Soda karząca: formuła, właściwości, zastosowanie

Jeden z ważnych związków chemicznychsyntetyzowany w ogromnych partiach każdego roku, to alkaliczny wodorotlenek sodu. Taką popularność zdobył dzięki swoim właściwościom. Soda kaustyczna, której formułą jest NaOH, ma duże znaczenie przemysłowe dla człowieka. Rozważmy tę substancję bardziej szczegółowo.

Historia odkrycia materii

Pierwsza wzmianka o związku według właściwościprzypominające sodę kaustyczną, pojawiły się już w starożytności. Nawet Biblia zawiera pewne informacje o substancji neter, pozyskiwanej z egipskich jezior. Przypuszczalnie była to soda kaustyczna.

Arystoteles, Platon i inni starożytni GrecyFilozofowie i naukowcy rzymscy wspominają również o substancji nitrum, która była wydobywana z naturalnych zbiorników i sprzedawana w postaci dużych, wielobarwnych kawałków (czarny, szary, biały). W końcu nic nie było wówczas wiadomo o metodach oczyszczania, dlatego nie było możliwe oddzielenie związku od zanieczyszczającego go węgla.

W 385 pne był używanyprodukcja mydła. Proces opierał się na sodzie kaustycznej. Jego formuła oczywiście nie była jeszcze znana, ale nie przeszkodziło to w wydobywaniu jej z popiołu roślin z rodzaju Solanka, z jezior i wykorzystywaniu do czyszczenia artykułów gospodarstwa domowego, prania ubrań, robienia różnych mydeł.

Nieco później Arabowie nauczyli się dodawać do produktu olejki eteryczne i substancje aromatyczne. Wtedy mydło stało się piękne i przyjemnie pachnące. Rozpoczął się aktywny rozwój procesów i technologii produkcji mydła.

Do XVII wieku soda kaustyczna, której właściwościbyły używane z mocą i głównym, ponieważ związek chemiczny pozostał niezbadany. Połączono go z takimi substancjami jak soda, wodorotlenek potasu, węglany potasu i sodu. Wszystkie nazwano żrącymi alkaliami.

Później naukowiec Duhamel du Monceau był w stanie udowodnić różnicę między tymi substancjami i podzielić je na zasady i sole. Od tego czasu soda kaustyczna do dziś ma swoją prawdziwą i niezmienną nazwę.

Synonimy nazw

Należy zauważyć, że nazwa tej substancji nie jest taka sama i ma kilka synonimów. W sumie można wyznaczyć 6 różnych opcji:

• wodorotlenek sodu;
• soda kaustyczna;
• soda kaustyczna;
• sól sodowa;
• żrący;
• kaustyczne zasady.

Związek ten nazywa się sodą kaustyczną wzwykli ludzie i przemysł. W syntezach chemicznych bardziej słuszne jest powiedzenie soli sodowej lub sody kaustycznej. Formuła się od tego nie zmienia. Najpopularniejsza nazwa to kaustyczny. Nazwa wodorotlenek sodu jest poprawna z punktu widzenia systematycznego nazewnictwa substancji.

Wzór chemiczny i struktura cząsteczki

Jeśli rozważymy tę substancję z punktu widzenia chemii, będzie ona składać się z dwóch jonów: kationu sodu (Na⁺) i anion wodorotlenkowy (OH^-). Komunikując się ze sobą dzięki elektrostatycznemu przyciąganiu różnie naładowanych cząstek, jony te tworzą sodę kaustyczną. Zasadą jest NaOH.

Grupa hydroksylowa jest utworzona przez polarny kowalencyjnywiązanie między tlenem a wodorem, podczas gdy w przypadku sodu jest utrzymywane przez wiązanie jonowe. W roztworze zasady całkowicie dysocjują na jony, będąc silnym elektrolitem.

