Co to jest soda kaustyczna? Gęstość wodorotlenku sodu

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-02 17:54

We współczesnym świecie życie jest niemożliwe bez reakcji chemicznych, które zachodzą wszędzie i są zarówno korzystne, jak i niebezpieczne. Zgodnie z układem okresowym pierwiastków chemicznych D. I. Mendelejewa, metale I grupy głównej podgrupy, do której należy sód (Na), gwałtownie reagują z wodą, tworząc alkalia - substancje chemicznie czynne.

Pojęcie zasad

Rozpuszczalne w wodzie wodorotlenki metali aktywnych - zasady - żrące i raczej niebezpieczne chemikalia. Są jednolite i mają biały kolor. Bazy te rozpuszczając się w wodzie wydzielają ciepło. Alkalia są również zdolne do niszczenia skóry, drewna, tkanin, w wyniku czego otrzymały trywialną nazwę „żrący”, którą zwykle stosuje się tylko do wodorotlenków metali alkalicznych. Do najbardziej znanych zasad należą wodorotlenki sodu (NaOH), potasu (KOH), litu (LiOH), baru (Ba(OH)₂), cezu (CsOH), wapnia (Ca(OH)_{2) i kilka innych.}

Wodorotlenek sodu: charakterystyka

Soda kaustyczna jest trywialnanazwa wodorotlenku sodu - jednej z najczęstszych zasad. Należy do niebezpiecznych chemikaliów, ponieważ łatwo koroduje ludzką skórę, dlatego podczas pracy z nim należy przestrzegać niezbędnych środków bezpieczeństwa. Ponadto wodorotlenek sodu jest czasami nazywany sodą kaustyczną lub kaustyczną. Jak wszystkie inne zasady, dobrze oddziałuje z wodą, wydzielając ciepło i jest białym, higroskopijnym związkiem, czyli zdolnym do pochłaniania pary wodnej z powietrza. Gęstość sody kaustycznej wynosi 2,13 g/cm³.

Reaktywność

Roztwór sody kaustycznej może wchodzić w reakcje różnego typu, tworząc inne substancje.

1. Gdy ten związek reaguje z kwasami, zawsze powstaje sól i woda:

NaOH + HCl=NaCl₂ + H_2O.

2. Soda kaustyczna może reagować z kwaśnymi i amfoterycznymi tlenkami metali (w roztworze i po stopieniu), tworząc również odpowiednią sól i wodę:

• 2NaOH + SO₃=Na₂SO₄ + H ₂O (SO_{3 – tlenek kwasowy);}
• 2NaOH + ZnO=Na₂ZnO₂ + H_{2O (ZnO – tlenek amfoteryczny, reakcja ta przebiega przez stapianie i ogrzewanie).}

Gdy wodorotlenek sodu reaguje z amfoterycznym roztworem tlenku, powstaje rozpuszczalna sól złożona.

3. Reakcja alkaliów z amfoterycznymi wodorotlenkami prowadzi również do powstania stopu lub złożonej soli sodowej, w zależności od jej warunków.

4. W reakcji ługu z solami otrzymuje się sód i odpowiedni nierozpuszczalny w wodzie wodorotlenek.

• 2NaOH + MgCl₂=2NaCl + Mg(OH)_{2 (wodorotlenek magnezu jest nierozpuszczalną w wodzie zasadą).}

5. Wodorotlenek sodu może również reagować z niemetalami, takimi jak siarka lub halogeny, tworząc mieszaninę soli sodowych, a także z metalami amfoterycznymi, tworząc sole złożone, żelazo i miedź.

• 3S + 6NaOH=2Na₂S + Na₂SO₄ + 3H _2O.

6. Soda kaustyczna może również wchodzić w interakcje z substancjami organicznymi, na przykład: estrami, amidami, alkoholami wielowodorotlenowymi.

• 2C₂H₆O₂ + 2NaOH=C₂ H₄O₂Na₂ + 2H_{2 O (produktem reakcji jest alkoholan sodu).}

Odbierz

Istnieje kilka metod produkcji sody kaustycznej w przemyśle, z których główne to metody chemiczne i elektrochemiczne.

Pierwsza metoda opiera się na kilku metodach: pirolizie, wapnie i ferrycie.

