4 rastvor natrijum hidroksida. Tržište kaustične sode

· Mere opreza za rukovanje natrijum hidroksidom · Literatura ·

Natrijum hidroksid se može industrijski proizvesti hemijskim i elektrohemijskim metodama.

Hemijske metode za dobijanje natrijum hidroksida

To hemijske metode proizvodnja natrijevog hidroksida uključuje vapnenačke i feritne.

Hemijske metode za proizvodnju natrijevog hidroksida imaju značajne nedostatke: troši se puno energetskih nosača, što rezultira natrijev hidroksid jako kontaminiran nečistoćama.

Danas su ove metode gotovo potpuno zamijenjene metodama elektrohemijske proizvodnje.

metoda kreča

Metoda vapna za proizvodnju natrijevog hidroksida sastoji se u interakciji otopine sode s gašenim vapnom na temperaturi od oko 80 ° C. Ovaj proces se naziva kaustizacija; prolazi kroz reakciju:

Na 2 CO 3 + Ca (OH) 2 \u003d 2NaOH + CaCO 3

Kao rezultat reakcije dobivaju se otopina natrijum hidroksida i talog kalcijum karbonata. Kalcijum karbonat se odvaja iz rastvora, koji se isparava da bi se dobio rastopljeni proizvod koji sadrži oko 92% mase. NaOH. Nakon toga se NaOH topi i sipa u gvozdene bubnjeve, gde se skrućuje.

feritna metoda

Feritna metoda za proizvodnju natrijum hidroksida sastoji se od dvije faze:

1. Na 2 CO 3 + Fe 2 O 3 \u003d 2NaFeO 2 + CO 2
2. 2NaFeO 2 + xH 2 O \u003d 2NaOH + Fe 2 O 3 * xH 2 O

Reakcija 1 je proces sinterovanja sode pepela sa željeznim oksidom na temperaturi od 1100-1200 °C. Osim toga, formira se natrijeva mrlja i oslobađa se ugljični dioksid. Zatim se kolač tretira (luži) vodom prema reakciji 2; dobijaju se rastvor natrijum hidroksida i talog Fe 2 O 3 *xH 2 O, koji se nakon odvajanja iz rastvora vraća u proces. Dobijeni alkalni rastvor sadrži oko 400 g/l NaOH. Ispari se da se dobije proizvod koji sadrži oko 92% mase. NaOH, a zatim se dobije čvrsti proizvod u obliku granula ili pahuljica.

Elektrohemijske metode za proizvodnju natrijum hidroksida

Elektrohemijski se dobija natrijum hidroksid elektroliza rastvora halita(mineral, koji se uglavnom sastoji od kuhinjska so NaCl) uz istovremenu proizvodnju vodonika i hlora. Ovaj proces se može predstaviti zbirnom formulom:

2NaCl + 2H 2 O ± 2e - → H 2 + Cl 2 + 2NaOH

Kaustična alkalija i hlor se proizvode pomoću tri elektrohemijske metode. Dvije od njih su elektroliza sa čvrstom katodom (metode dijafragme i membrane), treća je elektroliza sa tečnom živinom katodom (živa metoda).

U svijetu industrijska praksa Koriste se sve tri metode za proizvodnju hlora i kaustika, sa jasnom tendencijom povećanja udjela membranske elektrolize.

U Rusiji se približno 35% svih proizvedenih kaustika proizvodi elektrolizom sa živinom katodom, a 65% elektrolizom sa čvrstom katodom.

metoda dijafragme

Shema stare membranske elektrolitičke ćelije za proizvodnju klora i lužine: ALI- anoda, AT- izolatori, OD- katoda, D- prostor ispunjen gasovima (iznad anode - hlor, iznad katode - vodonik), M- dijafragma

Najjednostavniji od elektrohemijske metode, u smislu organizacije procesa i konstrukcijskih materijala za elektrolizer, je dijafragmska metoda za proizvodnju natrijum hidroksida.

Otopina soli u elektrolitičkoj ćeliji dijafragme kontinuirano se dovodi u anodni prostor i teče kroz azbestnu dijafragmu, obično nanesenu na čeličnu katodnu rešetku, na koju, u nekim slučajevima, nije veliki broj polimerna vlakna.

U mnogim izvedbama elektrolizera, katoda je potpuno uronjena ispod sloja anolita (elektrolit iz anodnog prostora), a vodik koji se oslobađa na katodnoj mreži uklanja se ispod katode pomoću plinskih cijevi, bez prodora kroz dijafragmu u anodni prostor. zbog protivstruje.

Protivstruja - vrlo važna karakteristika uređaji za membranski elektrolizator. Zahvaljujući protustrujnom toku usmjerenom iz anodnog prostora u katodni prostor kroz poroznu dijafragmu postaje moguće odvojeno dobiti lužinu i klor. Protustrujni tok je dizajniran da suprotstavi difuziju i migraciju OH - jona u anodni prostor. Ako je protustruja nedovoljna, tada se u anodnom prostoru u velikim količinama počinje stvarati hipohlorit ion (ClO -) koji se nakon toga na anodi može oksidirati do hloratnog jona ClO 3 - . Formiranje hloratnog jona ozbiljno smanjuje trenutnu efikasnost hlora i glavni je sporedni proces u ovoj metodi proizvodnje natrijum hidroksida. Štetno je i oslobađanje kisika, što, osim toga, dovodi do uništenja anoda i, ako su izrađene od ugljičnih materijala, do prodiranja nečistoća fosgena u hlor.

anoda: 2Cl - 2e → Cl 2 - glavni proces 2H 2 O - 2e - → O 2 + 4H + katoda: 2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH - glavni proces ClO - + H 2 O + 2e - → Cl - + 2OH - ClO 3 - + 3H 2 O + 6e - → Cl - + 6OH -

Grafitne ili karbonske elektrode mogu se koristiti kao anoda u membranskim elektrolizerima. Do danas su uglavnom zamijenjene titanijskim anodama s rutenij oksid-titanovim premazom (ORTA anode) ili drugim anodama male potrošnje.

