Физические свойства naoh. Гидроксид натрия. Примеры решения задач
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Гидроксид натрия образует твердые белые, очень гигроскопичные кристаллы, плавящиеся при 322 o С.
Ввиду сильного разъедающего действия на ткани, кожу, бумагу и другие органические вещества он называется едким натром. В технике гидроксид натрия часто называют каустической содой.
В воде гидроксид натрия растворяется с выделением большого количества теплоты вследствие образования гидратов.
Гидроксид натрия следует хранить в хорошо закупоренных сосудах, так как он легко поглощает из воздуха диоксид углерода, постепенно превращаясь в карбонат натрия.
Рис. 1. Гидроксид натрия. Внешний вид.
Получение гидроксида натрия
Основным способом получения гидроксида натрия является электролиз водного раствора хлорида натрия. В ходе электролиза на катоде разряжаются ионы водорода и одновременно вблизи катода накапливаются ионы натрия и гидроксид-ионы, т.е. получается гидроксид натрия; на аноде выделяется хлор.
2NaCl + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2NaOH.
Кроме электролитического способа получения гидроксида натрия, иногда еще применяют более старый способ - кипячение раствора соды с гашеной известью:
Химические свойства гидроксида натрия
Гидроксид натрия реагирует с кислотами с образованием солей и воды (реакция нейтрализации):
NaOH + HCl = NaCl + H 2 O;
2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 O.
Раствор гидроксида натрия изменяет цвет индикаторов, так, например, при добавлении лакмуса, фенолфталеина или метилового оранжевого в раствор этой щелочи их окраска станет синей, малиновой и желтой соответственно.
Гидроксид натрия реагирует с растворами солей (если в их состав входит металл, способный образовать нерастворимое основание) и кислотными оксидами:
Fe 2 (SO 4) 3 + 6NaOH = 2Fe(OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4 ;
2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O.
Применение гидроксида натрия
Гидроксид натрия - один из важнейших продуктов основной химической промышленности. В больших количествах он потребляется для очистки продуктов переработки нефти; гидроксид натрия широко применяется в мыловаренной, бумажной, текстильной и других отраслях промышленности, а также при производстве искусственного волокна.
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1
| Задание | Вычислите массу гидроксида натрия, который может прореагировать с концентрированным раствором соляной кислоты объемом 300 мл (массовая доля HCl 34%, плотность 1,168 кг/л). |
| Решение | Запишем уравнение реакции:
NaOH + HCl = NaCl + H 2 O. Найдем массу раствора соляной кислоты, а также массу растворенного вещества HCl в нем: m solution =V solution × ρ; m solution =0,3 × 1,168 = 0,3504 кг = 350,4г. ω = m solute / m solution × 100%; m solute = ω / 100% ×m solution ; m solute (HCl) = ω (HCl) / 100% ×m solution ; m solute (HCl) = 34 / 100% × 350,4= 11,91 г. Рассчитаем количество моль соляной кислоты (молярная масса равна 36,5 г/моль): n(HCl) = m (HCl) / M (HCl); n (HCl) = 11,91 / 36,5 = 0,34 моль. Согласно уравнению реакции n (HCl) :n (NaOH) =1: 1. Значит, n(NaOH) = n(HCl) = 0,34моль. Тогда масса гидроксида натрия, вступившего в реакцию будет равна (молярная масса - 40 г/моль): m (NaOH) = n (NaOH)× M (NaOH); m (NaOH) = 0,34× 40 = 13,6г. |
| Ответ | Масса гидроксида натрия равна 13,6 г. |
ПРИМЕР 2
| Задание | Вычислите массу карбоната натрия, который потребуется для получения гидроксида натрия по реакции взаимодействия с гидроксидом кальция массой 3,5 г. |
| Решение | Запишем уравнение реакции взаимодействия карбоната натрия с гидроксидом кальция с образованием гидроксида натрия:
Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 ↓ + 2NaOH. Рассчитаем количество вещества гидроксида кальция (молярная масса - 74 г/моль): n(Ca(OH) 2) = m (Ca(OH) 2) / M (Ca(OH) 2); n (Ca(OH) 2) = 3,5 / 74 = 0,05моль. Согласно уравнению реакции n(Ca(OH) 2) :n(Na 2 CO 3) = 1:1 . Тогда количество моль карбоната натрия будет равно: n (Na 2 CO 3) = n (Ca(OH) 2) = 0,05моль. Найдем массу карбоната натрия (молярная масса - 106 г/моль): m (Na 2 CO 3) = n (Na 2 CO 3) × M (Na 2 CO 3); m (Na 2 CO 3) = 0,05 × 106 = 5,3г. |
| Ответ | Масса карбоната натрия равна 5,3г. |
Физические свойства
Гидрат окиси натрия NaOH - белое твердое вещество. Если оставить кусок едкого натра на воздухе, то он вскоре расплывается, так как притягивает влагу из воздуха. Едкий натр хорошо растворяется в воде, при этом выделяется большое количество теплоты. Раствор едкого натра мылок на ощупь.
