कास्टिक सोडा: सूत्र, गुण, अनुप्रयोग

महत्वपूर्ण रासायनिक यौगिकों में से एकहर साल विशाल बैचों में संश्लेषित, क्षार सोडियम हाइड्रॉक्साइड है। इसने अपने गुणों के कारण ऐसी लोकप्रियता अर्जित की है। कास्टिक सोडा, जिसका सूत्र NaOH है, मनुष्यों के लिए महान औद्योगिक महत्व है। आइए इस पदार्थ पर अधिक विस्तार से विचार करें।

पदार्थ की खोज का इतिहास

पहले संपत्तियों द्वारा, यौगिक का उल्लेखकास्टिक सोडा जैसा दिखने वाला, प्राचीन काल में दिखाई देता है। यहां तक ​​कि बाइबिल में मिस्र के झीलों से प्राप्त पदार्थ नेटर के बारे में कुछ जानकारी शामिल है। संभवतः यह कास्टिक सोडा था।

अरस्तू, प्लेटो और अन्य प्राचीन यूनानीऔर रोमन दार्शनिकों और वैज्ञानिकों ने पदार्थ नाइट्रम का भी उल्लेख किया है, जिसे प्राकृतिक जलाशयों से निकाला गया था और बड़े बहु-रंगीन टुकड़ों (काले, ग्रे, सफेद) के रूप में बेचा गया था। आखिरकार, उस समय शुद्धिकरण के तरीकों के बारे में कुछ भी नहीं पता था, इसलिए यौगिक को प्रदूषण फैलाने वाले से अलग करने का कोई तरीका नहीं था।

385 ईसा पूर्व में, इसका इस्तेमाल किया गया थासाबुन बनाना। प्रक्रिया कास्टिक सोडा पर आधारित थी। इसका सूत्र, निश्चित रूप से, अभी तक ज्ञात नहीं था, लेकिन इसने इसे सोल्यंका जीनस के पौधों की राख से, झीलों से निकालने से रोका और घरेलू सामानों की सफाई, कपड़े धोने, विभिन्न साबुन बनाने के लिए इस्तेमाल नहीं किया।

थोड़ी देर बाद, अरबों ने उत्पाद में आवश्यक तेलों और सुगंधित पदार्थों को जोड़ना सीखा। फिर साबुन सुंदर और सुखद रूप से सुगंधित हो गया। साबुन बनाने की प्रक्रियाओं और प्रौद्योगिकियों का सक्रिय विकास शुरू हुआ।

17 वीं शताब्दी तक, कास्टिक सोडा, जिसके गुणएक रासायनिक यौगिक के अस्पष्टीकृत बने रहने के कारण और मुख्य के साथ उपयोग किया जा सकता था। यह सोडा, पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड, पोटेशियम और सोडियम कार्बोनेट जैसे पदार्थों के साथ जोड़ा गया था। उन सभी को कास्टिक क्षार कहा जाता था।

बाद में, वैज्ञानिक डुहमल डु मोनको इन पदार्थों के बीच अंतर को साबित करने में सक्षम थे और उन्हें क्षार और लवण में विभाजित किया। तब से, कास्टिक सोडा ने आज तक अपना सही और निरंतर नाम प्राप्त किया है।

नामों का पर्यायवाची

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस पदार्थ का नाम समान नहीं है और इसके कई समानार्थी शब्द हैं। कुल में, 6 अलग-अलग विकल्प निर्दिष्ट किए जा सकते हैं:

• सोडियम हाइड्रोक्साइड;
• कास्टिक सोडा;
• कास्टिक सोडा;
• सोडियम क्षार;
• कास्टिक;
• कास्टिक क्षार।

इस यौगिक को कास्टिक सोडा कहा जाता हैआम लोग और उद्योग। रासायनिक संश्लेषण में, सोडियम क्षार या कास्टिक सोडा कहना अधिक सही है। यह सूत्र नहीं बदलता है। सबसे आम नाम कास्टिक है। सोडियम हाइड्रॉक्साइड नाम पदार्थों के व्यवस्थित नामकरण के दृष्टिकोण से सही है।