U sljedećoj fazi, elektrolitička tekućina se isparava i sadržaj NaOH u njoj se podešava na komercijalnu koncentraciju od 42-50 tež.%. u skladu sa standardom.

Kuhinjska so, natrijum sulfat i druge nečistoće, kada njihova koncentracija u rastvoru poraste iznad granice rastvorljivosti, talože se. Kaustična otopina se dekantira iz taloga i prenosi kao gotov proizvod u skladište ili se nastavlja faza isparavanja kako bi se dobio čvrsti proizvod, nakon čega slijedi topljenje, ljuštenje ili granulacija.

Revers, odnosno kuhinjska so kristalizovana u talog, vraća se nazad u proces, pripremajući od nje takozvani reverzni slani rastvor. Iz njega se, kako bi se izbjeglo nakupljanje nečistoća u otopinama, odvajaju nečistoće prije pripreme povratne slane vode.

Gubitak anolita nadoknađuje se dodatkom svježe slane vode dobivene podzemnim ispiranjem slojeva soli, mineralnih slanih otopina kao što je bišofit, prethodno pročišćenih od nečistoća, ili otapanjem halita. Prije miješanja sa obrnutim salamurom, svježa slana otopina se čisti od mehaničkih suspenzija i značajnog dijela jona kalcija i magnezija.

Nastali hlor se odvaja od vodene pare, komprimuje i dovodi ili u proizvodnju proizvoda koji sadrže hlor ili za ukapljivanje.

Zbog relativne jednostavnosti i niske cijene, metoda dijafragme za proizvodnju natrijevog hidroksida još uvijek se široko koristi u industriji.

Membranska metoda

Membranska metoda proizvodnja natrijum hidroksida je energetski najefikasnija, a istovremeno i teška za organizaciju i rad.

Sa stanovišta elektrohemijskih procesa, membranska metoda je slična dijafragmskoj, ali su anodni i katodni prostori potpuno razdvojeni anjonski nepropusnom membranom za kationsku izmjenu. Zbog ove imovine postaje moguće dobitičistije nego u slučaju membranske metode, tečnosti. Dakle, u membranskom elektrolizeru, za razliku od ćelije dijafragme, ne postoji jedan tok, već dva.

Kao i u dijafragmskoj metodi, tok rastvora soli ulazi u prostor anode. A u katodi - dejonizirana voda. Iz katodnog prostora teče mlaz osiromašenog anolita koji sadrži i nečistoće hipokloritnih i hloratnih jona i klora, a iz anodnog prostora - lužina i vodik, koji praktično ne sadrže nečistoće i blizu su komercijalne koncentracije, što smanjuje troškove energije. za njihovo isparavanje i pročišćavanje.

Alkalija proizvedena membranskom elektrolizom gotovo je jednako dobra kao ona proizvedena metodom živine katode i polako zamjenjuje lužinu proizvedenu metodom žive.

Istovremeno, otopina soli (svježa i reciklirana) i voda se prethodno čiste od svih nečistoća koliko god je to moguće. Ovo temeljno čišćenje je određeno visoka cijena polimerne membrane za kationsku izmjenu i njihovu osjetljivost na nečistoće u napojnoj otopini.

Osim toga, ograničeno geometrijski oblik a osim toga, niska mehanička čvrstoća i termička stabilnost jonoizmenjivačkih membrana u velikoj mjeri određuju relativno složene dizajne postrojenja za membransku elektrolizu. Iz istog razloga, membranske biljke najviše zahtijevaju složeni sistemi automatska kontrola i upravljanje.

Shema membranskog elektrolizera.

Živina metoda sa tečnom katodom

Među elektrohemijskim metodama za proizvodnju alkalija, najviše efikasan način je elektroliza sa živinom katodom. Alkalije dobivene elektrolizom s tečnom živinom katodom su mnogo čistije od onih dobivenih dijafragmskom metodom (ovo je kritično za neke industrije). Na primjer, u proizvodnji umjetnih vlakana može se koristiti samo kaustika visoke čistoće), au poređenju s membranskom metodom, organizacija procesa za dobivanje alkalija živinom metodom je mnogo jednostavnija.

Shema elektrolizera žive.

Instalacija za elektrolizu žive sastoji se od elektrolizera, razlagača amalgama i živine pumpe, međusobno povezanih komunikacijama koje provode živu.

Katoda elektrolizera je tok žive koju pumpa pumpa. Anode - grafitne, ugljične ili trošne (ORTA, TDMA ili druge). Zajedno sa živom, mlaz kuhinjske soli za hranjenje neprekidno teče kroz elektrolizator.

Na anodi se ioni klora oksidiraju iz elektrolita, a klor se oslobađa:

2Cl - 2e → Cl 2 0 - glavni proces 2H 2 O - 2e - → O 2 + 4H + 6ClO - + 3H 2 O - 6e - → 2ClO 3 - + 4Cl - + 1,5O 2 + 6H +

Klor i anolit se uklanjaju iz elektrolizera. Anolit koji izlazi iz elektrolizera zasićen je svježim halitom, nečistoće koje su unesene njime se uklanjaju iz njega i, osim toga, ispiru se iz anoda i konstrukcijskih materijala i vraćaju u elektrolizu. Prije zasićenja, hlor rastvoren u njemu se ekstrahuje iz anolita.

Joni natrija se reduciraju na katodi, koji se formiraju slabo rešenje natrijum u živi (natrijum amalgam):

Na + + e \u003d Na 0 nNa + + nHg = Na + Hg

Amalgam kontinuirano teče od elektrolizera do razlagača amalgama. Razlagač se takođe kontinuirano napaja visoko prečišćenom vodom. Sadrži natrijum amalgam kao rezultat spontanog hemijski proces gotovo potpuno razložen vodom da nastane živa, kaustična otopina i vodik:

Na + Hg + H 2 O = NaOH + 1/2H 2 + Hg

Ovako dobijena kaustična otopina, koja je komercijalni proizvod, praktično ne sadrži nečistoće. Živa je skoro potpuno oslobođena natrijuma i vraćena u elektrolizator. Vodik se uklanja radi prečišćavanja.