Термодинамика растворов
ΔH 0 растворения для бесконечно разбавленного водного раствора −44,45 кДж/моль.
Из водных растворов при 12,3-61,8 °C кристаллизуется моногидрат (сингония ромбическая), температура плавления 65,1 °C; плотность 1,829 г/см³; ΔH 0 обр −425,6 кДж/моль), в интервале от −28 до −24 °C - гептагидрат, от −24 до −17,7 °C - пентагидрат, от −17,7 до −5,4 °C - тетрагидрат (α-модификация), от −5,4 до 12,3 °C. Растворимость в метаноле 23,6 г/л (t = 28 °C), в этаноле 14,7 г/л (t = 28 °C). NaOH·3,5Н 2 О (температура плавления 15,5 °C);
Химические свойства
(1) H 2 S + 2NaOH = Na 2 S + 2H 2 O (при избытке NaOH)
(2) H 2 S + NaOH = NaHS + H 2 O (кислая соль, при отношении 1:1)
(в целом такую реакцию можно представить простым ионным уравнением, реакция протекает с выделением тепла (экзотермическая реакция): OH − + H 3 O + → 2H 2 O. )
- с амфотерными оксидами которые обладают как основными, так и кислотными свойствами, и способностью реагировать с щелочами, как с твёрдыми при сплавлении:
ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O
так и с растворами:
ZnO + 2NaOH (раствор) + H 2 O → Na 2 (раствор)
(Образующийся анион называется тетрагидроксоцинкат-ионом, а соль, которую можно выделить из раствора - тетрагидроксоцинкатом натрия. В аналогичные реакции гидроксид натрия вступает и c другими амфотерными оксидами.)
Al(OH) 3 + 3NaOH = Na 3
2Na + + 2OH − + Cu 2+ + SO 4 2− → Cu(OH) 2 ↓+ Na 2 SO 4
Гидроксид натрия используется для осаждения гидроксидов металлов. К примеру, так получают гелеобразный гидроксид алюминия , действуя гидроксидом натрия на сульфат алюминия в водном растворе, при этом избегая избытка щёлочи и растворения осадка. Его и используют, в частности, для очистки воды от мелких взвесей.
4Р + 3NaOH + 3Н 2 О → РН 3 + 3NaH 2 РО 2 .
3S + 6NaOH → 2Na 2 S + Na 2 SO 3 + 3H 2 O
Гидролиз эфиров
В результате взаимодействия жиров с гидроксидом натрия получают твёрдые мыла (они используются для производства кускового мыла), а с гидроксидом калия либо твёрдые, либо жидкие мыла, в зависимости от состава жира.
HO-CH 2 -CH 2 ОН + 2NaOH → NaO-CH 2 -CH 2 -ONa + 2Н 2 O
Анод : 2Cl − - 2е − → Cl 2 - основной процесс 2H 2 O - 2e - → O 2 +4H + 6СlО - + 3Н 2 О - 6е - → 2СlО 3 - + 4Сl - + 1,5O 2 + 6Н + Катод : 2H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH − - основной процесс СlО - + Н 2 О + 2е - → Сl - + 2ОН - СlО 3 - + 3Н 2 O + 6е - → Сl - + 6OН -В качестве анода в диафрагменных электролизерах может использоваться графитовый или угольный электроды. На сегодня их в основном заменили титановые аноды с окисно-рутениево-титановым покрытием (аноды ОРТА) или другие малорасходуемые.
На следующей стадии электролитический щёлок упаривают и доводят содержание в нём NaOH до товарной концентрации 42-50 % масс. в соответствии со стандартом.
