· Keemilised omadused · Naatriumioonide kvalitatiivne määramine · Valmistamismeetodid · Seebikivi turg · Kasutamine · Ettevaatusabinõud naatriumhüdroksiidi käsitsemisel · Kirjandus & middot
Naatriumhüdroksiid (kaustiline leelis) on tugev keemiline alus (tugevate aluste hulka kuuluvad hüdroksiidid, mille molekulid dissotsieeruvad vees täielikult), nende hulka kuuluvad D. I. Mendelejevi perioodilise süsteemi alarühmade Ia ja IIa leelis- ja leelismuldmetallide hüdroksiidid, KOH (kaustiline kaaliumkloriid). ), Ba(OH)2 (kaustiline bariit), LiOH, RbOH, CsOH. Aluselisuse (aluselisuse) määrab metalli valents, välise elektronkihi raadius ja elektrokeemiline aktiivsus: mida suurem on elektronkihi raadius (suureneb koos aatomarvuga), seda lihtsam on metall elektronidest loobuda ja seda suurem on selle elektrokeemiline aktiivsus ja mida rohkem vasakule asub element metallide elektrokeemilise aktiivsuse reas, milles vesiniku aktiivsus on null.
NaOH vesilahustel on tugev leeliseline reaktsioon (1% lahuse pH = 13). Peamised meetodid leeliste määramiseks lahustes on reaktsioonid hüdroksiidioonile (OH) (fenoolftaleiiniga - karmiinpunane värv ja metüüloranž (metüüloranž) - kollane värv). Mida rohkem on lahuses hüdroksiidioone, seda tugevam on leelis ja seda intensiivsem on indikaatori värvus.
Naatriumhüdroksiid reageerib:
1.Neutraliseerimine erinevate ainetega mis tahes agregatsiooni olekus, lahustest ja gaasidest kuni tahkete aineteni:
- hapetega - soolade ja vee moodustumisega:
NaOH + HCl → NaCl + H2O
(1) H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O (koos NaOH liiaga)
(2) H 2 S + NaOH = NaHS + H 2 O (happesool, vahekorras 1:1)
(üldiselt saab sellist reaktsiooni kujutada lihtsa ioonvõrrandiga; reaktsioon kulgeb soojuse eraldumisega (eksotermiline reaktsioon): OH + H3O + → 2H2O.)
- amfoteersete oksiididega, millel on nii aluselised kui ka happelised omadused, ning võime reageerida leelistega nagu tahkete ainetega sulatamisel:
ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O
sama lahendustega:
ZnO + 2NaOH (lahus) + H 2 O → Na 2 (lahus)
(Tekkinud aniooni nimetatakse tetrahüdroksosinkaadi iooniks ja soola, mida saab lahusest eraldada, nimetatakse naatriumtetrahüdroksotsinkaadiks. Naatriumhüdroksiid läbib sarnaseid reaktsioone ka teiste amfoteersete oksiididega.)
- Amfoteersete hüdroksiididega:
Al(OH)3 + 3NaOH = Na3
2. Vahetage lahuses olevate sooladega:
2NaOH + CuSO4 → Cu (OH)2 + Na2SO4,
2Na + + 2OH + Cu 2+ + SO 4 2 → Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4
Metallhüdroksiidide sadestamiseks kasutatakse naatriumhüdroksiidi. Näiteks nii saadakse geelitaoline alumiiniumhüdroksiid naatriumhüdroksiidi reageerimisel alumiiniumsulfaadiga vesilahuses, lisaks välditakse liigset leelist ja lahustatakse sade. Seda kasutatakse eelkõige vee puhastamiseks väikestest heljumitest.
6NaOH + Al 2(SO 4) 3 → 2Al(OH) 3 + 3Na 2 SO 4.
6Na + + 6OH + 2Al 3+ + SO 4 2 → 2Al(OH) 3 + 3Na 2 SO 4.
3. Mittemetallidega:
näiteks fosforiga - naatriumhüpofosfiidi moodustumisega:
4P + 3NaOH + 3H2O → PH 3 + 3NaH2PO 2.
3S + 6NaOH → 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O
- halogeenidega:
2NaOH + Cl 2 → NaClO + NaCl + H 2 O(kloori dismutatsioon)
2Na + + 2OH + 2Cl → 2Na + + 2O 2 + 2H + + 2Cl → NaClO + NaCl + H 2 O
6NaOH + 3I2 → NaIO3 + 5NaI + 3H2O
4. Metallidega: Naatriumhüdroksiid reageerib alumiiniumi, tsingi, titaaniga. See ei reageeri raua ja vasega (madala elektrokeemilise potentsiaaliga metallid). Alumiinium lahustub kergesti söövitavas leelis, moodustades hästi lahustuva kompleksi - naatrium- ja vesiniktetrahüdroksüaluminaadi:
2A10 + 2NaOH + 6H20 → 3H2 + 2Na
2Al 0 + 2Na + + 8OH + 6H + → 3H 2 + 2Na +
5. Estritega, amiidid ja alküülhalogeniidid (hüdrolüüs):
rasvadega (seebistamine) on see reaktsioon pöördumatu, kuna saadud hape koos leelisega moodustab seebi ja glütseriini. Seejärel ekstraheeritakse glütseriin seebivedelikest vaakumaurustamise ja saadud toodete täiendava destilleerimisega puhastamise teel. See seebi valmistamise meetod on Lähis-Idas tuntud juba 7. sajandist:
(C 17 H 35 COO) 3 C 3 H 5 + 3NaOH → C 3 H 5 (OH) 3 + 3C 17 H 35 COONa
Rasvade interaktsiooni tulemusena naatriumhüdroksiidiga saadakse tahked seebid (neist toodetakse seebitükki), kaaliumhüdroksiidiga saadakse vastavalt rasva koostisele kas tahked või vedelad seebid.