Međutim, potpuno pročišćavanje alkalne otopine od ostataka žive je praktično nemoguće, pa je ova metoda povezana s curenjem metalne žive i njenih para.

Rastući zahtjevi za ekološka sigurnost proizvodnja i visoka cijena metalne žive dovode do postupne zamjene živine metode metodama dobivanja alkalija sa čvrstom katodom, posebno membranskom metodom.

Laboratorijske metode dobijanja

U laboratoriji se ponekad dobije natrijum hidroksid hemijskim putem, ali češće se koristi elektrolizator male dijafragme ili membrane.

Natrijum hidroksid je dobro poznata kaustična soda, najčešća alkalija na svetu. Hemijska formula NaOH. Ima i druge tradicionalne nazive - kaustična, kaustična alkalija, kaustična soda, natrijum hidroksid, natrijum alkalija.

Kaustična soda je solidan bijele ili žućkaste boje, blago klizav na dodir, koji se dobiva elektrolizom iz natrijum hlorida. Natrijum hidroksid je jaka lužina koja može uništiti organska materija: papir, drvo, kao i ljudska koža, izazivaju opekotine različitim stepenima gravitacije.

Svojstva natrijum hidroksida

Industrija proizvodi natrijum hidroksid u obliku bijelog, trošnog praha bez mirisa. Tehnička kaustična soda se može isporučiti u obliku različitih otopina: žive, kemijske, dijafragme. Obično je to bezbojna ili blago obojena tekućina, hermetički zatvorena u posudi otpornoj na alkalije. Proizvodi se i granulirani natrijum hidroksid koji služi za različite tehničke potrebe.

Kaustik je tvar topljiva u vodi koja u dodiru s vodom oslobađa veliku količinu topline. Otopina natrijum alkalija je blago klizava na dodir, podsjeća na tečni sapun.

Ostala svojstva natrijum hidroksida

• Nerastvorljivo u acetonu, eterima;
• Dobro se otapa u glicerinu, etanolu i metanolu (alkoholne otopine);
• Kaustika je vrlo higroskopna, pa se soda mora pakirati u vodootpornu posudu i čuvati na suhom mjestu;
• Nezapaljivo, tačka topljenja - 318°C;
• Tačka ključanja - 1390°C;
• Opasno svojstvo natrijum hidroksida je njegova burna reakcija pri kontaktu sa metalima kao što su aluminijum, cink, olovo, kalaj. Kao jaka baza, kaustična soda može formirati eksplozivni zapaljivi gas (vodonik);
• Situacija opasne od požara nastaje i u slučaju kontakta natrijum alkalije sa amonijakom;
• U rastopljenom obliku može uništiti porculan i staklo.

AT industrijske razmjere ovu supstancu treba koristiti oprezno, jer je nepoštivanje sigurnosnih mjera opasno za ljude.

Primena natrijum hidroksida

AT Prehrambena industrija natrijum hidroksid je poznat kao dodatak ishrani– regulator kiselosti E-524. Koristi se u proizvodnji kakaa, karamele, sladoleda, čokolade i bezalkoholnih pića. Dodaje se i kaustična soda pekarski proizvodi i peciva za pahuljastu teksturu, a tretman proizvoda otopinom kaustične sode prije pečenja doprinosi stjecanju hrskave zlatne korice.

Preporučljivo je koristiti natrijev hidroksid kako bi se dobila nježna i meka tekstura proizvoda. Na primjer, namakanje ribe u alkalnoj otopini omogućuje dobivanje želeaste mase od koje se priprema lutefisk, tradicionalno skandinavsko jelo. Na isti način se omekšaju masline i masline.

Natrijum hidroksid se široko koristi u kozmetičkoj industriji. U proizvodnji proizvoda za ličnu njegu (sapuni, šamponi, kreme), kao i deterdženata, natrijum hidroksid je neophodan za saponifikaciju masti i prisutan je kao emulgirajući alkalni aditiv.

Druge upotrebe natrijum hidroksida:

• U industriji celuloze i papira;
• Za proizvodnju ulja i proizvodnju biodizel goriva u industriji prerade nafte;
• za dezinfekciju i sanitizacija prostorija, jer kaustična soda ima tendenciju da neutralizira tvari štetne za ljude u zraku;
• U svakodnevnom životu za čišćenje začepljenih cijevi, kao i za uklanjanje zagađenja sa raznih površina (pločice, emajl, itd.).

Šta je opasna kaustična soda

Ako dođe u kontakt sa ljudskom kožom, sluznicom ili očima, natrijum hidroksid izaziva prilično teške hemijske opekotine. Odmah operite zahvaćeno područje velika količina vode.

Ako se slučajno proguta, uzrokuje oštećenje (hemijske opekotine) larinksa, usne šupljine, želuca i jednjaka. Kao prvu pomoć, žrtvi možete dati vodu ili mlijeko.

Popularni članci Pročitajte više članaka

02.12.2013

Svi mi puno hodamo tokom dana. Čak i ako imamo sjedilački način života, ipak hodamo - jer nemamo...

604429 65 Pročitajte više

10.10.2013

Pedeset godina za ljepši spol je svojevrsna prekretnica, nakon prelaska preko koje svaka sekunda...

443889 117 Pročitajte više

02.12.2013

U naše vrijeme trčanje više ne izaziva mnogo oduševljenih kritika, kao prije trideset godina. Tada bi društvo...

· Hemijska svojstva· Kvalitativno određivanje jona natrijuma · Metode proizvodnje · Tržište kaustične sode · Primene · Mere opreza pri rukovanju natrijum hidroksidom · Literatura ·

Natrijum hidroksid (kaustična alkalija) - jak hemijsku bazu(jake baze uključuju hidrokside čije se molekule potpuno disociraju u vodi), uključuju hidrokside zemnoalkalijskih i zemnoalkalnih metala podgrupa Ia i IIa periodični sistem D. I. Mendeljejev, KOH (kaustična potaša), Ba (OH) 2 (kaustični barit), LiOH, RbOH, CsOH. Alkalnost (bazičnost) je određena valentnošću metala, polumjerom vanjskog elektronska školjka i elektrohemijska aktivnost: što je veći radijus elektronske ljuske (povećava se sa serijski broj), što metal lakše odaje elektrone, što je veća njegova elektrohemijska aktivnost i što je ulijevo element u elektrohemijskom nizu aktivnosti metala, u kojem se aktivnost vodonika uzima kao nula.