अणु का रासायनिक सूत्र और संरचना

यदि हम रसायन विज्ञान के दृष्टिकोण से इस पदार्थ पर विचार करते हैं, तो इसमें दो आयन शामिल होंगे: सोडियम केशन (Na)⁺) और हाइड्रॉक्साइड आयन (OH^-)। विभिन्न आवेशित कणों के इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण के कारण एक-दूसरे के साथ संचार करते हुए, ये आयन कास्टिक सोडा बनाते हैं। अंगूठे का नियम NaOH है।

हाइड्रॉक्सिल समूह एक सहसंयोजक ध्रुवीय द्वारा बनता हैऑक्सीजन और हाइड्रोजन के बीच एक बंधन, जबकि सोडियम के साथ यह एक आयनिक बंधन द्वारा आयोजित किया जाता है। समाधान में, क्षार पूरी तरह से आयनों में विघटित हो जाता है, एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट होता है।

प्राप्त करने की प्रयोगशाला विधि

प्राप्त करने के औद्योगिक और प्रयोगशाला के तरीकेकास्टिक सोडा बारीकी से ओवरलैप करता है। यह अक्सर औद्योगिक सुविधाओं की तुलना में छोटे प्रतिष्ठानों में रासायनिक और विद्युत रासायनिक विधियों द्वारा कम मात्रा में उत्पादित किया जाता है। और इलेक्ट्रोलाइजर्स के विशाल स्तंभों में एक ही विधि द्वारा टन पदार्थ का उत्पादन किया जाता है।

प्रयोगशाला में कास्टिक को संश्लेषित करने के कई मुख्य तरीके हैं।

1. फेरिटिक विधि। इसमें दो मुख्य चरण होते हैं: पहला एक सोडियम कार्बोनेट और लोहे (III) ऑक्साइड के उच्च तापमान के प्रभाव में होता है। नतीजतन, सोडियम फेराइट (NaFeO)₂)। दूसरे चरण में, यह पानी के संपर्क में आता है और सोडियम हाइड्रोक्साइड और लोहे और पानी (Fe) का मिश्रण बनाने के लिए विघटित होता है₂ओह₃* एच₂ओ)। प्राप्त सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल क्रिस्टल या सफेद गुच्छे में वाष्पित होता है। इसकी शुद्धता लगभग 92% है।
2. चूने की विधि।इसमें कैल्शियम कार्बोनेट और कास्टिक के गठन के साथ सोडियम कार्बोनेट और कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड (स्लेक्ड चूना) के बीच बातचीत की प्रतिक्रिया होती है। यह प्रतिक्रिया 80 के तापमान पर होती है^{के बारे में}C. चूंकि नमक बनता है, यह आसानी से अलग हो जाता है। सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल देने के लिए शेष घोल को वाष्पित किया जाता है।
3. डायाफ्राम और झिल्ली उत्पादन विधि।एक इलेक्ट्रोलाइजर स्थापना के संचालन के आधार पर। सोडियम क्लोराइड (NaCL) का एक घोल इसमें डाला जाता है, जिसे मुक्त गैसीय क्लोरीन और वांछित कास्टिक उत्पाद बनाने के लिए इलेक्ट्रोलिसिस के अधीन किया जाता है। इन विधियों के बीच का अंतर यह है कि डायाफ्राम विधि के साथ, डिवाइस का मुख्य संरचनात्मक भाग एक एस्बेस्टस डायाफ्राम (कैथोड) है। झिल्ली विधि के साथ, कैथोड और एनोड रिक्त स्थान को एक विशेष झिल्ली द्वारा अलग किया जाता है।

इस प्रकार, सोडियम हाइड्रॉक्साइड प्रयोगशाला में प्राप्त किया जाता है, जो सबसे अधिक भौतिक रूप से लाभप्रद विकल्प चुनता है। यह, एक नियम के रूप में, कम ऊर्जा खपत है।