6. Mitmehüdroksüülsete alkoholidega- alkoholaatide moodustumisega:
HO-CH2-CH2OH + 2NaOH → NaO-CH2-CH2-ONa + 2H2O
7. Klaasiga: pikaajalisel kokkupuutel kuuma naatriumhüdroksiidiga muutub klaasi pind tuhmiks (silikaatide leostumine):
SiO 2 + 4NaOH → (2Na 2 O) SiO 2 + 2H 2 O.
Prantsuse teadlane A. L. Duhamel du Monceau tegi esimesena nende ainete vahel vahet: naatriumhüdroksiidi hakati nimetama seebikiviks, naatriumkarbonaadiks - soodaks (Salsola Soda taime järgi, mille tuhast see ekstraheeriti) ja kaaliumkarbonaadiks. - kaaliumkloriid. Praegu nimetatakse süsihappe naatriumsoolasid tavaliselt soodaks. Inglise ja prantsuse keeles tähendab sõna sodium naatriumi, potassium kaaliumi.
Füüsikalised omadused
Naatriumhüdroksiid
Lahenduste termodünaamika
Δ H 0 lõpmatult lahjendatud vesilahuse lahustuvus on -44,45 kJ/mol.
Vesilahustest 12,3 - 61,8 °C juures kristalliseerub monohüdraat (ortorombiline süngoonium), sulamistemperatuur 65,1 °C; tihedus 1,829 g/cm³; ΔH 0 arr.-734,96 kJ/mol), vahemikus -28 kuni -24 °C - heptahüdraat, -24 kuni -17,7 °C - pentahüdraat, -17,7 kuni -5,4 °C - tetrahüdraat (α-modifikatsioon), alates - 5,4 kuni 12,3 °C. Lahustuvus metanoolis 23,6 g/l (t=28 °C), etanoolis 14,7 g/l (t=28 °C). NaOH 3,5H20 (sulamistemperatuur 15,5 °C);
Keemilised omadused
(üldiselt saab sellist reaktsiooni kujutada lihtsa ioonvõrrandiga; reaktsioon kulgeb soojuse eraldumisega (eksotermiline reaktsioon): OH- + H3O+ → 2H2O.)
- amfoteersete oksiididega, millel on nii aluselised kui ka happelised omadused, ning võime reageerida leelistega nagu tahkete ainetega sulatamisel:
ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O
sama lahendustega:
ZnO + 2NaOH (lahus) + H 2 O → Na 2 (lahus)+H2
(Tekkinud aniooni nimetatakse tetrahüdroksosinkaadi iooniks ja soola, mida saab lahusest eraldada, nimetatakse naatriumtetrahüdroksotsinkaadiks. Naatriumhüdroksiid läbib sarnaseid reaktsioone ka teiste amfoteersete oksiididega.)
- happeoksiididega - soolade moodustumisega; seda omadust kasutatakse tööstuslike heitkoguste puhastamiseks happelistest gaasidest (näiteks: CO 2, SO 2 ja H 2 S):
2Na + + 2OH - + Cu 2+ + SO 4 2- → Cu(OH) 2 ↓+ Na 2 SO 4
Metallhüdroksiidide sadestamiseks kasutatakse naatriumhüdroksiidi. Näiteks nii saadakse geelitaoline alumiiniumhüdroksiid naatriumhüdroksiidi reageerimisel alumiiniumsulfaadiga vesilahuses. Seda kasutatakse eelkõige vee puhastamiseks väikestest heljumitest.
Estrite hüdrolüüs
- rasvadega (seebistamine) on see reaktsioon pöördumatu, kuna saadud hape koos leelisega moodustab seebi ja glütseriini. Seejärel ekstraheeritakse glütseriin seebivedelikest vaakumaurustamise ja saadud toodete täiendava destilleerimisega puhastamise teel. See seebi valmistamise meetod on Lähis-Idas tuntud juba 7. sajandist:
Rasvade seebistamise protsess
Rasvade interaktsiooni tulemusena naatriumhüdroksiidiga saadakse tahked seebid (neist toodetakse seebitükki), kaaliumhüdroksiidiga saadakse olenevalt rasva koostisest kas tahked või vedelad seebid.
HO-CH2-CH2OH + 2NaOH → NaO-CH2-CH2-ONa + 2H2O
2NaCl + 2H2O = H2 + Cl2 + 2NaOH,Praegu toodetakse söövitavat leelist ja kloori kolme elektrokeemilise meetodiga. Kaks neist on elektrolüüs tahke asbesti- või polümeerkatoodiga (diafragma ja membraani tootmismeetodid), kolmas on elektrolüüs vedelkatoodiga (elavhõbeda tootmismeetod). Elektrokeemilistest tootmismeetoditest on kõige lihtsam ja mugavam elektrolüüs elavhõbekatoodiga, kuid see meetod põhjustab olulist kahju keskkonnale metallilise elavhõbeda aurustumise ja lekkimise tagajärjel. Membraanide tootmismeetod on kõige tõhusam, kõige vähem energiamahukas ja keskkonnasõbralikum, kuid ka kõige kapriissem, eelkõige nõuab see kõrgema puhtusastmega toorainet.