Na + + е = Na 0 nNa + + nHg − = Na + HgАмальгама непрерывно перетекает из электролизёра в разлагатель амальгамы. В разлагатель также непрерывно подаётся высоко очищенная вода. В нём амальгама натрия в результате самопроизвольного химического процесса почти полностью разлагается водой с образованием ртути, раствора каустика и водорода:
Na + Hg + Н 2 O = NaOH + 1/2Н 2 + HgПолученный таким образом раствор каустика, являющийся товарным продуктом, практически не содержит примесей. Ртуть почти полностью освобождается от натрия и возвращается в электролизер. Водород отводится на очистку.
Однако, полная очистка раствора щелочи от остатков ртути практически не возможна, поэтому этот метод сопряжен с утечками металлической ртути и её паров.
Растущие требования к экологической безопасности производств и дороговизна металлической ртути ведут к постепенному вытеснению ртутного метода методами получения щелочи с твердым катодом, в особенности мембранным методом.
Лабораторные методы получения
В лаборатории гидроксид натрия иногда получают химическими способами, но чаще используется небольшой электролизер диафрагменного или мембранного типа.
Рынок каустической соды
Мировое производство натра едкого, 2005 год| Производитель | Объём производства, млн.тонн | Доля в мировом производстве |
|---|---|---|
| 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 |
| Solvay | 1.252 | 2.2 |
| Akzo Nobel | 1.157 | 2.0 |
| Tosoh | 1.110 | 1.9 |
| Arkema | 1.049 | 1.8 |
| Olin | 0.970 | 1.7 |
| Россия | 1.290 | 2.24 |
| Китай | 9.138 | 15.88 |
| Другие | 27.559 | 47,87 |
| Всего: | 57,541 | 100 |
ТР - твёрдый ртутный (чешуированный);
ТД - твёрдый диафрагменный (плавленый);
РР - раствор ртутный;
РХ - раствор химический;
РД - раствор диафрагменный.
| Наименование показателя | ТР ОКП 21 3211 0400 | ТД ОКП 21 3212 0200 | РР ОКП 21 3211 0100 | РХ 1 сорт ОКП 21 3221 0530 | РХ 2 сорт ОКП 21 3221 0540 | РД Высший сорт ОКП 21 3212 0320 | РД Первый сорт ОКП 21 3212 0330 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Внешний вид | Чешуированная масса белого цвета. Допускается слабая окраска | Плавленая масса белого цвета. Допускается слабая окраска | Бесцветная прозрачная жидкость | Бесцветная или окрашенная жидкость. Допускается выкристаллизованный осадок | Бесцветная или окрашенная жидкость. Допускается выкристаллизованный осадок | Бесцветная или окрашенная жидкость. Допускается выкристаллизованный осадок | |
| Массовая доля гидроксида натрия, %, не менее | 98,5 | 94,0 | 42,0 | 45,5 | 43,0 | 46,0 | 44,0 |
| Наименование предприятия | 2005 г. тыс.тонн | 2006 г. тыс.тонн | доля в 2005 г.% | доля в 2006 г.% |
|---|---|---|---|---|
| ОАО «Каустик» , Стерлитамак | 239 | 249 | 20 | 20 |
| ОАО «Каустик» , Волгоград | 210 | 216 | 18 | 18 |
| ОАО «Саянскхимпласт» | 129 | 111 | 11 | 9 |
| ООО «Усольехимпром» | 84 | 99 | 7 | 8 |
| ОАО «Сибур-Нефтехим» | 87 | 92 | 7 | 8 |
| ОАО «Химпром» , Чебоксары | 82 | 92 | 7 | 8 |
| ВОАО «Химпром» , Волгоград | 87 | 90 | 7 | 7 |
| ЗАО «Илимхимпром» | 70 | 84 | 6 | 7 |
| ОАО «КЧХК» | 81 | 79 | 7 | 6 |
| НАК «АЗОТ» | 73 | 61 | 6 | 5 |
| ОАО «Химпром», Кемерово | 42 | 44 | 4 | 4 |
| Итого: | 1184 | 1217 | 100 | 100 |
| Наименование предприятия | 2005 г. тонн | 2006 г. тонн | доля в 2005 г.% | доля в 2006 г.% |
|---|---|---|---|---|
| ОАО «Каустик» , Волгоград | 67504 | 63510 | 62 | 60 |
| ОАО «Каустик» , Стерлитамак | 34105 | 34761 | 31 | 33 |
| ОАО «Сибур-Нефтехим» | 1279 | 833 | 1 | 1 |
| ВОАО «Химпром» , Волгоград | 5768 | 7115 | 5 | 7 |
| Итого: | 108565 | 106219 | 100 | 100 |
Применение
Биодизельное топливо
Получение биодизеля
Едкий натр применяется во множестве отраслей промышленности и для бытовых нужд:
- Каустик применяется в целлюлозно-бумажной промышленности для делигнификации (сульфатный процесс) целлюлозы, в производстве бумаги , картона , искусственных волокон, древесно-волоконных плит.