Laboratoryjna metoda otrzymywania

Przemysłowe i laboratoryjne metody otrzymywaniasoda kaustyczna ściśle się pokrywa. Często wytwarzany jest w niewielkich ilościach metodami chemicznymi i elektrochemicznymi w mniejszych instalacjach niż w obiektach przemysłowych. A tony substancji są produkowane tymi samymi metodami w ogromnych kolumnach elektrolizerów.

Istnieje kilka głównych sposobów syntezy substancji kaustycznych w laboratorium.

1. Metoda ferrytyczna. Składa się z dwóch głównych etapów: pierwszy to spiekanie pod wpływem wysokiej temperatury węglanu sodu i tlenku żelaza(III). W rezultacie ferryt sodu (NaFeO₂). W drugim etapie jest wystawiony na działanie wody i rozkłada się tworząc wodorotlenek sodu oraz mieszaninę żelaza z wodą (Fe₂Oh₃* H₂O). Otrzymany roztwór wodorotlenku sodu odparowuje się do kryształów lub białych płatków. Jego czystość wynosi około 92%.
2. Metoda wapna.Polega na reakcji oddziaływania węglanu sodu i wodorotlenku wapnia (wapna gaszonego) z powstawaniem węglanu wapnia i ługu. Ta reakcja zachodzi w temperaturze 80^oC. Ponieważ utworzona sól wytrąca się, można ją łatwo oddzielić. Pozostały roztwór odparowuje się i otrzymuje się wodorotlenek sodu.
3. Metoda produkcji membran i membran.Na podstawie działania instalacji elektrolizera. Wprowadza się do niego roztwór chlorku sodu (NaCL), który poddaje się elektrolizie, tworząc wolny gazowy chlor i pożądany produkt kaustyczny. Różnica między tymi metodami polega na tym, że przy metodzie membranowej główną częścią konstrukcyjną urządzenia jest membrana azbestowa (katoda). W metodzie membranowej przestrzenie katodowa i anodowa są oddzielone specjalną membraną.

W ten sposób w laboratorium otrzymuje się wodorotlenek sodu, wybierając opcję najkorzystniejszą materiałowo. Z reguły jest mniej energochłonny.

Synteza w przemyśle

Jak taka substancja jest pozyskiwana w przemyśle,jak jest soda kaustyczna? Soda kaustyczna ciekła i stała jest najczęściej ekstrahowana elektrochemicznie. Polega na elektrolizie roztworu naturalnego mineralnego halitu, którego przeważającą część stanowi sól kuchenna.

Główną cechą tej syntezy jest to, że wraz z sodą kaustyczną produktami ubocznymi są gazowy chlor i wodór. Proces realizowany jest na trzy sposoby:

• elektroliza z membraną z katodą stałą;
• z ciekłą katodą wykonaną z rtęci;
• membrana ze stałą katodą.

Zdecydowana większość sody kaustycznej produkowanej na świecie powstaje metodą membranową. Powstałe zasady charakteryzują się dość wysokim poziomem czystości.

Obszary zastosowania

Jest wiele branż, w którychsoda kaustyczna jest istotna. Aplikacja opiera się na jego właściwościach chemicznych i fizycznych, które czynią ten związek niezbędnym w wielu syntezach i procesach.

Istnieje kilka głównych obszarów, w których wodorotlenek sodu jest niezbędnym pierwiastkiem.

1. Produkcja chemiczna (synteza estrów,mydła, tłuszcze, otrzymywanie włókien, wytrawianie aluminium, do otrzymywania produktów rafinowanych, jako katalizator w wielu procesach; jest główną substancją neutralizującą kwasy i odpowiadające im tlenki; w chemii analitycznej służy do miareczkowania; służy również do otrzymywania czystych metali, wielu soli, innych zasad i związków organicznych).
2. W produkcji papieru do przetwarzania ścieru drzewnego (utylizacja substancji drzewnej ligniny).
3. W działalności gospodarczej osoby równieżniezastąpiona soda kaustyczna. Bardzo ważne jest stosowanie licznych detergentów i środków czyszczących na jej bazie. Robienie mydła, kupowanie szamponów - wszystko to nie jest kompletne bez sody kaustycznej.
4. Niezbędny do syntezy biopaliw.
5. Stosowany na skalę krajową do odgazowywania i neutralizacji substancji toksycznych działających na organizmy.
6. Produkcja narkotyków i narkotyków.
7. Przemysł spożywczy - cukierniczy, czekoladowy, kakaowy, lodowy, barwienie słodyczy, oliwki, wyroby piekarnicze.
8. W kosmetologii do usuwania obcych formacji (mole, brodawczaki, brodawki).
9. Jest stosowany w fabrykach napojów alkoholowych i tytoniu.
10. W przemyśle tekstylnym.
11. Produkcja szkła: kolorowego, zwykłego, optycznego i innych.