Vedela elavhõbekatoodiga elektrolüüsil saadud söövitavad leelised on palju puhtamad kui membraanmeetodil saadud leelised. See on mõne tööstusharu jaoks oluline. Seega saab tehiskiudude tootmisel kasutada ainult vedela elavhõbekatoodiga elektrolüüsil saadud söövitavat ainet. Maailmapraktikas kasutatakse kõiki kolme kloori ja seebikivi tootmise meetodit, millel on selge tendents membraani elektrolüüsi osakaalu suurenemisele. Venemaal toodetakse ligikaudu 35% kogu toodetud seebikivist elektrolüüsil elavhõbekatoodiga ja 65% elektrolüüsil tahke katoodiga (membraani- ja membraanmeetodid).
Tootmisprotsessi efektiivsust arvutatakse mitte ainult seebikivi saagise, vaid ka elektrolüüsi käigus saadava kloori ja vesiniku saagise järgi, kloori ja naatriumhüdroksiidi suhe väljundis on 100/110, reaktsioon kulgeb järgmised suhted:
1,8 NaCl + 0,5 H2O + 2,8 MJ = 1,00 Cl 2 + 1,10 NaOH + 0,03 H2,Erinevate tootmismeetodite peamised näitajad on toodud tabelis:
| Näitaja 1 tonni NaOH kohta | Elavhõbeda meetod | Diafragma meetod | Membraani meetod |
|---|---|---|---|
| Kloori saagis % | 97 | 96 | 98,5 |
| Elekter (kWh) | 3 150 | 3 260 | 2 520 |
| NaOH kontsentratsioon | 50 | 12 | 35 |
| Kloori puhtus | 99,2 | 98 | 99,3 |
| Vesiniku puhtus | 99,9 | 99,9 | 99,9 |
| O 2 massiosa klooris, % | 0,1 | 1-2 | 0,3 |
| Cl massiosa NaOH-s, % | 0,003 | 1-1,2 | 0,005 |
Tahketoodiga elektrolüüsi tehnoloogiline skeem
Diafragma meetod - Tahketoodiga elektrolüsaatori õõnsus jaotatakse poorse vaheseina - membraaniga - katood- ja anoodiruumideks, kus asuvad vastavalt elektrolüüsi katood ja anood. Seetõttu nimetatakse sellist elektrolüüsi sageli membraaniks ja tootmismeetodiks on diafragma elektrolüüs. Küllastunud anolüüdi vool siseneb pidevalt membraani elektrolüüsi anoodiruumi. Elektrokeemilise protsessi tulemusena eraldub haliidi lagunemisel anoodil kloor ja vee lagunemisel katoodil vesinik. Kloor ja vesinik eemaldatakse elektrolüsaatorist eraldi, segamata:
2Cl - - 2 e= Cl 2 0, H 2 O − 2 e− 1/2 O 2 = H 2 .
Sel juhul on katoodilähedane tsoon rikastatud naatriumhüdroksiidiga. Katoodilähedase tsooni lahust, mida nimetatakse elektrolüütiliseks vedelaks ja mis sisaldab lagunemata anolüüti ja naatriumhüdroksiidi, eemaldatakse elektrolüsaatorist pidevalt. Järgmises etapis elektrolüütiline leelis aurustatakse ja NaOH sisaldus selles reguleeritakse vastavalt standardile 42-50%. Naatriumhüdroksiidi kontsentratsiooni suurenedes sadestuvad haliit ja naatriumsulfaat. Leeliseline leeliselahus dekanteeritakse settest ja viiakse valmistootena lattu või aurustamisetappi, et saada tahke saadus, millele järgneb sulatamine, helvestamine või granuleerimine. Kristalliline haliit (pöördsool) suunatakse tagasi elektrolüüsile, valmistades nn pöördsoolvee. Sulfaadi akumuleerumise vältimiseks lahustesse eemaldatakse sulfaat sellest enne pöördsoolvee valmistamist. Anolüüdi kadu kompenseeritakse soolakihtide maa-aluse leostumise või tahke haliidi lahustamisega saadud värske soolvee lisamisega. Enne segamist tagasivooluga soolveega puhastatakse värske soolvesi mehaanilistest suspensioonidest ning olulisest osast kaltsiumi- ja magneesiumioonidest. Saadud kloor eraldatakse veeaurust, pressitakse kokku ja tarnitakse kas kloori sisaldavate toodete tootmiseks või veeldamiseks.
Membraani meetod - sarnane diafragmaga, kuid anoodi- ja katoodiruumid on eraldatud katioonvahetusmembraaniga. Membraanelektrolüüs tagab puhtaima seebikivi tootmise.
Tehnoloogia süsteem elektrolüüsPeamine tehnoloogiline etapp on elektrolüüs, põhiaparaat on elektrolüütivann, mis koosneb elektrolüsaatorist, lagundajast ja elavhõbedapumbast, mis on omavahel sideühendustega ühendatud. Elektrolüütilises vannis ringleb elavhõbe elavhõbedapumba toimel, läbides elektrolüüsi ja lagundaja. Elektrolüsaatori katood on elavhõbeda vool. Anoodid – grafiit või vähekuluvad. Koos elavhõbedaga voolab elektrolüsaatorist pidevalt läbi anolüüdi, haliidilahuse vool. Haliidi elektrokeemilise lagunemise tulemusena tekivad anoodil Cl - ioonid ja eraldub kloor:
2 Cl - - 2 e= Cl 2 0,
mis eemaldatakse elektrolüsaatorist ja elavhõbeda katoodile moodustub nõrk naatriumi lahus elavhõbedas, nn amalgaam:
Na + + e = Na 0 nNa + + nHg - = Na + HgAmalgaam voolab pidevalt elektrolüsaatorist lagundajasse. Lisanditest hästi puhastatud vett tarnitakse samuti pidevalt lagundajasse. Selles laguneb naatriumamalgaam spontaanse elektrokeemilise protsessi tulemusena vee toimel peaaegu täielikult, moodustades elavhõbedat, söövitavat lahust ja vesinikku:
Na + Hg + H 2 0 = NaOH + 1/2H 2 + HgSel viisil saadud söövitav lahus, mis on kaubanduslik toode, ei sisalda haliidi lisandit, mis on viskoosi tootmisel kahjulik. Elavhõbe vabastatakse peaaegu täielikult naatriumamalgaamist ja tagastatakse elektrolüüsiseadmesse. Vesinik eemaldatakse puhastamiseks. Elektrolüsaatorist väljuv anolüüt küllastatakse täiendavalt värske haliidiga, sealt eemaldatakse sinna sattunud ning anoodidelt ja konstruktsioonimaterjalidelt välja uhutud lisandid ning suunatakse tagasi elektrolüüsi. Enne küllastumist eemaldatakse selles lahustunud kloor anolüüdist kahe- või kolmeastmelise protsessiga.