- Для омыления жиров при производстве мыла , шампуня и других моющих средств . В древности во время стирки в воду добавляли золу, и, по-видимому, хозяйки обратили внимание, что если зола содержит жир, попавший в очаг во время приготовления пищи, то посуда хорошо моется. О профессии мыловара (сапонариуса) впервые упоминает примерно в 385 г. н. э. Теодор Присцианус. Арабы варили мыло из масел и соды с VII века, сегодня мыла производятся тем же способом, что и 10 веков назад. В настоящее время продукты на основе гидроксида натрия (с добавлением гидроксида калия, нагретые до 50-60 градусов Цельсия, применяются в сфере промышленной мойки для очистки изделий из нержавеющей стали от жира и других масляных веществ, а также остатков механической обработки.
- В химических отраслях промышленности - для нейтрализации кислот и кислотных окислов, как реагент или катализатор в химических реакциях, в химическом анализе для титрования , для травления алюминия и в производстве чистых металлов , в нефтепереработке - для производства масел.
- Для изготовления биодизельного топлива - получаемого из растительных масел и используемого для замены обычного дизельного топлива. Для получения биодизеля к девяти массовым единицам растительного масла добавляется одна массовая единица спирта (то есть соблюдается соотношение 9:1), а также щелочной катализатор (NaOH). Полученный эфир (главным образом линолевой кислоты) отличается хорошей воспламеняемостью, обеспечиваемой высоким цетановым числом. Цетановое число условная количественная характеристика самовоспламеняемости дизельных топлив в цилиндре двигателя (аналог октанового числа для бензинов). Если для минерального дизтоплива характерен показатель в 50-52 %, то метиловый эфир уже изначально соответствует 56-58 % цетана. Сырьем для производства биодизеля могут быть различные растительные масла: рапсовое , соевое и другие, кроме тех, в составе которых высокое содержание пальмитиновой кислоты (пальмовое масло). При его производстве в процессе этерификации также образуется глицерин который используется в пищевой, косметической и бумажной промышленности, либо перерабатывается в эпихлоргидрин по методу Solvay .
- В качестве агента для растворения засоров канализационных труб , в виде сухих гранул или в составе гелей . Гидроксид натрия дезагрегирует засор и способствует лёгкому продвижению его далее по трубе.
- В гражданской обороне для дегазации и нейтрализации отравляющих веществ, в том числе зарина , в ребризерах (изолирующих дыхательных аппаратах (ИДА), для очистки выдыхаемого воздуха от углекислого газа.
- Гидроксид натрия также используется в сочетании с цинком для фокуса . Медную монету кипятят в растворе гидроксида натрия в присутствии гранул металлического цинка, через 45 секунд, цвет копейки станет серебристым. После этого копейку вынимают из раствора и нагревают в пламени горелки, где она, практически моментально становится «золотой». Причины этих изменений заключается в следующем: ионы цинка вступают в реакцию с гидроксидом натрия (в недостатке) с образованием Zn (OH) 4 2− - который при нагревании разлагается до металлического цинка и осаждается на поверхность монеты. А при нагревании цинк и медь образуют золотистый сплав - латунь .
- Гидроксид натрия также используется для мойки пресс-форм автопокрышек.
- Гидроксид натрия также используется для нелегального производства метамфетаминов и других наркотических средств.
- В приготовлении пищи:
для мытья и очистки фруктов и овощей от кожицы, в производстве шоколада и какао, напитков, мороженого, окрашивания карамели, для размягчения маслин и придания им чёрной окраски, при производстве хлебобулочных изделий. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E524
.