Vodeni rastvori NaOH imaju jaku alkalnu reakciju (pH 1% rastvora = 13). Glavne metode za određivanje alkalija u rastvorima su reakcije na hidroksidni jon (OH), (sa fenolftaleinom - grimizno bojenje i metil narandžasto (metilnarandžasto) - žuto bojenje). Što je više hidroksidnih jona u rastvoru, to je jača alkalija i intenzivnija boja indikatora.

Natrijum hidroksid reaguje:

1.neutralizacija With razne supstance u bilo kojem agregatna stanja, od rastvora i gasova do čvrstih materija:

• sa kiselinama - sa stvaranjem soli i vode:

NaOH + HCl → NaCl + H 2 O

(1) H 2 S + 2NaOH = Na 2 S + 2H 2 O (sa viškom NaOH)

(2) H 2 S + NaOH = NaHS + H 2 O ( kisela sol, u omjeru 1:1)

(općenito, takva reakcija se može predstaviti jednostavnom ionskom jednadžbom, reakcija se nastavlja oslobađanjem topline (egzotermna reakcija): OH + H 3 O + → 2H 2 O.)

• With amfoterni oksidi koji imaju i osnovne i kiselinska svojstva i sposobnost da reaguje sa alkalijama, kao sa čvrstim materijama kada su fuzionisane:

ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O

i sa rješenjima:

ZnO + 2NaOH (rastvor) + H 2 O → Na 2 (rastvor)

(Rezultirajući anjon se naziva tetrahidroksozinkat ion, a sol koja se može izolirati iz otopine je natrijum tetrahidroksozinkat. Natrijum hidroksid također ulazi u slične reakcije sa drugim amfoternim oksidima.)

• Sa amfoternim hidroksidima:

Al(OH) 3 + 3NaOH = Na 3

2. Zamjena sa solima u rastvoru:

2NaOH + CuSO 4 → Cu (OH) 2 + Na 2 SO 4,

2Na + + 2OH + Cu 2+ + SO 4 2 → Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4

Natrijum hidroksid se koristi za taloženje metalnih hidroksida. Na primjer, ovako se dobiva geloliki aluminijum hidroksid djelovanjem s natrijum hidroksidom na aluminijum sulfat u vodeni rastvor, osim što izbjegava otapanje viška alkalija i taloga. Koristi se, posebno, za prečišćavanje vode od finih suspenzija.

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. Sa nemetalima:

na primjer, s fosforom - s stvaranjem natrijevog hipofosfita:

4P + 3NaOH + 3H 2 O → PH 3 + 3NaH 2 PO 2.

3S + 6NaOH → 2Na 2 S + Na 2 SO 3 + 3H 2 O

• sa halogenima:

2NaOH + Cl 2 → NaClO + NaCl + H 2 O(dismutacija hlora)

2Na + + 2OH + 2Cl → 2Na + + 2O 2 + 2H + + 2Cl → NaClO + NaCl + H 2 O

6NaOH + 3I 2 → NaIO 3 + 5NaI + 3H 2 O

4. Sa metalima: Natrijum hidroksid reaguje sa aluminijumom, cinkom, titanijumom. Ne reaguje sa gvožđem i bakrom (metali koji imaju nizak elektrohemijski potencijal). Aluminij se lako otapa u kaustičnoj lužini uz formiranje visoko topivog kompleksa - natrijevog tetrahidroksialuminata i vodika:

2Al 0 + 2NaOH + 6H 2 O → 3H 2 + 2Na

2Al 0 + 2Na + + 8OH + 6H + → 3H 2 + 2Na +

5. Sa estrima, amidi i alkil halogenidi (hidroliza):

sa mastima (saponifikacija), ova reakcija je nepovratna, jer nastala kiselina sa alkalijom stvara sapun i glicerin. Glicerin se zatim ekstrahuje iz tekućine sapuna vakuumskim isparavanjem i dodatnim destilacionim prečišćavanjem dobijenih proizvoda. Ova metoda pravljenja sapuna poznata je na Bliskom istoku od 7. veka:

(C 17 H 35 COO) 3 C 3 H 5 + 3NaOH → C 3 H 5 (OH) 3 + 3C 17 H 35 COONa

Kao rezultat interakcije masti sa natrijum hidroksidom dobijaju se čvrsti sapuni (koriste se za proizvodnju sapuna), a sa kalijum hidroksidom se dobijaju čvrsti ili tečni sapuni, zavisno od sastava masti.

6. Sa polihidričnim alkoholima- sa stvaranjem alkoholata:

HO-CH 2 -CH 2 OH + 2NaOH → NaO-CH 2 -CH 2 -ONa + 2H 2 O

7. Sa staklom: kao rezultat dužeg izlaganja vrućem natrijevom hidroksidu, površina stakla postaje mat (ispiranje silikata):

SiO 2 + 4NaOH → (2Na 2 O) SiO 2 + 2H 2 O.

Fizička svojstva

Natrijev hidroksid

Termodinamika rastvora

Δ H0 rastvaranje za beskonačno razblažen vodeni rastvor -44,45 kJ/mol.

Iz vodenih rastvora na 12,3 - 61,8°C kristališe monohidrat (rombična singonija), tačka topljenja 65,1°C; gustina 1,829 g/cm³; ΔH 0 dol-734,96 kJ / mol), u rasponu od -28 do -24 ° C - heptahidrat, od -24 do -17,7 ° C - pentahidrat, od -17,7 do -5,4 ° C - tetrahidrat ( α modifikacija), od -5,4 do 12,3 °C. Rastvorljivost u metanolu 23,6 g/l (t=28°C), u etanolu 14,7 g/l (t=28°C). NaOH 3,5H2O (tačka topljenja 15,5°C);

Hemijska svojstva

(općenito, takva reakcija se može predstaviti jednostavnom ionskom jednadžbom, reakcija se nastavlja oslobađanjem topline (egzotermna reakcija): OH - + H 3 O + → 2H 2 O.)