Laboratoorsed saamise meetodid
Laboris toodetakse naatriumhüdroksiidi keemiliste meetoditega, millel on rohkem ajalooline kui praktiline tähtsus.
Lubja meetod Naatriumhüdroksiidi valmistamine hõlmab soodalahuse interaktsiooni lubjapiimaga temperatuuril umbes 80 °C. Seda protsessi nimetatakse kaustiseerimiseks; seda kirjeldab reaktsioon:
Na 2 C0 3 + Ca (OH) 2 = 2NaOH + CaC0 3Reaktsiooni tulemusena moodustub naatriumhüdroksiidi lahus ja kaltsiumkarbonaadi sade. Kaltsiumkarbonaat eraldatakse lahusest, mis aurustatakse, et saada umbes 92% NaOH-d sisaldav sulaprodukt. Sulatatud NaOH valatakse raudtrumlitesse, kus see kõveneb.
Ferriitne meetod kirjeldatakse kahe reaktsiooniga:
Na 2 C0 3 + Fe 2 0 3 = Na 2 0 Fe 2 0 3 + C0 2 (1) Na 2 0 Fe 2 0 3 -f H 2 0 = 2 NaOH + Fe 2 O 3 (2)(1) - sooda paagutamise protsess raudoksiidiga temperatuuril 1100-1200°C. Sel juhul moodustub naatriumferriit ja eraldub süsinikdioksiid. Järgmisena töödeldakse kooki (leostatakse) veega vastavalt reaktsioonile (2); saadakse naatriumhüdroksiidi lahus ja Fe 2 O 3 sade, mis pärast lahusest eraldamist suunatakse tagasi protsessi. Lahus sisaldab umbes 400 g/l NaOH-d. See aurustatakse, et saada umbes 92% NaOH-d sisaldav produkt.
Naatriumhüdroksiidi tootmise keemilistel meetoditel on olulisi puudusi: kulub palju kütust, tekkiv seebikivi saastub lisanditega ning seadmete hooldus on töömahukas. Praegu on need meetodid peaaegu täielikult asendatud elektrokeemilise tootmismeetodiga.
Seebikivi turg
Naatriumhüdroksiidi tootmine maailmas, 2005| Tootja | Tootmismaht, miljon tonni | Jaga maailmatoodangust |
|---|---|---|
| DOW | 6.363 | 11.1 |
| Occidental Chemical Company | 2.552 | 4.4 |
| Formosa plastid | 2.016 | 3.5 |
| PPG | 1.684 | 2.9 |
| Bayer | 1.507 | 2.6 |
| Akzo Nobel | 1.157 | 2.0 |
| Tosoh | 1.110 | 1.9 |
| Arkema | 1.049 | 1.8 |
| Olin | 0.970 | 1.7 |
| Venemaa | 1.290 | 2.24 |
| Hiina | 9.138 | 15.88 |
| muud | 27.559 | 47,87 |
| Kokku: | 57,541 | 100 |
TR - tahke elavhõbe (helbed);
TD - tahke diafragma (sulatatud);
PP - elavhõbeda lahus;
РХ - keemiline lahus;
RD - diafragma lahus.