Некоторые блюда готовятся с применением каустика:- Лютефиск - скандинавское блюдо из рыбы - сушёная треска вымачивается 5-6 дней в едкой щёлочи и приобретает мягкую, желеобразную консистенцию.
- Брецель - немецкие крендели - перед выпечкой их обрабатывают в растворе едкой щёлочи, которая способствует образованию уникальной хрустящей корочки.
- В косметологии для удаления ороговевших участков кожи: бородавок, папиллом.
Меры предосторожности при обращении с гидроксидом натрия
Гидроксид натрия - едкое и коррозионноактивное вещество . Оно относится к веществам второго класса опасности . Поэтому при работе с ним требуется соблюдать осторожность. При попадании на кожу, слизистые оболочки и в глаза образуются серьёзные химические ожоги . Попадание в глаза вызывает необратимые изменения зрительного нерва (атрофию), и, как следствие, потерю зрения. При контакте слизистых поверхностей с едкой щёлочью необходимо промыть поражённый участок струей воды, а при попадании на кожу слабым раствором уксусной кислоты . При работе с едким натрием рекомендуется следующие защитные средства : химические брызгозащитные очки для защиты глаз, резиновые перчатки или перчатки с прорезиненной поверхностью для защиты рук, для защиты тела - химически-стойкая одежда пропитанная винилом или прорезиненные костюмы.
ПДК гидроксида натрия в воздухе 0,5 мг/м³.
Литература
- Общая химическая технология. Под ред. И. П. Мухленова. Учебник для химико-технологических специальностей вузов. - М.: Высшая школа.
- Основы общей химии, т. 3, Б. В. Некрасов. - М.: Химия, 1970.
- Общая химическая технология. Фурмер И. Э., Зайцев В. Н. - М.: Высшая школа, 1978.
- Приказ Минздрава РФ от 28 марта 2003 г. N 126 «Об утверждении Перечня вредных производственных факторов, при воздействии которых в профилактических целях рекомендуется употребление молока или других равноценных пищевых продуктов».
- Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 4 апреля 2003 г. N 32 «О введении в действие Санитарных правил по организации грузовых перевозок на железнодорожном транспорте. СП 2.5.1250-03».
- Федеральный закон от 21.07.1997 N 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов » (с изменениями на 18 декабря 2006 года).
- Приказ МПР РФ от 2 декабря 2002 г. N 786 «Об утверждении федерального классификационного каталога отходов» (с изм. и доп. от 30 июля 2003 г.).
- Постановление Госкомтруда СССР от 25.10.1974 N 298/П-22 «Об утверждении списка производств, цехов, профессий и должностей с вредными условиями труда, работа в которых дает право на дополнительный отпуск и сокращённый рабочий день» (с изменениями на 29 мая 1991 года).
- Постановление Минтруда России от 22.07.1999 N 26 «Об утверждении типовых отраслевых норм бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты работникам химических производств».
- Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 30.05.2003 N 116 О введении в действие ГН 2.1.6.1339-03 «Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населённых мест».(с изменениями на 3 ноября 2005 года).
| Растворимость кислот , оснований и солей в воде | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Натрия гидроксид – это всем известная каустическая сода, самая распространенная щелочь в мире. Химическая формула NaOH. Имеет другие традиционные названия – каустик, едкая щелочь, едкий натр, гидроокись натрия, натриевая щелочь.
Едкий натр – это твердое вещество белого или желтоватого цвета, немного скользкое на ощупь, которое получают путем электролиза из хлорида натрия. Натрия гидроксид является сильной щелочью, которая способна разрушать органические вещества: бумагу, дерево, а также кожу человека, вызывая ожоги различной степени тяжести.
Свойства гидроксида натрия
Промышленность выпускает гидроокись натрия в виде белого рассыпчатого порошка без запаха. Технический едкий натр может поставляться в виде различных растворов: ртутных, химических, диафрагменных. Обычно это бесцветная или слабо окрашенная жидкость, герметически закупоренная в щелочеустойчивую тару. Также выпускается гранулированный гидроксид натрия, который служит для различных технических нужд.
Каустик является водорастворимым веществом, которое при контакте с водой выделяет большое количество теплоты. Раствор натриевой щелочи немного скользкий на ощупь, напоминает жидкое мыло.
