Ի՞նչ է կաուստիկ սոդան: Նատրիումի հիդրօքսիդի խտությունը

2024 Հեղինակ: Angel Austin | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-02 17:49

Ժամանակակից աշխարհում կյանքն անհնար է առանց քիմիական ռեակցիաների, որոնք տեղի են ունենում ամենուր և օգտակար են և վտանգավոր: Դ. Ի. Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակի համաձայն՝ հիմնական ենթախմբի 1-ին խմբի մետաղները, որոնք ներառում են նատրիումը (Na), բուռն արձագանքում են ջրի հետ՝ առաջացնելով ալկալիներ՝ քիմիապես ակտիվ նյութեր։

Ալկալիների հայեցակարգ

Ակտիվ մետաղների ջրում լուծվող հիդրօքսիդներ՝ ալկալիներ՝ կաուստիկ և բավականին վտանգավոր քիմիական նյութեր։ Դրանք պինդ են և սպիտակ գույնի։ Ջրի մեջ լուծարվելով՝ այս հիմքերը ջերմություն են թողնում։ Ալկալիներն ունակ են նաև ոչնչացնել մաշկը, փայտը, գործվածքները, ինչի արդյունքում նրանք ստացել են չնչին «կաուստիկ» անվանումը, որը սովորաբար կիրառվում է միայն ալկալային մետաղների հիդրօքսիդների նկատմամբ։ Ամենահայտնի ալկալիները ներառում են նատրիումի (NaOH), կալիումի (KOH), լիթիումի (LiOH), բարիումի (Ba(OH)₂), ցեզիումի (CsOH), կալցիումի հիդրօքսիդները: (Ca(OH)_{2) և մի քանի այլ:}

Նատրիումի հիդրօքսիդ. բնութագրեր

Կաուստիկ սոդան չնչին էնատրիումի հիդրօքսիդի անվանումը ամենատարածված ալկալիներից մեկն է: Այն պատկանում է վտանգավոր քիմիական նյութերին, քանի որ հեշտությամբ քայքայում է մարդու մաշկը, ուստի դրա հետ աշխատելիս անհրաժեշտ է պահպանել անվտանգության անհրաժեշտ միջոցները։ Նաև նատրիումի հիդրօքսիդը երբեմն կոչվում է կաուստիկ սոդա կամ կաուստիկ: Ինչպես մյուս բոլոր ալկալիները, այն լավ փոխազդում է ջրի հետ ջերմության արձակմամբ և սպիտակ, հիգրոսկոպիկ է, այսինքն՝ ընդունակ է կլանել ջրի գոլորշին օդից, միացություն։ Կաուստիկ սոդայի խտությունը 2,13 գ/սմ³ է։

Ռեակտիվություն

Կաուստիկ սոդայի լուծույթը կարող է մտնել տարբեր տեսակի ռեակցիաների մեջ՝ առաջացնելով այլ նյութեր։

1. Երբ այս միացությունը փոխազդում է թթուների հետ, միշտ առաջանում են աղ և ջուր՝

NaOH + HCl=NaCl₂ + H_2O.

2. Կաուստիկ սոդան ունակ է փոխազդելու թթվային և ամֆոտերային մետաղների օքսիդների հետ (լուծույթում և միաձուլման ժամանակ), ինչպես նաև առաջացնելով համապատասխան աղ և ջուր:

• 2NaOH + SO₃=Na₂SO₄ + H ₂O (SO_{3 – թթու օքսիդ);}
• 2NaOH + ZnO=Na₂ZnO₂ + H_{2O (ZnO – ամֆոտերային օքսիդ, այս ռեակցիան ընթանում է միաձուլման և տաքացման միջոցով):}

Երբ նատրիումի հիդրօքսիդը փոխազդում է ամֆոտերային օքսիդի լուծույթի հետ, առաջանում է լուծելի բարդ աղ։

3. Ալկալիների ռեակցիան ամֆոտերային հիդրօքսիդների հետ հանգեցնում է նաև հալվածքի կամ բարդ նատրիումի աղի առաջացմանը՝ կախված դրա պայմաններից։

4. Կաուստիկը աղերի հետ փոխազդելով՝ ստացվում է նատրիում և համապատասխան ջրում չլուծվող հիդրօքսիդ։

• 2NaOH + MgCl₂=2NaCl + Mg(OH)_{2 (մագնեզիումի հիդրօքսիդը ջրում չլուծվող հիմք է):}

5. Նատրիումի հիդրօքսիդը կարող է նաև փոխազդել ոչ մետաղների հետ, ինչպիսիք են ծծումբը կամ հալոգենները՝ առաջացնելով նատրիումի աղերի խառնուրդ, ինչպես նաև ամֆոտերային մետաղների հետ՝ առաջացնելով բարդ աղեր, երկաթ և պղինձ։

• 3S + 6NaOH=2Na₂S + Na₂SO₄ + 3H _2Օ.

6. Կաուստիկ սոդան կարող է նաև փոխազդել օրգանական նյութերի հետ, օրինակ՝ եթերներ, ամիդներ, պոլիհիդրային սպիրտներ։

• 2C₂H₆O₂ + 2NaOH=C₂ H₄O₂Na₂ + 2H_{2 O (ռեակցիայի արտադրանքը նատրիումի սպիրտ է):}

Ստանալ

Արդյունաբերության մեջ կաուստիկ սոդայի արտադրության մի քանի եղանակ կա, որոնցից հիմնականները քիմիական և էլեկտրաքիմիական են:

Առաջին մեթոդը հիմնված է մի քանի մեթոդների վրա՝ պիրոլիզի, կրաքարի և ֆերիտի:

1. Պիրոլիզն իրականացվում է նատրիումի կարբոնատի կալցինացման միջոցով բարձր ջերմաստիճանում (առնվազն 1000 աստիճան)՝ նատրիումի օքսիդի և ածխածնի երկօքսիդի առաջացմամբ։ Այնուհետև ստացված սառեցված օքսիդը լուծվում է ջրի մեջ, որի արդյունքում ստացվում է կաուստիկ սոդա։

• Na₂CO₃=Na₂O + CO _{2 (1000 աստիճանով);}
• Na₂O + H₂O=_2NaOH.