| Indikaatori nimi | TR OKP 21 3211 0400 | TD OKP 21 3212 0200 | RR OKP 21 3211 0100 | RH 1. klass OKP 21 3221 0530 | RH 2. klass OKP 21 3221 0540 | RD Premium klass OKP 21 3212 0320 | RD Esimene klass OKP 21 3212 0330 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Välimus | Helvestatud mass on valge. Lubatud hele värv | Valge sulamass. Lubatud hele värv | Värvitu läbipaistev vedelik | Värvitu või värviline vedelik. Lubatud on kristalliseerunud sete | Värvitu või värviline vedelik. Lubatud on kristalliseerunud sete | Värvitu või värviline vedelik. Lubatud on kristalliseerunud sete | |
| Naatriumhüdroksiidi massiosa, %, mitte vähem | 98,5 | 94,0 | 42,0 | 45,5 | 43,0 | 46,0 | 44,0 |
| Ärinimi | 2005 tuhat tonni | 2006 tuhat tonni | osa 2005% | osa 2006% |
|---|---|---|---|---|
| JSC "Kaustik", Sterlitamak | 239 | 249 | 20 | 20 |
| JSC "Kaustik", Volgograd | 210 | 216 | 18 | 18 |
| OJSC "Sayanskkhimplast" | 129 | 111 | 11 | 9 |
| OÜ "Usolyekhimprom" | 84 | 99 | 7 | 8 |
| OJSC "Sibur-Neftekhim" | 87 | 92 | 7 | 8 |
| JSC "Khimprom", Cheboksary | 82 | 92 | 7 | 8 |
| VOJSC "Khimprom", Volgograd | 87 | 90 | 7 | 7 |
| CJSC "Ilimkhimprom" | 70 | 84 | 6 | 7 |
| OJSC "KCHKhK" | 81 | 79 | 7 | 6 |
| NAC "AZOT" | 73 | 61 | 6 | 5 |
| JSC "Khimprom", Kemerovo | 42 | 44 | 4 | 4 |
| Kokku: | 1184 | 1217 | 100 | 100 |
| Ärinimi | 2005 tonni | 2006 tonni | osa 2005% | osa 2006% |
|---|---|---|---|---|
| JSC "Kaustik", Volgograd | 67504 | 63510 | 62 | 60 |
| JSC "Kaustik", Sterlitamak | 34105 | 34761 | 31 | 33 |
| OJSC "Sibur-Neftekhim" | 1279 | 833 | 1 | 1 |
| VOJSC "Khimprom", Volgograd | 5768 | 7115 | 5 | 7 |
| Kokku: | 108565 | 106219 | 100 | 100 |
Rakendus
Biodiisel
Lutefiski tursk Norra põhiseaduse päeva pidustustel
Naatriumhüdroksiid on hästi tuntud seebikivi, kõige levinum leelis maailmas. Keemiline valem NaOH. Sellel on ka teisi traditsioonilisi nimetusi - söövitav, söövitav leelis, seebikivi, naatriumhüdroksiid, naatriumleelis.
Seebikivi on valge või kollakas, katsudes kergelt libe tahke aine, mis saadakse naatriumkloriidi elektrolüüsil. Naatriumhüdroksiid on tugev leelis, mis võib hävitada orgaanilisi aineid: paberit, puitu ja inimese nahka, põhjustades erineva raskusastmega põletusi.
Naatriumhüdroksiidi omadused
Tööstus toodab naatriumhüdroksiidi valge, lõhnatu mureneva pulbrina. Tehnilist seebikivi võib tarnida erinevate lahuste kujul: elavhõbe, keemiline, membraan. Tavaliselt on see värvitu või kergelt värvunud vedelik, mis on hermeetiliselt suletud leelisekindlas mahutis. Samuti toodetakse granuleeritud naatriumhüdroksiidi, mis rahuldab erinevaid tehnilisi vajadusi.
Sööbiv aine on vees lahustuv aine, mis veega kokkupuutel eraldab suurel hulgal soojust. Naatriumleelise lahus on katsudes kergelt libe, meenutades vedelseepi.
Naatriumhüdroksiidi muud omadused
- Ei lahustu atsetoonis, eetrites;
- See lahustub hästi glütseriinis, etanoolis ja metanoolis (alkoholilahused);
- Sööbiv aine on väga hügroskoopne, seetõttu tuleb sooda pakendada veekindlasse anumasse ja hoida kuivas kohas;
- Mittesüttiv, sulamistemperatuur - 318°C;
- Keemistemperatuur - 1390°C;
- Naatriumhüdroksiidi ohtlik omadus on selle äge reaktsioon kokkupuutel metallidega nagu alumiinium, tsink, plii ja tina. Kuna seebikivi on tugev alus, võib see moodustada plahvatusohtliku tuleohtliku gaasi (vesiniku);
- Tuleoht tekib ka siis, kui naatriumleelis puutub kokku ammoniaagiga;
- Kui see sulab, võib see portselani ja klaasi hävitada.
Tööstuslikus mastaabis tuleks seda ainet kasutada ettevaatlikult, kuna ohutusmeetmete eiramine on inimestele ohtlik.
Naatriumhüdroksiidi rakendused
Toiduainetööstuses on naatriumleelist tuntud toidu lisaainena – happesuse regulaator E-524. Seda kasutatakse kakao, karamelli, jäätise, šokolaadi ja limonaadi tootmisel. Samuti lisatakse küpsetistele ja muffinitele kohevama konsistentsi saamiseks seebikivi ning toodete töötlemine seebilahusega enne küpsetamist aitab saada krõbeda kuldpruuni kooriku.
Toodete õrna ja pehme konsistentsi saamiseks on soovitatav kasutada naatriumhüdroksiidi. Näiteks kala leotamisel leeliselises lahuses tekib tarretisesarnane mass, millest valmistatakse Skandinaavia traditsiooniline roog lutefisk. Sama meetodit kasutatakse oliivide pehmendamiseks.
Naatriumhüdroksiidi kasutatakse kosmeetikatööstuses üsna laialdaselt. Isikuhooldustoodete (seebid, šampoonid, kreemid), aga ka pesuvahendite tootmisel on naatriumhüdroksiid vajalik rasvade seebistamiseks ja see esineb emulgeeriva leeliselise lisandina.
Naatriumhüdroksiidi muud kasutusalad:
- Tselluloosi- ja paberitööstuses;
- Õlide tootmiseks ja biodiisli tootmiseks nafta rafineerimistööstuses;
- Ruumide desinfitseerimiseks ja sanitaartöötluseks, kuna seebikivi omab omadust neutraliseerida õhus leiduvaid inimestele kahjulikke aineid;
- Igapäevaelus ummistunud torude puhastamiseks, samuti mustuse eemaldamiseks erinevatelt pindadelt (plaadid, email jne).
Miks on seebikivi ohtlik?