Другие свойства гидроксида натрия
- Нерастворим в ацетоне, эфирах;
- Хорошо растворяется в глицерине, этаноле и метаноле (спиртовые растворы);
- Каустик очень гигроскопичен, поэтому соду нужно упаковывать в непромокаемую тару и хранить в сухом помещении;
- Негорюч, температура плавления - 318°С;
- Температура кипения - 1390°С;
- Опасное свойство гидроксида натрия заключается в его бурной реакции при контакте с металлами, такими как алюминий, цинк, свинец, олово. Являясь сильным основанием, едкий натр может образовывать взрывоопасный горючий газ (водород);
- Пожароопасная ситуация возникает и в случае контакта натриевой щелочи с аммиаком;
- В расплавленном виде может разрушать фарфор и стекло.
В промышленных масштабах следует осторожно пользоваться этим веществом, поскольку не соблюдение мер безопасности опасно для человека.
Применение гидроксида натрия
В пищевой промышленности натриевая щелочь известна как пищевая добавка – регулятор кислотности Е-524. Она используется при производстве какао, карамели, мороженого, шоколада и лимонадов. Также каустическую соду добавляют в хлебобулочные изделия и сдобу для более пышной консистенции, а обработка изделий раствором едкого натра перед выпечкой способствует приобретению хрустящей румяной корочки.
Применение гидроксида натрия целесообразно для получения нежной и мягкой консистенции продуктов. Например, вымачивание рыбы в щелочном растворе позволяет получить желеобразную массу, из которой готовят лютефиск – традиционное скандинавское блюдо. Таким же способом добиваются размягчения маслин и оливок.
Достаточно широко гидроокись натрия применяется в косметической промышленности. При производстве средств личной гигиены (мыло, шампуни, кремы), а также моющих средств гидроокись натрия необходима для омыления жиров и присутствует в качестве эмульгирующей щелочной добавки.
Другие сферы применения гидроксида натрия:
- В целлюлозно-бумажной промышленности;
- Для производства масел и изготовления биодизельного топлива в нефтеперерабатывающей промышленности;
- Для дезинфекции и санитарной обработки помещений, поскольку каустическая сода имеет свойство нейтрализовывать находящиеся в воздухе вредные для человека вещества;
- В быту для очистки засорившихся труб, а также для ликвидации загрязнений с различных поверхностей (кафель, эмаль и пр.).
Чем опасен едкий натр
При попадании на кожу человека, слизистые оболочки или в глаза гидроокись натрия вызывает достаточно сильные химические ожоги. Необходимо сразу же промыть пораженный участок тела большим количеством воды.
При случайном заглатывании вызывает поражение (химический ожог) гортани, полости рта, желудка и пищевода. В качестве первой помощи можно дать пострадавшему выпить воды или молока.
Популярные статьи Читать больше статей
02.12.2013
Все мы много ходим в течение дня. Даже если у нас малоподвижный образ жизни, мы все равно ходим – ведь у нас н...
610275 65 Подробнее
10.10.2013
Пятьдесят лет для представительниц прекрасного пола – это своеобразный рубеж, перешагнув который каждая вторая...
451197 117 Подробнее
02.12.2013
В наше время бег уже не вызывает массу восторженных отзывов, как это было лет тридцать назад. Тогда общество б...
· Химические свойства · Качественное определение ионов натрия · Методы получения · Рынок каустической соды · Применение · Меры предосторожности при обращении с гидроксидом натрия · Литература ·
Гидроксид натрия (едкая щёлочь) - сильное химическое основание (к сильным основаниям относят гидроксиды, молекулы которых полностью диссоциируют в воде), к ним относят гидроксиды щелочных и щёлочноземельных металлов подгрупп Iа и IIа периодической системы Д. И. Менделеева, KOH (едкое кали), Ba(OH) 2 (едкий барит), LiOH, RbOH, CsOH. Щёлочность (основность) определяется валентностью металла, радиусом внешней электронной оболочки и электрохимической активностью: чем больше радиус электронной оболочки (увеличивается с порядковым номером), тем легче металл отдаёт электроны, и тем выше его электрохимическая активность и тем левее располагается элемент в электрохимическом ряду активности металлов, в котором за ноль принята активность водорода.
Водные растворы NaOH имеют сильную щелочную реакцию (pH 1%-раствора = 13). Основными методами определения щелочей в растворах являются реакции на гидроксид-ион (OH), (c фенолфталеином - малиновое окрашивание и метиловым оранжевым (метилоранжем) - жёлтое окрашивание). Чем больше гидроксид-ионов находится в растворе, тем сильнее щёлочь и тем интенсивнее окраска индикатора.