• sa amfoternim oksidima koji imaju i bazična i kisela svojstva, i sposobnost da reaguju sa alkalijama, kao sa čvrstim materijama kada su fuzionisane:

ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O

i sa rješenjima:

ZnO + 2NaOH (rastvor) + H 2 O → Na 2 (rastvor)+H2

(Rezultirajući anjon se naziva tetrahidroksozinkat ion, a sol koja se može izolirati iz otopine je natrijum tetrahidroksozinkat. Natrijum hidroksid također ulazi u slične reakcije sa drugim amfoternim oksidima.)

• sa kiselim oksidima - sa stvaranjem soli; ovo svojstvo se koristi za čišćenje industrijske emisije iz kiselih plinova (na primjer: CO 2 , SO 2 i H 2 S):

2Na + + 2OH - + Cu 2+ + SO 4 2- → Cu(OH) 2 ↓+ Na 2 SO 4

Natrijum hidroksid se koristi za taloženje metalnih hidroksida. Na primjer, gelasti aluminij hidroksid se dobija na ovaj način djelovanjem natrijum hidroksida na aluminij sulfat u vodenoj otopini. Koristi se, posebno, za prečišćavanje vode od finih suspenzija.

Hidroliza estera

• sa mastima (saponifikacija), ova reakcija je nepovratna, jer nastala kiselina sa alkalijom stvara sapun i glicerin. Glicerin se zatim ekstrahuje iz tekućine sapuna vakuumskim isparavanjem i dodatnim destilacionim prečišćavanjem dobijenih proizvoda. Ova metoda pravljenja sapuna poznata je na Bliskom istoku od 7. veka:

Proces saponifikacije masti

Kao rezultat interakcije masti sa natrijum hidroksidom dobijaju se čvrsti sapuni (koriste se za proizvodnju sapuna), a sa kalijum hidroksidom, čvrsti ili tečni sapuni, zavisno od sastava masti.

HO-CH 2 -CH 2 OH + 2NaOH → NaO-CH 2 -CH 2 -ONa + 2H 2 O

2NaCl + 2H 2 O \u003d H 2 + Cl 2 + 2NaOH,

Trenutno se kaustična alkalija i hlor proizvode trima elektrohemijskim metodama. Dvije od njih su elektroliza sa čvrstom azbestnom ili polimernom katodom (metode proizvodnje dijafragme i membrane), treća je elektroliza s tečnom katodom (metoda proizvodnje žive). U brojnim metodama elektrohemijske proizvodnje, najlakša i najpogodnija metoda je elektroliza sa živinom katodom, ali ova metoda uzrokuje značajnu štetu. okruženje kao rezultat isparavanja i curenja metalne žive. Metoda proizvodnje membrane je najefikasnija, najmanje energetski intenzivna i ekološki najprihvatljivija, ali i najkapricioznija, posebno zahtijeva sirovine veće čistoće.

Kaustične alkalije dobivene elektrolizom s tečnom živinom katodom su mnogo čistije od onih dobivenih membranskom metodom. Za neke industrije to je važno. Dakle, u proizvodnji umjetnih vlakana može se koristiti samo kaustika dobivena elektrolizom s tečnom živinom katodom. U svjetskoj praksi se koriste sve tri metode za dobivanje klora i kaustika, sa jasnim trendom povećanja udjela membranske elektrolize. U Rusiji se približno 35% ukupno proizvedenog kaustika proizvodi elektrolizom sa živinom katodom, a 65% elektrolizom sa čvrstom katodom (metode dijafragme i membrane).

Efikasnost proizvodnog procesa se izračunava ne samo prinosom kaustične sode, već i prinosom hlora i vodonika dobijenih elektrolizom, odnos hlora i natrijum hidroksida na izlazu je 100/110, reakcija se odvija u sljedeći omjeri:

1,8 NaCl + 0,5 H 2 O + 2,8 MJ = 1,00 Cl 2 + 1,10 NaOH + 0,03 H 2,

Glavne karakteristike razne metode proizvodnja je data u tabeli:

Indeks po 1 toni NaOH	živina metoda	metoda dijafragme	Membranska metoda
Izlaz hlora %	97	96	98,5
struja (kWh)	3 150	3 260	2 520
Koncentracija NaOH	50	12	35
Čistoća hlora	99,2	98	99,3
Čistoća vodonika	99,9	99,9	99,9
Maseni udio O 2 u hloru,%	0,1	1-2	0,3
Maseni udio Cl - u NaOH, %	0,003	1-1,2	0,005

Tehnološka shema elektrolize sa čvrstom katodom

metoda dijafragme - Šupljina ćelije sa čvrstom katodom podijeljena je poroznom pregradom - dijafragmom - na katodni i anodni prostor, gdje se nalaze katoda i anoda ćelije. Stoga se takav elektrolizator često naziva membranski elektrolizator, a metoda proizvodnje je membranska elektroliza. Struja zasićenog anolita neprekidno ulazi u anodni prostor ćelije dijafragme. Kao rezultat elektrohemijskog procesa, hlor se oslobađa na anodi zbog razgradnje halita, a vodik se oslobađa na katodi zbog raspadanja vode. Klor i vodik se odvojeno uklanjaju iz elektrolizera, bez miješanja:

2Cl - - 2 e\u003d Cl 2 0, H 2 O - 2 e− 1/2 O 2 \u003d H 2.