1. Pirolizę przeprowadza się przez kalcynację węglanu sodu w wysokiej temperaturze (co najmniej 1000 stopni) z utworzeniem tlenku sodu i dwutlenku węgla. Następnie powstały schłodzony tlenek rozpuszcza się w wodzie, w wyniku czego uzyskuje się sodę kaustyczną.

• Na₂CO₃=Na₂O + CO _{2 (przy 1000 stopniach);}
• Na₂O + H₂O=_2NaOH.

Czasami zamiast węglanu sodu stosuje się wodorowęglan sodu, dlatego proces jest nieco bardziej skomplikowany.

2. Metoda wapniowa do produkcji wodorotlenku sodu polega na interakcji soli sodowej kwasu węglowego z wodorotlenkiem wapnia (wapno gaszone) po podgrzaniu do temperatury co najmniej 80 stopni. W wyniku tej interakcji otrzymuje się roztwory zasad i węglanu wapnia (CaCO_{3), które są następnie filtrowane z roztworu głównego.}

• Na₂CO₃ + Ca(OH)₂=2NaOH + CaCO _3.

3. Metoda ferrytowa jest przeprowadzana w dwóch etapach: najpierw soda jest stapiana z tlenkiem żelaza III w temperaturze do 1200 stopni w celu uzyskania ferrytu sodowego, następnie ten ostatni jest uzdatniany wodą, w wyniku czego powstaje zasada.

• Na₂CO₃ + Fe₂O₃ =2NaFeO₂ + CO_2;
• 2NaFeO₂ + 2H₂O=2NaOH + Fe₂O3H _2O.

W elektrochemicznej metodzie otrzymywania sody kaustycznej stosuje się również kilka metod: elektrolizę roztworu chlorku sodu (NaCl), przeponową, membranową oraz metodę rtęciową z katodą ciekłą. Ostatnie trzy metody są bardziej złożone niż pierwsza, ale wszystkie są związane z przepuszczaniem prądu elektrycznego przez roztwór odpowiednich soli, czyli z elektrolizą.

Najpopularniejszą metodą wytwarzania alkaliów jest elektroliza roztworu halitu składającego się z wody stołowejsól, w wyniku której na anodzie i katodzie uwalniany jest chlor i wodór oraz powstaje wodorotlenek sodu:

• 2NaCl + 2H₂O=H₂ + Cl_{2 + 2NaOH.}

W laboratorium soda kaustyczna jest również wytwarzana metodami chemicznymi, ale najczęściej stosuje się metody przeponowe i membranowe.

Aplikacja

Soda kaustyczna znajduje zastosowanie nie tylko w różnych gałęziach przemysłu, ale także w życiu codziennym. Jest używany:

1. W produkcji detergentów.
2. Do neutralizacji kwasów lub jako katalizator w przemyśle chemicznym.
3. Do produkcji biodiesla, który jest bardziej przyjazny dla środowiska niż konwencjonalny olej napędowy.
4. Wykonane są z niego suche granulki, za pomocą których oczyszczają rury kanalizacyjne i zlewy z zatkanych pokarmów.
5. Soda kaustyczna ma również zastosowanie w produkcji artykułów spożywczych, takich jak chleb czy kakao. Jest stosowany jako suplement diety.
6. W kosmetologii substancja służy do usuwania martwego naskórka.
7. Dla szybszego przetwarzania zdjęć.
8. Techniczna soda kaustyczna jest szeroko stosowana w przemyśle chemicznym, petrochemicznym, rafinacji ropy naftowej, celulozowo-papierniczym, wydobywczym, tekstylnym, spożywczym i wielu innych.

Środki ostrożności

Soda kaustyczna to mocna baza. Z łatwością może uszkodzić nie tylko tkankę, ale także ludzką skórę, czemu towarzyszyć będzieoparzenia. Podczas pracy z tą substancją należy przestrzegać pewnych środków ostrożności, a mianowicie:

• Konieczne jest noszenie specjalnych gumowych rękawiczek, okularów ochronnych, aby roztwór nie dostał się na ręce i oczy.
• Musisz nosić ubrania, które będą odporne na związki chemiczne i nie pozwolą im dostać się na skórę ciała. Zazwyczaj takie ubrania są traktowane PCV.