Гидроксид натрия вступает в реакции:
1.Нейтрализации с различными веществами в любых агрегатных состояниях, от растворов и газов до твёрдых веществ:
- c кислотами - с образованием солей и воды:
NaOH + HCl → NaCl + H 2 O
(1) H 2 S + 2NaOH = Na 2 S + 2H 2 O (при избытке NaOH)
(2) H 2 S + NaOH = NaHS + H 2 O (кислая соль, при отношении 1:1)
(в целом такую реакцию можно представить простым ионным уравнением, реакция протекает с выделением тепла (экзотермическая реакция): OH + H 3 O + → 2H 2 O. )
- с амфотерными оксидами которые обладают как основными, так и кислотными свойствами, и способностью реагировать с щелочами, как с твёрдыми при сплавлении:
ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O
так и с растворами:
ZnO + 2NaOH (раствор) + H 2 O → Na 2 (раствор)
(Образующийся анион называется тетрагидроксоцинкат-ионом, а соль, которую можно выделить из раствора - тетрагидроксоцинкатом натрия. В аналогичные реакции гидроксид натрия вступает и c другими амфотерными оксидами.)
- С амфотерными гидроксидами:
Al(OH) 3 + 3NaOH = Na 3
2. Обмена с солями в растворе :
2NaOH +CuSO 4 → Cu (OH) 2 + Na 2 SO 4 ,
2Na + + 2OH + Cu 2+ + SO 4 2 → Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4
Гидроксид натрия используется для осаждения гидроксидов металлов. К примеру, так получают гелеобразный гидроксид алюминия, действуя гидроксидом натрия на сульфат алюминия в водном растворе, помимо этого избегая избытка щёлочи и растворения осадка. Его и используют, в частности, для очистки воды от мелких взвесей.
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. С неметаллами :
к примеру, с фосфором - с образованием гипофосфита натрия:
4Р + 3NaOH + 3Н 2 О → РН 3 + 3NaH 2 РО 2 .
3S + 6NaOH → 2Na 2 S + Na 2 SO 3 + 3H 2 O
- с галогенами:
2NaOH + Cl 2 → NaClO + NaCl + H 2 O (дисмутация хлора)
2Na + + 2OH + 2Cl → 2Na + + 2O 2 + 2H + + 2Cl → NaClO + NaCl + H 2 O
6NaOH + 3I 2 → NaIO 3 + 5NaI + 3H 2 O
4. С металлами : Гидроксид натрия вступает в реакцию с алюминием, цинком, титаном. Он не реагирует с железом и медью (металлами, которые имеют низкий электрохимический потенциал). Алюминий легко растворяется в едкой щёлочи с образованием хорошо растворимого комплекса - тетрагидроксиалюмината натрия и водорода:
2Al 0 + 2NaOH + 6H 2 O → 3H 2 + 2Na
2Al 0 + 2Na + + 8OH + 6H + → 3H 2 + 2Na +
5. С эфирами , амидами и алкилгалогенидами (гидролиз):
с жирами (омыление), такая реакция необратима, поскольку получающаяся кислота со щёлочью образует мыло и глицерин. Глицерин впоследствии извлекается из подмыльных щёлоков путём вакуум-выпарки и дополнительной дистилляционной очистки полученных продуктов. Этот способ получения мыла был известен на Ближнем Востоке с VII века:
(C 17 H 35 COO) 3 C 3 H 5 + 3NaOH → C 3 H 5 (OH) 3 + 3C 17 H 35 COONa
В результате взаимодействия жиров с гидроксидом натрия получают твёрдые мыла (они используются для производства кускового мыла), а с гидроксидом калия либо твёрдые, либо жидкие мыла, исходя из состава жира.
6. С многоатомными спиртами - с образованием алкоголятов:
HO-CH 2 -CH 2 ОН + 2NaOH → NaO-CH 2 -CH 2 -ONa + 2Н 2 O
7. Со стеклом : в результате длительного воздействия горячей гидроокиси натрия поверхность стекла становится матовой (выщелачивание силикатов):
SiO 2 + 4NaOH → (2Na 2 O)·SiO 2 + 2H 2 O.