Inimese naha, limaskestade või silmadega kokkupuutel põhjustab naatriumhüdroksiid üsna raskeid keemilisi põletusi. Loputage kahjustatud kehapiirkonda koheselt rohke veega.
Kogemata allaneelamisel põhjustab see kõri, suuõõne, mao ja söögitoru kahjustusi (keemilisi põletusi). Esmaabina võite anda kannatanule juua vett või piima.
Populaarsed artiklid Loe rohkem artikleid
02.12.2013
Me kõik kõnnime päeva jooksul palju. Isegi kui meil on istuv eluviis, siis kõnnime ikka – me ju...
604429 65 Täpsemalt
10.10.2013
Viiskümmend aastat on õiglase soo jaoks omamoodi verstapost, mille ületamine iga sekund...
443889 117 Täpsemalt
02.12.2013
Tänapäeval ei tekita jooksmine enam palju entusiastlikke arvustusi, nagu kolmkümmend aastat tagasi. Siis oleks ühiskond...
Naatriumhüdroksiid, naatriumhüdroksiid- anorgaaniline ühend, hüdroksiidi koostis NaOH. See on valge, läbipaistmatu ja väga hügroskoopne kristall. Aine lahustub vees hästi ja veega kombineerimisel eraldub suur hulk soojust.
Näitab tugevaid leeliselisi omadusi. 1% vesilahuse pH väärtus on 13.
Naatriumhüdroksiid on mürgine ühend ja võib söövitada ka metalle. Ainet kasutatakse paljude toodete, eelkõige pindaktiivsete ainete, paberi, kosmeetika ja ravimite tootmisel.
Füüsikalised omadused
Naatriumhüdroksiid NaOH on valge tahke aine. Õhku jäänud söövitav naatrium hajub peagi, kuna tõmbab õhust niiskust ligi. Aine lahustub vees hästi ja eraldub suur hulk soojust.
Lahustuvus metanoolis on 23,6 g / l (temperatuuril 28 ° C), etanoolis - 14,7 g / l (28 ° C).
Seebikivi lahus tundub puudutamisel vale.
Lahenduste termodünaamika
Lõpmatult lahjendatud vesilahuse lahuse entalpia on -44,45 kJ/mol.
Hüdraadid kristalliseeruvad vesilahustest:
- temperatuuril 12,3-61,8 ° C - NaOH H 2 O monohüdraat (ortorombiline kristallisüsteem, sulamistemperatuur 65,1 ° C; tihedus 1,829 g / cm; ΔH 0 rtv-425,6 kJ/mol)
- vahemikus -28 ... -24 ° C - NaOH 7H 2 O heptahüdraat;
- -24 kuni -17,7 °C - NaOH 5H2O pentahüdraat;
- -17,7 kuni -5,4 °C - NaOH 4H 2O tetrahüdraat (a-modifikatsioon);
- -8,8 kuni 15,6 °C - NaOH 3,5 H2O (sulamistemperatuur 15,5 °C).
- 0 °C kuni 12,3 °C - NaOH 2H 2O dihüdraat;
Kviitung
Ajalooliselt oli esimene naatriumhüdroksiidi valmistamise meetod Na 2 CO 3 sooda ja kustutatud lubjavee CaO koostoime:
Reaktsiooni soodustab segamine ja kõrge temperatuur, mistõttu see viidi läbi terasreaktorites koos segajatega. Pärast toodete saamist eraldati saadustest lahustuv kaltsiumkarbonaat ja jääknaatriumhüdroksiidi lahus aurustati 180 °C juures malmmahutites ilma õhu juurdepääsuta. Sel viisil oli võimalik saada kuni 95% kontsentratsiooniga lahus.
1892. aastal avastasid Ameerika teadlane Hamilton Kastner ja austerlane Karl Kellner üksteisest sõltumatult meetodi hüdroksiidi tootmiseks naatriumkloriidi elektrolüüsi teel, mis on looduses laialt levinud. Reaktsioonide kulgu saab kirjeldada üldvõrrandiga:
See meetod on endiselt peamine tööstuslik meetod NaOH tootmiseks, kuid mõningaid sünteesitingimusi on muudetud. Eelkõige, et vältida reaktsioonide teket produktide ja lähteainete vahel, viiakse interaktsiooni erinevad etapid läbi eraldi reaktorites või eraldatakse. Selle kriteeriumi järgi eristatakse kolme peamist meetodit: elavhõbe, diafragma ja membraan.
Elavhõbeda protsess
Algses NaOH sünteesimeetodis kasutatakse katoodina elavhõbedaelektroodi. Katoodile jõudes moodustuvad seal naatriumiioonid muutuva koostisega NaHg n vedelaid amalgaame:
Amalgaamid eraldatakse reaktsioonisüsteemist ja viiakse teise, kus amalgaam laguneb koos veega, moodustades naatriumhüdroksiidi:
Selle meetodiga saadakse NaOH lahus kontsentratsiooniga 50-73% ja praktiliselt vaba saasteainetest (kloor, naatriumkloriid). Lagunemise tulemusena tekkinud elavhõbe suunatakse tagasi elektroodi.
Anoodil (grafiit või muu) toimub kloriidioonide oksüdeerumine vaba kloori moodustumisega
Lisaks tekivad ka kõrvalreaktsioonid: hüdroksiidiooni oksüdatsioon ja kloraadiiooni elektrokeemiline moodustumine. Saadud kloori hüdrolüüs võib samuti tekitada väikeses koguses hüpokloritiioone.
Diafragma protsess
Diafragma meetodi puhul eraldatakse katoodi ja anoodi vaheline ruum vaheseinaga, mis ei lase läbi lahuseid ja gaase, kuid ei sega elektrivoolu läbimist ja ioonide migratsiooni. Tavaliselt kasutatakse selliste vaheseintena asbestkangast, poorset tsementi, portselani jne.