उद्योग में संश्लेषण

इस तरह के पदार्थ को उद्योग में कैसे प्राप्त किया जाता है,कास्टिक सोडा कैसा है? तरल और ठोस कास्टिक सोडा सबसे अधिक बार इलेक्ट्रोकेमिकल रूप से निकाला जाता है। यह प्राकृतिक खनिज हेलाइट के एक समाधान के इलेक्ट्रोलिसिस पर आधारित है, जिसका भारी बहुमत टेबल नमक द्वारा बनता है।

इस संश्लेषण की मुख्य विशेषता यह है कि उप-उत्पाद, सोडियम हाइड्रॉक्साइड के साथ मिलकर गैसीय क्लोरीन और हाइड्रोजन हैं। प्रक्रिया को तीन तरीकों में से किसी एक में किया जाता है:

• ठोस कैथोड डायाफ्राम इलेक्ट्रोलिसिस;
• एक तरल पारा कैथोड के साथ;
• ठोस कैथोड के साथ झिल्ली।

दुनिया में उत्पादित कास्टिक सोडा का विशाल बहुमत झिल्ली विधि द्वारा बनता है। परिणामस्वरूप क्षार की शुद्धता के काफी उच्च स्तर की विशेषता है।

आवेदन क्षेत्रों

ऐसे काफी उद्योग हैं जिनमेंकास्टिक सोडा प्रासंगिक है। आवेदन इसके रासायनिक और भौतिक गुणों पर आधारित है, जो कई यौगिकों और प्रक्रियाओं में इस यौगिक को अपरिहार्य बनाते हैं।

कई मुख्य क्षेत्र हैं जिनमें सोडियम हाइड्रॉक्साइड एक आवश्यक तत्व है।

1. रासायनिक उत्पादन (एस्टर का संश्लेषण,साबुन, वसा, फाइबर प्राप्त करना, एल्यूमीनियम की नक़्क़ाशी, परिष्कृत उत्पादों को प्राप्त करने के लिए, कई प्रक्रियाओं में उत्प्रेरक के रूप में; एसिड और उनके संबंधित आक्साइड को बेअसर करने के लिए एक मूल पदार्थ है; विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में इसे अनुमापन के लिए उपयोग किया जाता है; शुद्ध धातुओं, कई लवणों, अन्य आधारों और कार्बनिक यौगिकों को प्राप्त करने के लिए भी उपयोग किया जाता है)।
2. लकड़ी लुगदी (वुडी पदार्थ लिग्निन का निपटान) के प्रसंस्करण के लिए कागज के निर्माण में।
3. मानव आर्थिक गतिविधियों में भीअपूरणीय कास्टिक सोडा। इसके आधार पर कई डिटर्जेंट और सफाई एजेंटों का उपयोग बहुत महत्वपूर्ण है। साबुन बनाना, शैंपू प्राप्त करना - यह सब कास्टिक सोडा के बिना पूरा नहीं होता है।
4. जैव ईंधन संश्लेषण के लिए आवश्यक।
5. इसका उपयोग राष्ट्रीय स्तर पर जीवों को प्रभावित करने वाले विषाक्त पदार्थों को कम करने और बेअसर करने के लिए किया जाता है।
6. दवाओं और दवाओं का उत्पादन।
7. खाद्य उद्योग - हलवाई की दुकान, चॉकलेट, कोको, आइसक्रीम, मिठाई की रंगाई, जैतून, बेक्ड माल।
8. कॉस्मेटोलॉजी में विदेशी संरचनाओं (मोल्स, पेपिलोमा, मौसा) को हटाने के लिए।
9. मादक पेय और तंबाकू कारखानों में उपयोग किया जाता है।
10. कपड़ा उद्योग में।
11. ग्लास उत्पादन: रंगीन, साधारण, ऑप्टिकल और अन्य।