U ovom slučaju, zona blizu katode je obogaćena natrijum hidroksidom. Otopina iz katodne zone, nazvana elektrolitička lužina, koja sadrži neraspadnuti anolit i natrijum hidroksid, kontinuirano se uklanja iz elektrolizera. U sljedećoj fazi, elektrolitička tekućina se isparava i sadržaj NaOH u njoj se podešava na 42-50% u skladu sa standardom. Halit i natrijum sulfat sa povećanjem koncentracije natrijum hidroksida talože se. Kaustična otopina se dekantira iz taloga i kao gotov proizvod prenosi u skladište ili u fazu isparavanja kako bi se dobio čvrsti proizvod, nakon čega slijedi topljenje, ljuštenje ili granulacija. Kristalni halit (reverzna sol) se vraća u elektrolizu, pripremajući od njega takozvani reverzni slani rastvor. Iz njega se, kako bi se izbjeglo nakupljanje sulfata u otopinama, ekstrahira sulfat prije pripreme povratne slane vode. Gubitak anolita nadoknađuje se dodatkom svježe slane vode dobivene podzemnim ispiranjem slojeva soli ili otapanjem čvrstog halita. Prije miješanja sa obrnutim salamurom, svježa slana otopina se čisti od mehaničkih suspenzija i značajnog dijela jona kalcija i magnezija. Nastali hlor se odvaja od vodene pare, komprimuje i dovodi ili u proizvodnju proizvoda koji sadrže hlor ili za ukapljivanje.

Membranska metoda - slično dijafragmi, ali su anodni i katodni prostori odvojeni membranom za kationsku izmjenu. Membranska elektroliza daje najčistiju kaustiku.

Tehnološki sistem elektroliza.

Glavna tehnološka faza je elektroliza, a glavni aparat je elektrolitička kupka, koja se sastoji od elektrolizera, razlagača i živine pumpe, međusobno povezanih komunikacijama. U elektrolitičkoj kadi, pod dejstvom živine pumpe, živa cirkuliše, prolazeći kroz elektrolizator i razlagač. Katoda elektrolizera je mlaz žive. Anode - grafitne ili niske habanje. Zajedno sa živom, struja anolita - otopina halita - kontinuirano teče kroz elektrolizator. Kao rezultat elektrohemijske razgradnje halita, na anodi se formiraju ioni Cl i oslobađa se klor:

2 Cl - - 2 e= Cl 2 0 ,

koji se uklanja iz elektrolizera, a na živinoj katodi nastaje slab rastvor natrijuma u živi, ​​tzv. amalgam:

Na + + e \u003d Na 0 nNa + + nHg - = Na + Hg

Amalgam kontinuirano teče od elektrolizera do razlagača. Razlagač se također kontinuirano snabdijeva dobro pročišćenom vodom. U njemu se natrijev amalgam, kao rezultat spontanog elektrokemijskog procesa, gotovo potpuno razgrađuje vodom uz stvaranje žive, kaustične otopine i vodika:

Na + Hg + H 2 0 = NaOH + 1/2H 2 + Hg

Ovako dobijena kaustična otopina, koja je komercijalni proizvod, ne sadrži nečistoće halita koje su štetne u proizvodnji viskoze. Živa se gotovo potpuno oslobađa od natrijevog amalgama i vraća u elektrolitičku ćeliju. Vodik se uklanja radi prečišćavanja. Anolit koji izlazi iz elektrolizera zasićen je svježim halitom, nečistoće koje se unose njime, kao i isprane iz anoda i konstruktivnih materijala, uklanjaju se iz njega i vraćaju u elektrolizu. Prije ponovnog zasićenja, hlor rastvoren u njemu se ekstrahuje iz anolita postupkom u dve ili tri faze.

Laboratorijske metode za dobijanje

U laboratoriji, natrijum hidroksid se proizvodi hemijskim metodama koje imaju više istorijski nego praktični značaj.

metoda kreča Proizvodnja natrijum hidroksida se sastoji u interakciji rastvora sode sa vapnenim mlekom na temperaturi od oko 80 ° C. Ovaj proces se naziva kaustizacija; opisuje se reakcijom:

Na 2 C0 3 + Ca (OH) 2 \u003d 2NaOH + CaC0 3

Kao rezultat reakcije nastaju otopina natrijevog hidroksida i talog kalcijum karbonata. Kalcijum karbonat se odvaja od rastvora, koji se isparava da bi se dobio rastopljeni proizvod koji sadrži oko 92% NaOH. Rastopljeni NaOH se sipa u gvozdene bačve gde se stvrdnjava.

feritni način opisan sa dvije reakcije:

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 \u003d 2 NaOH + Fe 2 O 3 (2)

(1) - proces sinterovanja sode pepela sa željeznim oksidom na temperaturi od 1100-1200°C. U tom slučaju nastaje natrijev ferit i oslobađa se ugljični dioksid. Zatim se kolač tretira (luži) vodom prema reakciji (2); dobijaju se rastvor natrijum hidroksida i talog Fe 2 O 3 koji se nakon odvajanja iz rastvora vraća u proces. Rastvor sadrži oko 400 g/l NaOH. Ispari se da se dobije proizvod koji sadrži oko 92% NaOH.

Hemijske metode za proizvodnju natrijevog hidroksida imaju značajne nedostatke: troši se velika količina goriva, rezultirajuća kaustična soda je kontaminirana nečistoćama, a održavanje uređaja je naporno. Trenutno su ove metode gotovo potpuno zamijenjene elektrohemijskom metodom proizvodnje.

Tržište kaustične sode

Svjetska proizvodnja kaustične sode, 2005

Proizvođač	Obim proizvodnje, milion tona	Udio u svjetskoj proizvodnji
DOW	6.363	11.1
Occidental Chemical Company	2.552	4.4
Formosa Plastics	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
Rusija	1.290	2.24
kina	9.138	15.88
Ostalo	27.559	47,87
Ukupno:	57,541	100

U Rusiji se, prema GOST 2263-79, proizvode sljedeće vrste kaustične sode:

TR - čvrsta živa (u pahuljicama);

TD - čvrsta dijafragma (stopljena);

RR - rastvor žive;

RH - hemijski rastvor;

RD - rješenje dijafragme.