Anoodiruumi juhitakse NaCl lahus: kloriidioonid redutseeritakse anoodil (grafiit või magnetiit) ja Na + katioonid (ja osaliselt ka Cl - anioonid) migreeruvad läbi diafragma katoodiruumi. Seal ühendatakse katioonid hüdroksiidioonidega, mis on moodustunud vee redutseerimisel raud- või vaskkatoodil:
Selle tulemusena vabaneb katoodiruumist naatriumhüdroksiidi ja naatriumkloriidi segu, mille NaOH sisaldus on 10-15% (ja umbes 18% NaCl). Aurutamisega on võimalik hüdroksiidi kontsentratsiooni tõsta 50%-ni, kuid kloriidisisaldus jääb siiski oluliseks. Kloriidi eraldamiseks segust töödeldakse seda vedela ammoniaagiga, et moodustada kergesti lahjendatav ammooniumkloriid (seda meetodit kasutatakse selle rakendamise kõrgete kulude tõttu siiski harva). Kasutatakse ka meetodit, mis seisneb segu jahutamises ja NaOH · 3,5H 2 O hüdraadi kristallide eraldamises, mis seejärel täiendavalt dehüdreeritakse.
Membraanprotsess
Selle meetodi töötas välja 1970. aastatel DuPont ja seda peetakse olemasolevatest kõige arenenumaks. Membraanprotsessis paigaldatakse reaktorisse katioonvahetusmembraan, mis on läbilaskev katoodiruumi liikuvatele Na + ioonidele ja pärsib vastupidises suunas migreeruvate hüdroksiidioonide migratsiooni – suurendades seeläbi NaOH koostisosade kontsentratsiooni katoodide ruum. Sünteesi jaoks peetakse majanduslikult kasulikuks kontsentratsiooni 30-35% ja uusimad membraanid võivad seda väärtust tõsta 50%-ni.
See meetod teoreetiliselt ei tooda naatriumkloriidi, kuid kloriidioonide tungimine läbi membraani võib siiski toimuda.
Tahke NaOH valmistamine
Tahke NaOH (seebikivi) saadakse selle lahuse aurustamisel veesisalduseni alla 0,5–1,5%. Esiteks aurustatakse 50% lahus vaakumis kontsentratsioonini 60% ja 99% kontsentratsioon saavutatakse soojusülekandevedelike (NaNO 2, NaNO 3, KNO 3 segu) abil temperatuuril üle 400 ° C: lahus pumbatakse kuumutatud aurustuskambrisse, kus ülejäänud vesi eraldatakse.
Margid
Naatriumhüdroksiid on kahel kujul: tahke ja vedel. Tahke granuleeritud seebikivi on valge tahke mass, mille helbed on 0,5–2 cm Haruldane seebikivi lahus on värvitu. Kaubanduslikult olulised naatriumhüdroksiidi lahused kontsentratsiooniga 50%.
Tehnilist seebikivi toodetakse järgmistes kaubamärkides:
- TR - tahke elavhõbe;
- TD – tahke diafragma (sulatatud)
- PP - elavhõbeda lahus;
- РХ - keemiline lahus;
- RD - diafragma lahus.
Keemilised omadused
Naatriumhüdroksiid imab aktiivselt õhust niiskust, moodustades erineva koostisega hüdraate, mis kuumutamisel lagunevad:
Ühend laguneb hästi lahustes:
Naatriumhüdroksiid, millel on tugevad aluselised omadused, interakteerub kergesti hapete, happeliste ja amfoteersete oksiidide ja hüdroksiididega:
NaOH reageerib kergesti halogeenidega ja kõrgel temperatuuril ka metallidega:
Suheldes sooladega, mis on nõrkade aluste derivaadid, moodustuvad vastavad hüdroksiidid:
Reageerides süsinikmonooksiidiga, sünteesitakse naatriumformiaat:
Ohutusnõuded
Seebikivi on tule- ja plahvatuskindel. Söövitav, söövitav aine. Kehale avalduva mõju astme järgi kuulub see 2. ohuklassi ainete hulka. Nii tahke aine kui ka kontsentreeritud lahused põhjustavad väga raskeid põletusi. Leelise sattumine silma võib põhjustada tõsiseid haigusi ja isegi nägemise kaotust. Nahale, limaskestadele või silmadele sattumisel tekivad tõsised keemilised põletused. Nahale sattumisel loputada nõrga äädikhappe lahusega.
Töötamisel kasutada kaitsevahendeid: kaitseprille, kummikindaid, kummeeritud kemikaalikindlat riietust.
Rakendus
Naatriumhüdroksiidi kasutatakse paljudes tööstusharudes ja igapäevaelus:
- Söövitavat kasutatakse tselluloosi- ja paberitööstuse jaoks tselluloosi delignifitseerimine (sulfaatprotsess), paberi, papi, tehiskiudude, puitkiudplaatide tootmisel.
- Rasvade seebistamiseks seebi, šampooni ja muude pesuvahendite tootmine. Hiljuti kasutatakse naatriumhüdroksiidil põhinevaid tooteid (koos kaaliumhüdroksiidi lisandiga, kuumutatud temperatuurini 50-60 kraadi Celsiuse järgi, kasutatakse tööstuslikus pesus roostevabast terasest toodete puhastamiseks rasvast ja muudest õlistest ainetest, samuti mehaanilise töötlemise jääkidest.