Oczywiście wodorotlenek sodu jest bardzo ważną i użyteczną substancją w działalności człowieka. Nie na próżno jest syntetyzowany na świecie rocznie w tonach - 57 milionów i więcej.

Właściwości fizyczne

Biała, sproszkowana substancja, czasem bezbarwna. Może mieć postać drobnokrystalicznego proszku lub płatków. Najczęściej w postaci dużych kryształów. Temperatura topnienia jest dość niska - 65,1^oC. Bardzo szybko wchłania wilgoć i przekształca się w uwodnioną formę NaOH 3,5N₂A. W tym przypadku temperatura topnienia jest jeszcze niższa, tylko 15,5^oC. Niemal nieograniczony rozpuszczalny w alkoholach i wodzie. Zarówno w postaci stałej, jak i płynnej w dotyku.

Bardzo niebezpieczne w skoncentrowanym i rozcieńczonymFormularz. Jest zdolny do uszkadzania wszystkich błon oka, aż do nerwów wzrokowych. Kontakt z oczami może spowodować ślepotę. Dlatego praca z tym związkiem jest niezwykle niebezpieczna i wymaga sprzętu ochronnego.

Właściwości chemiczne

Soda kaustyczna wykazuje właściwości dokładnie takie same jakoraz wszystkie zasady: oddziałuje z kwasami, tlenkami kwasowymi, tlenkami i wodorotlenkami amfoterycznymi, solami. Z niemetali reaguje z siarką, fosforem i halogenami. Zdolny również do reagowania z metalami.

W chemii organicznej wodorotlenek sodu oddziałuje z amidami, eterami, halogenowanymi alkanami.

Warunki przechowywania

Przechowywanie sody kaustycznej odbywa się w określonych warunkach. Dzieje się tak, ponieważ jest niezwykle reaktywny, zwłaszcza gdy pomieszczenie jest wilgotne. Główne warunki są następujące.

1. Przechowywanie z dala od urządzeń grzewczych.
2. Hermetycznie zamknięte i zapieczętowane opakowania, nieprzepuszczalne dla wilgoci.
3. Sucha krystaliczna substancja kaustyczna jest przechowywana w workachspecjalny skład (gęsty polietylen), płyn - w pojemniku z ciemnego szkła z szlifowanymi korkami. Jeśli jego ilość jest duża i wymaga transportu, roztwór sody kaustycznej umieszcza się w specjalnych stalowych pojemnikach i puszkach.

Substancja ta może być transportowana w dowolny znany sposób zgodnie z przepisami bezpieczeństwa, z wyłączeniem transportu drogą powietrzną.

Płynny ług sodowy

Oprócz wody krystalicznej jest też wodaroztwór sody kaustycznej. Jego formuła jest taka sama jak dla ciała stałego. Pod względem chemicznym roztwory są bardziej odpowiednie i wygodniejsze w użyciu. Dlatego w tej formie częściej używa się kaustyki.

Roztwór sody kaustycznej, którego formuła to NaOH,znajduje zastosowanie we wszystkich powyższych obszarach. Jest to niewygodne tylko podczas transportu, ponieważ lepiej przewozić suchą kaustykę. We wszystkich innych właściwościach w niczym nie ustępuje kryształom, a w niektórych nawet je przewyższa.