Naziv indikatora	TR OKP 21 3211 0400	TD OKP 21 3212 0200	RR OKP 21 3211 0100	RH 1 razred OKP 21 3221 0530	RH 2 razred OKP 21 3221 0540	RD Najviša ocjena OKP 21 3212 0320	RD Prvi razred OKP 21 3212 0330
Izgled	Skalirana masa bijele boje. Dozvoljena je slaba boja	Otopljena bela masa. Dozvoljena je slaba boja	Bezbojna prozirna tečnost		Bezbojna ili obojena tečnost. Dozvoljen je kristalizovani talog	Bezbojna ili obojena tečnost. Dozvoljen je kristalizovani talog	Bezbojna ili obojena tečnost. Dozvoljen je kristalizovani talog
Maseni udio natrijum hidroksida, %, ne manje od	98,5	94,0	42,0	45,5	43,0	46,0	44,0

Pokazatelji ruskog tržišta tekućeg natrijum hidroksida u 2005-2006

Naziv preduzeća	2005 hiljada tona	2006 hiljada tona	udio u 2005%	udio u 2006%
AD "Kaustik", Sterlitamak	239	249	20	20
JSC "Kaustik", Volgograd	210	216	18	18
DD "Sayanskkhimplast"	129	111	11	9
Usoliekhimprom LLC	84	99	7	8
OAO Sibur-Neftekhim	87	92	7	8
OJSC "Khimprom", Čeboksari	82	92	7	8
VOAO "Khimprom", Volgograd	87	90	7	7
ZAO Ilimkhimprom	70	84	6	7
DD "KChKhK"	81	79	7	6
NAK "AZOT"	73	61	6	5
OAO Khimprom, Kemerovo	42	44	4	4
Ukupno:	1184	1217	100	100

Pokazatelji ruskog tržišta čvrste kaustične sode u 2005-2006

Naziv preduzeća	2005 tona	2006 tona	udio u 2005%	udio u 2006%
JSC "Kaustik", Volgograd	67504	63510	62	60
AD "Kaustik", Sterlitamak	34105	34761	31	33
OAO Sibur-Neftekhim	1279	833	1	1
VOAO "Khimprom", Volgograd	5768	7115	5	7
Ukupno:	108565	106219	100	100

Aplikacija

Biodizel

Bakalar Lutefisk na proslavi Dana ustava Norveške

German bagel

Natrijev hidroksid primijenjen u ogromno mnoštvo industrije i za potrebe domaćinstva:

• Kaustika se koristi u industrija celuloze i papira za delignifikaciju (Kraft reakcija) celuloze, u proizvodnji papira, kartona, vještačkih vlakana, ploča od vlakana.,

• Za saponifikaciju masti proizvodnja sapuna, šampona i drugih deterdženata. U davna vremena, pepeo je dodavan u vodu tokom pranja, a, očigledno, domaćice su primetile da ako pepeo sadrži masnoću koja je dospela u ognjište tokom kuvanja, onda je posuđe dobro oprano. Zanimanje sapunara (saponarius) prvi put se spominje oko 385. godine nove ere. e. Theodore Priscianus. Arapi prave sapun od ulja i sode od 7. veka, danas se sapuni prave na isti način kao i pre 10 vekova.
• AT hemijske industrije- za neutralizaciju kiselina i kiselih oksida, kao reagens ili sa vinilnim ili gumiranim odijelima.

  MAC natrijum hidroksida u vazduhu je 0,5 mg/m³.

  Književnost

  • Generale hemijska tehnologija. Ed. I. P. Mukhlenova. Udžbenik za hemijsko-tehnološke specijalnosti univerziteta. - M.: postdiplomske škole.
  • Osnove opšta hemija, t. 3, B. V. Nekrasov. - M.: Hemija, 1970.
  • Opća hemijska tehnologija. Furmer I. E., Zaitsev V. N. - M.: Viša škola, 1978.
  • Naredba Ministarstva zdravlja Ruske Federacije od 28. marta 2003. N 126 „O odobravanju Liste štetnih proizvodnih faktora, pod čijim uticajem u preventivne svrhe preporučuje se konzumacija mlijeka ili drugih ekvivalentnih namirnica.
  • Uredba Glavnog državnog sanitarnog doktora Ruske Federacije od 4. aprila 2003. N 32 „O donošenju sanitarnih pravila za organizaciju teretnog transporta na željeznički transport. SP 2.5.1250-03".
  • Savezni zakon br. 116-FZ od 21. jula 1997. "O industrijskoj sigurnosti opasnih proizvodnih objekata" (sa izmjenama i dopunama od 18. decembra 2006.).
  • Naredba Ministarstva prirodnih resursa Ruske Federacije od 2. decembra 2002. N 786 “O odobravanju Federalnog klasifikacijskog kataloga otpada” (sa izmjenama i dopunama od 30. jula 2003.).
  • Uredba Državnog komiteta za rad SSSR-a od 25.10.1974. N 298 / P-22 „O odobravanju liste industrija, radionica, profesija i pozicija sa štetnim radnim uslovima, rad u kojima se daje pravo na dodatni odmor i skraćeno radno vrijeme” (izmijenjeno 29. maja 1991.).
  • Uredba Ministarstva rada Rusije od 22. jula 1999. N 26 „O odobravanju standardnih industrijskih standarda za besplatno izdavanje specijalne odeće, specijalne obuće i druge lične zaštitne opreme za radnike u hemijskoj industriji“.
  • Dekret glavnog državnog sanitarnog doktora Ruske Federacije od 30. maja 2003. N 116 O stupanju na snagu GN 2.1.6. atmosferski vazduh naseljena područja.” (sa izmjenama i dopunama od 3. novembra 2005.).
  Ilustrovani enciklopedijski rječnik

NATRIJEV HIDROKSID- (kaustična soda, kaustična soda, kaustična) NaOH bezbojna čvrsta supstanca kristalna supstanca, gustina 2130 kg m.t = 320°S; kada se otopi u vodi, oslobađa se velika količina topline; destruktivno dejstvo na kožu, tkanine, papir, opasno ...... Velika politehnička enciklopedija

- (kaustična soda, kaustična soda), NaOH, jaka baza (alkalna). Bezbojni kristali (tehnički proizvod bijela neprozirna masa). Higroskopan, rastvorljiv u vodi, oslobađa veliku količinu toplote. Dobija se elektrolizom otopine... enciklopedijski rječnik

natrijev hidroksid- natrio hidroksidas statusas T sritis chemija formula NaOH atitikmenys: engl. kausticna soda; natrijev hidroksid. kaustičan; kausticna soda; natrijum kaustičan; natrijev hidroksid ryšiai: sinonimas – natrio šarmas sinonimas – kaustinė soda … Chemijos terminų aiskinamasis žodynas