Երբեմն նատրիումի բիկարբոնատը օգտագործվում է նատրիումի կարբոնատի փոխարեն, և այդ պատճառով գործընթացը մի փոքր ավելի բարդ է:

2. Նատրիումի հիդրօքսիդի արտադրության կրաքարի մեթոդը բաղկացած է ածխաթթվի նատրիումի աղի փոխազդեցությունից կալցիումի հիդրօքսիդի հետ (խամրած կրաքարի), երբ տաքացվում է առնվազն 80 աստիճան ջերմաստիճանում: Այս փոխազդեցության արդյունքում ստացվում են ալկալիի և կալցիումի կարբոնատի լուծույթներ (CaCO_{3), որոնք այնուհետև զտվում են հիմնական լուծույթից։}

• Na₂CO₃ + Ca(OH)₂=2NaOH + CaCO _3.

3. Ֆերիտի մեթոդն իրականացվում է երկու փուլով՝ սկզբում սոդան միաձուլվում է երկաթի III օքսիդի հետ մինչև 1200 աստիճան ջերմաստիճանում՝ ստանալով նատրիումի ֆերիտ, այնուհետև վերջինս մշակում են ջրով, որի արդյունքում ստացվում է ալկալի։

• Na₂CO₃ + Fe₂O₃ =2NaFeO₂ + CO_2;
• 2NaFeO₂ + 2H₂O=2NaOH + Fe₂O3H _2Օ.

Կաստիկ սոդայի ստացման էլեկտրաքիմիական մեթոդում կիրառվում են նաև մի քանի մեթոդներ՝ նատրիումի քլորիդի լուծույթի (NaCl) էլեկտրոլիզ, դիֆրագմային, թաղանթային և սնդիկի մեթոդ՝ հեղուկ կաթոդով։ Վերջին երեք մեթոդներն ավելի բարդ են, քան առաջինը, բայց դրանք բոլորն էլ կապված են համապատասխան աղերի լուծույթով էլեկտրական հոսանքի անցման հետ, այսինքն՝ էլեկտրոլիզով։

Ալկալիի արտադրության ամենատարածված մեթոդը հալիտի լուծույթի էլեկտրոլիզն է, որը բաղկացած է սեղանի ջրից:աղ, որի արդյունքում անոդում և կաթոդում անջատվում է քլոր և ջրածին, և ստացվում է նատրիումի հիդրօքսիդ՝

• 2NaCl + 2H₂O=H₂ + Cl_{2 + 2NaOH.}

Լաբորատորիայում կաուստիկ սոդան արտադրվում է նաև քիմիական մեթոդներով, սակայն առավել հաճախ օգտագործվում են դիֆրագմային և թաղանթային մեթոդները։

Դիմում

Կաուստիկ սոդան օգտագործվում է ոչ միայն արդյունաբերության տարբեր ոլորտներում, այլև առօրյա կյանքում։ Օգտագործվում է՝

1. Լվացող միջոցների արտադրության մեջ.
2. Թթուների չեզոքացման կամ որպես կատալիզատոր քիմիական արդյունաբերության մեջ:
3. Բիոդիզել պատրաստելու համար, որն ավելի էկոլոգիապես մաքուր է, քան սովորական դիզելը:
4. Դրանից պատրաստում են չոր հատիկներ, որոնց օգնությամբ մաքրում են կոյուղու խողովակներն ու լվացարանները սննդի խցանումից։
5. Կաուստիկ սոդան կիրառելի է նաև սննդամթերքի արտադրության մեջ, ինչպիսիք են հացը կամ կակաոն: Այն օգտագործվում է որպես սննդային հավելում։
6. Կոսմետոլոգիայում նյութն օգտագործվում է մահացած մաշկը հեռացնելու համար։
7. Լուսանկարների ավելի արագ մշակման համար:
8. Տեխնիկական կաուստիկ սոդան լայնորեն օգտագործվում է քիմիական, նավթաքիմիական, նավթավերամշակման, ցելյուլոզայի և թղթի, հանքարդյունաբերության, տեքստիլ, սննդի և շատ այլ ոլորտներում:

Նախազգուշական միջոցներ

Կաուստիկ սոդան ամուր հիմք է: Այն հեշտությամբ կարող է վնասել ոչ միայն հյուսվածքը, այլեւ մարդու մաշկը, որը կուղեկցվիայրվածքներ. Այս նյութի հետ աշխատելիս պետք է պահպանվեն անվտանգության որոշակի նախազգուշական միջոցներ, մասնավորապես՝

• Անհրաժեշտ է կրել հատուկ ռետինե ձեռնոցներ, ակնոցներ, որպեսզի լուծույթը չհայտնվի ձեռքերին և աչքերին։
• Պետք է կրել այնպիսի հագուստ, որը դիմացկուն կլինի քիմիական միացություններին և թույլ չի տա, որ դրանք թափանցեն մարմնի մաշկին։ Սովորաբար նման հագուստը մշակվում է PVC-ով։