जाहिर है, मानव गतिविधि में सोडियम हाइड्रॉक्साइड एक बहुत महत्वपूर्ण और उपयोगी पदार्थ है। यह व्यर्थ में नहीं है कि यह दुनिया में प्रतिवर्ष टन में संश्लेषित होता है - 57 मिलियन और अधिक।

भौतिक गुणों

सफेद पाउडर पदार्थ, कभी-कभी बेरंग। यह एक महीन क्रिस्टलीय पाउडर के रूप में या गुच्छे के रूप में हो सकता है। ज्यादातर अक्सर बड़े क्रिस्टल के रूप में। पिघलने बिंदु काफी कम है - 65.1^{के बारे में}C. बहुत जल्दी नमी को अवशोषित करता है और NaOH 3.5N के हाइड्रेटेड रूप में बदल जाता है₂A. इस मामले में, गलनांक और भी कम है, केवल 15.5^{के बारे में}C. शराब, पानी में लगभग असीमित रूप से घुलनशील। स्पर्श करने के लिए दोनों ठोस और तरल साबुन।

केंद्रित और पतला में बहुत खतरनाक हैप्रपत्र। आंख की सभी झिल्ली को नुकसान पहुंचाने में सक्षम, ऑप्टिक नसों तक। आंखों के संपर्क में अंधापन हो सकता है। इसलिए, इस यौगिक के साथ काम करना बेहद खतरनाक है और इसके लिए सुरक्षात्मक उपकरणों की आवश्यकता होती है।

रासायनिक गुण

कास्टिक सोडा गुणों को बिल्कुल वैसा ही प्रदर्शित करता हैऔर सभी क्षार: एसिड, अम्लीय ऑक्साइड, एम्फ़ोटेरिक ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड, लवण के साथ सहभागिता करते हैं। गैर-धातुओं में से, यह सल्फर, फास्फोरस और हैलोजेन के साथ प्रतिक्रिया करता है। धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करने में भी सक्षम है।

कार्बनिक रसायन विज्ञान में, सोडियम हाइड्रॉक्साइड एमाइड्स, ईथर्स, हैलोजेनेटेड एल्केन्स के साथ प्रतिक्रिया करता है।

भंडारण की स्थिति

कास्टिक सोडा का भंडारण कुछ शर्तों के तहत किया जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह बेहद प्रतिक्रियाशील है, खासकर जब कमरा नम होता है। मुख्य स्थितियां निम्नलिखित हैं।

1. हीटिंग उपकरणों से दूर भंडारण।
2. नमी के लिए अभेद्य रूप से सील और सील पैकेज।
3. सूखी क्रिस्टलीय कास्टिक बैग में संग्रहित हैविशेष रचना (घने पॉलीइथाइलीन), तरल - जमीन के स्टॉपर्स के साथ एक अंधेरे ग्लास कंटेनर में। यदि इसकी मात्रा बड़ी है और परिवहन की आवश्यकता होती है, तो कास्टिक सोडा समाधान को विशेष स्टील कंटेनर और डिब्बे में रखा जाता है।

इस पदार्थ को किसी भी ज्ञात तरीके से हवा के द्वारा परिवहन को छोड़कर सुरक्षा नियमों के अनुपालन में ले जाया जा सकता है।

तरल सोडियम लाइ

क्रिस्टलीय के अलावा, पानी भी हैकास्टिक सोडा समाधान। इसका सूत्र ठोस के समान है। रासायनिक रूप से, समाधान अधिक लागू और उपयोग करने के लिए सुविधाजनक हैं। इसलिए, इस रूप में, कास्टिक का उपयोग अधिक बार किया जाता है।

कास्टिक सोडा का एक समाधान, जिसका सूत्र NaOH है,उपरोक्त सभी क्षेत्रों में आवेदन पाता है। यह केवल परिवहन के दौरान असुविधाजनक है, क्योंकि सूखी कास्टिक परिवहन करना बेहतर है। अन्य सभी गुणों में यह किसी भी तरह से क्रिस्टल से नीच नहीं है, और कुछ में तो इन्हें पार कर जाता है।