У хімічному відношенні розчини більш застосовні та зручні у використанні. Тому в такій формі каустик використовується найчастіше.

Розчин їдкого натру, формула якого - NaOH, знаходить застосування у всіх вищезгаданих областях. Він незручний тільки при транспортуванні, тому що перевозити краще сухий каустик. За рештою властивостей анітрохи не поступається кристалам, а деяких і перевершує їх.