- (kaustična soda, kaustična soda), NaOH, jaka baza (alkalna). Najbolji. kristali (tehnički proizvod bijela neprozirna masa). Higroskopan, rastvorljiv u vodi, oslobađa veliku količinu toplote. Dobija se elektrolizom otopine natrijum hlorida... Prirodna nauka. enciklopedijski rječnik

- (kaustična soda) NaOH, bezbojna kristali; do 299 °C otporne rombične. modifikacija (a = 0,33994 nm, c = 1,1377 nm), iznad 299 o Sa monoklinikom; DH0 polimorfnog prelaza 5,85 kJ/mol; m.p. 323 °S, b.p. 1403 °S; gusto 2,02 g/cm3; … Chemical Encyclopedia

Kaustična soda, kaustična, NaOH bezbojna kristalna. masa, gustina 2130 kg/m3, t Pl 320 °C, rastvorljivost u vodi 52,2% (na 20 °C). Jaka baza, destruktivno djelovanje na životinjsko tkivo; posebno je opasno da kapi N. g. uđu u oči. ... ... Veliki enciklopedijski politehnički rječnik

Jaka lužina, široko se koristi kao sredstvo za čišćenje. Kada natrijum hidroksid dođe u kontakt sa površinom kože, izaziva teške hemijske opekotine; u ovom slučaju, potrebno je odmah oprati zahvaćeno područje kože velikom količinom ... ... medicinski termini

NATRIJUM HIDROKSID, KAUSTIČNA SODA- (kaustična soda) jaka lužina, koja se široko koristi kao sredstvo za čišćenje. Kada natrijum hidroksid dođe u kontakt sa površinom kože, izaziva teške hemijske opekotine; u ovom slučaju potrebno je odmah oprati zahvaćeno područje kože ... ... Rječnik u medicini

Natrijum pripada alkalnim metalima i nalazi se u glavnoj podgrupi prve grupe PSE im. DI. Mendeljejev. Na vanjskom energetskom nivou njegovog atoma, na relativno velikoj udaljenosti od jezgra, nalazi se jedan elektron koji atomi alkalni metali oni se prilično lako oslobađaju, pretvarajući se u jednostruko nabijene katione; ovo objašnjava veoma visoku hemijsku aktivnost alkalnih metala.

Uobičajena metoda za dobivanje alkalnih je elektroliza talina njihovih soli (obično klorida).

Natrijum, kao alkalni metal, karakteriše niska tvrdoća, niska gustina i niske tačke topljenja.

Natrijum, u interakciji sa kiseonikom, uglavnom formira natrijum peroksid

2 Na + O2 Na2O2

Redukovanjem peroksida i superoksida viškom alkalnog metala može se dobiti oksid:

Na2O2 + 2 Na 2 Na2O

Natrijum oksid reaguje sa vodom i formira hidroksid: Na2O + H2O → 2 NaOH.

Peroksidi se potpuno hidroliziraju vodom sa stvaranjem lužine: Na2O2 + 2 HOH → 2 NaOH + H2O2

Kao i svi alkalni metali, natrijum je jako redukciono sredstvo i snažno reaguje sa mnogim nemetalima (s izuzetkom azota, joda, ugljenika, plemenitih gasova):

Izuzetno slabo reaguje sa dušikom u usijanom pražnjenju, formirajući vrlo nestabilnu supstancu - natrijum nitrid.

Reaguje sa razrijeđenim kiselinama kao normalan metal:

S koncentriranim oksidirajućim kiselinama oslobađaju se produkti redukcije:

Natrijev hidroksid NaOH (kaustična alkalija) je jaka hemijska baza. U industriji se natrijum hidroksid proizvodi hemijskim i elektrohemijskim metodama.

Hemijske metode dobijanja:

Kreč, koji se sastoji u interakciji otopine sode s vapnenim mlijekom na temperaturi od oko 80 ° C. Ovaj proces se naziva kaustizacija; prolazi kroz reakciju:

Na 2 CO 3 + Ca (OH) 2 → 2NaOH + CaCO 3

Feritni, koji uključuje dvije faze:

Na 2 CO 3 + Fe 2 O 3 → 2NaFeO 2 + CO 2

2NaFeO 2 + xH 2 O \u003d 2NaOH + Fe 2 O 3 * xH 2 O

Elektrohemijski, natrijum hidroksid se dobija elektrolizom rastvora halita (minerala koji se sastoji uglavnom od obične soli NaCl) uz istovremenu proizvodnju vodonika i hlora. Ovaj proces se može predstaviti zbirnom formulom:

2NaCl + 2H 2 O ± 2e- → H 2 + Cl 2 + 2NaOH

Natrijum hidroksid reaguje:

1) neutralizacija:

NaOH + HCl → NaCl + H 2 O

2) izmjena sa solima u rastvoru:

2NaOH + CuSO 4 → Cu (OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

3) reaguje sa nemetalima

3S + 6NaOH → 2Na 2 S + Na 2 SO 3 + 3H 2 O

4) reaguje sa metalima

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 3H 2 + 2Na

Natrijev hidroksid se široko koristi u raznim industrijama, na primjer, u pulpi, za saponifikaciju masti u proizvodnji sapuna; kao katalizator hemijskih reakcija, u proizvodnji dizel goriva itd.

Natrijum karbonat proizvodi se ili u obliku Na 2 CO 3 (soda pepela), ili u obliku kristalnog Na 2 CO 3 * 10H 2 O (kristalna soda), ili u obliku NaHCO 3 bikarbonata (soda za piće).

Soda se najčešće proizvodi metodom amonijak-klorida, na osnovu reakcije:

NaCl + NH 4 HCO 3 ↔NaHCO 3 + NH4Cl

Mnoge industrije troše natrijum karbonate: hemijska, sapunska, celulozna i papirna, tekstilna, prehrambena itd.