- IN keemiatööstused - jaoks hapete ja happeoksiidide neutraliseerimine keemiliste reaktsioonide reagendi või katalüsaatorina, keemilises analüüsis tiitrimisel, alumiiniumi söövitamisel ja puhaste metallide tootmisel, nafta rafineerimine- õlide tootmiseks.
- Biodiislikütuse tootmiseks - mida saadakse taimeõlidest ja mida kasutatakse tavapärase diislikütuse asendamiseks. Biodiisli saamiseks lisatakse üheksale massiühikule taimeõlile üks massiühik alkoholi (see tähendab, et suhe on 9: 1), samuti leeliselist katalüsaatorit (NaOH). Saadud estril (peamiselt linoolhappel) on kõrge tsetaaniarvu tõttu suurepärane süttivus. Kui mineraalset diislikütust iseloomustab näitaja 50-52%, siis metüüleeter on vastavalt 56-58% tsetaani. Biodiisli tootmise tooraineks võivad olla erinevad taimeõlid: rapsi-, soja- ja muud õlid, välja arvatud need, mis sisaldavad suures koguses palmitiinhapet (palmiõli). Selle tootmise käigus tekib esterdamise käigus ka glütseriin, mida kasutatakse toiduaine-, kosmeetika- ja paberitööstuses või töödeldakse Solvay meetodil epiklorohüdriiniks.
- Kuidas aine kanalisatsioonitorude ummistuste lahustamiseks, kuivade graanulite kujul või geelide osana. Naatriumhüdroksiid eemaldab ummistused ja hõlbustab selle hõlpsat liikumist piki toru edasi.
- Tsiviilkaitses eest degaseerimine ja neutraliseerimine mürgised ained, sealhulgas sariin, hingamisaparaadis (iseseisev hingamisaparaat (IBA), et puhastada väljahingatav õhk süsinikdioksiidist.
- Naatriumhüdroksiidi kasutatakse ka rehvivormide puhastamiseks.
- Toiduvalmistamisel: puu- ja juurviljade pesemiseks ja koorimiseks, šokolaadi ja kakao, jookide, jäätise, karamellvärvi tootmisel, oliivide pehmendamiseks ja neile musta värvi andmiseks, pagaritoodete valmistamisel. Registreeritud toidulisandina E524.
- Kosmetoloogias keratiniseeritud nahapiirkondade eemaldamiseks: tüükad, papilloomid.
Video teemal
Seotud pildid
Naatriumhüdroksiid (toidulisand E524, seebikivi, naatriumhüdroksiid, seebikivi) on kollaka või valge värvusega tahke sulatatud mass. Oma keemiliste omaduste järgi on naatriumhüdroksiid tugev leelis.
Naatriumhüdroksiidi üldised omadused
Seebikivi on tavaliselt saadaval läbipaistva värvitu lahuse või pastana.
Seebikivi lahustub hästi vees, tekitades soojust. Õhuga suheldes levib see aine laiali, mistõttu müüakse seda hermeetiliselt suletud mahutites. Looduslikes tingimustes on naatriumhüdroksiid osa mineraalbrutsiidist. Naatriumhüdroksiidi keemistemperatuur on 1390 °C, sulamistemperatuur 322 °C.
Naatriumhüdroksiidi valmistamine
1787. aastal töötas arst Nicolas Leblanc välja mugava meetodi naatriumhüdroksiidi tootmiseks naatriumkloriidist. Hiljem asendati Leblanci meetod seebikivi tootmise elektrolüütilise meetodiga. 1882. aastal töötati välja ferriitne meetod naatriumhüdroksiidi tootmiseks, mis põhineb sooda kasutamisel.
Praegu toodetakse naatriumhüdroksiidi kõige sagedamini soolalahuste elektrolüüsil. Ferriidi meetodit seebikivi tootmiseks kasutatakse nüüd üsna harva.
Naatriumhüdroksiidi rakendused
Naatriumhüdroksiid on uskumatult populaarne ja laialdaselt kasutatav keemiline ühend. Aastas toodetakse umbes seitsekümmend miljonit tonni seebikivi.
Seebikivi kasutatakse farmaatsia-, keemia-, toiduaine-, kosmeetika- ja tekstiilitööstuses. Seebikivi kasutatakse sünteetilise fenooli, glütseriini, orgaaniliste värvainete ja ravimite tootmisel. See ühend võib neutraliseerida õhus sisalduvaid inimkehale kahjulikke komponente. Seetõttu kasutatakse ruumide desinfitseerimiseks sageli naatriumhüdroksiidi lahuseid.
Toiduainetööstuses kasutatakse naatriumhüdroksiidi happesuse regulaatorina, mis takistab klompide teket ja paakumist. Toidulisand E524 säilitab margariini, šokolaadi, jäätise, või, karamelli, tarretise ja moosi valmistamisel toodete vajaliku konsistentsi.
Enne küpsetamist töödeldakse küpsetisi seebilahusega, et saada tumepruun krõbe koorik. Lisaks kasutatakse taimeõli rafineerimiseks toidulisandit E524.
Naatriumhüdroksiidi kahjustus
Seebikivi on mürgine aine, mis hävitab limaskesta ja nahka. Naatriumhüdroksiidi põletused paranevad väga aeglaselt, jättes armid. Aine kokkupuude silmadega põhjustab kõige sagedamini nägemise kaotust. Kui leelist satub nahale, loputage kahjustatud piirkondi veejoaga. Allaneelamisel põhjustab seebikivi põletusi kõris, suuõõnes, maos ja söögitorus.
Kõik tööd naatriumhüdroksiidiga tuleb teha kaitseprille ja kaitseriietust kandes.