Kas ir kaustiskā soda? Nātrija hidroksīda blīvums

2024 Autors: Angel Austin | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-02 17:52

Mūsdienu pasaulē dzīve nav iespējama bez ķīmiskām reakcijām, kas notiek visur un ir gan labvēlīgas, gan bīstamas. Saskaņā ar D. I. Mendeļejeva ķīmisko elementu periodisko tabulu galvenās apakšgrupas 1. grupas metāli, kas ietver nātriju (Na), spēcīgi reaģē ar ūdeni, veidojot sārmus - ķīmiski aktīvas vielas.

Sārmu jēdziens

Ūdenī šķīstošie aktīvo metālu hidroksīdi - sārmi - kodīgas un diezgan bīstamas ķīmiskas vielas. Tie ir vienkrāsaini un b altā krāsā. Izšķīdinot ūdenī, šīs bāzes izdala siltumu. Sārmi spēj arī iznīcināt ādu, koku, audumus, kā rezultātā tie ieguva triviālo nosaukumu "kaustisks", ko parasti lieto tikai sārmu metālu hidroksīdiem. Vispazīstamākie sārmi ir nātrija (NaOH), kālija (KOH), litija (LiOH), bārija (Ba(OH)₂), cēzija (CsOH), kalcija hidroksīdi. (Ca(OH)_{2) un daži citi.}

Nātrija hidroksīds: raksturlielumi

Kaustiskā soda ir mazsvarīganātrija hidroksīda nosaukums - viens no visizplatītākajiem sārmiem. Tas pieder pie bīstamām ķīmiskām vielām, jo viegli korodē cilvēka ādu, tāpēc, strādājot ar to, jāievēro nepieciešamie drošības pasākumi. Arī nātrija hidroksīdu dažreiz sauc par kaustisko sodu vai kodīgu. Tāpat kā visi citi sārmi, tas labi mijiedarbojas ar ūdeni, izdalot siltumu, un ir b alts, higroskopisks, tas ir, spējīgs absorbēt ūdens tvaikus no gaisa, savienojums. Kaustiskās sodas blīvums ir 2,13 g/cm³.

Reaktivitāte

Kaustiskās sodas šķīdums var iesaistīties dažāda veida reakcijās, veidojot citas vielas.

1. Šim savienojumam reaģējot ar skābēm, vienmēr veidojas sāls un ūdens:

NaOH + HCl=NaCl₂ + H_2O.

2. Kaustiskā soda spēj reaģēt ar skābiem un amfoteriskiem metālu oksīdiem (šķīdumā un sakausējot), veidojot arī atbilstošo sāli un ūdeni:

• 2NaOH + SO₃=Na₂SO₄ + H ₂O (SO_{3 – skābes oksīds);}
• 2NaOH + ZnO=Na₂ZnO₂ + H_{2O (ZnO – amfoteriskais oksīds, šī reakcija notiek saplūšanas un karsēšanas rezultātā).}

Nātrija hidroksīdam reaģējot ar amfoteriskā oksīda šķīdumu, veidojas šķīstošs komplekss sāls.

3. Sārmu reakcija ar amfotēriem hidroksīdiem atkarībā no apstākļiem izraisa arī kausējuma vai kompleksa nātrija sāls veidošanos.

4. Kodīgo vielu reaģējot ar sāļiem, tiek iegūts nātrijs un atbilstošs ūdenī nešķīstošs hidroksīds.

• 2NaOH + MgCl₂=2NaCl + Mg(OH)_{2 (magnija hidroksīds ir ūdenī nešķīstoša bāze).}

5. Nātrija hidroksīds var reaģēt arī ar nemetāliem, piemēram, sēru vai halogēniem, veidojot nātrija sāļu maisījumu, kā arī ar amfotēriem metāliem, veidojot sarežģītus sāļus, dzelzi un varu.

• 3S + 6NaOH=2Na₂S + Na₂SO₄ + 3H _2O.

6. Kaustiskā soda spēj mijiedarboties arī ar organiskām vielām, piemēram: esteriem, amīdiem, daudzvērtīgajiem spirtiem.

• 2C₂H₆O₂ + 2NaOH=C₂ H₄O₂Na₂ + 2H_{2 O (reakcijas produkts ir nātrija alkoholāts).}

Saņemt

Ir vairākas metodes kaustiskās sodas ražošanai rūpniecībā, no kurām galvenās ir ķīmiskā un elektroķīmiskā.

Pirmās metodes pamatā ir vairākas metodes: pirolīze, kaļķis un ferīts.

1. Pirolīzi veic, kalcinējot nātrija karbonātu augstā temperatūrā (vismaz 1000 grādi), veidojot nātrija oksīdu un oglekļa dioksīdu. Pēc tam iegūtais atdzesētais oksīds tiek izšķīdināts ūdenī, kā rezultātā tiek iegūta kaustiskā soda.

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

Dažreiz nātrija karbonāta vietā tiek izmantots nātrija bikarbonāts, un tāpēc process ir nedaudz sarežģītāks.

2. Kaļķu metode nātrija hidroksīda iegūšanai sastāv no ogļskābes nātrija sāls mijiedarbības ar kalcija hidroksīdu (dzēstajiem kaļķiem), kad to karsē līdz vismaz 80 grādu temperatūrai. Šīs mijiedarbības rezultātā tiek iegūti sārmu un kalcija karbonāta šķīdumi (CaCO_{3), ko pēc tam filtrē no galvenā šķīduma.}

• Na₂CO₃ + Ca(OH)₂=2NaOH + CaCO _3.

3. Ferīta metodi veic divos posmos: vispirms soda tiek sakausēta ar dzelzs oksīdu III temperatūrā līdz 1200 grādiem, lai iegūtu nātrija ferītu, pēc tam pēdējo apstrādā ar ūdeni, kā rezultātā veidojas sārms.

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

Kaustiskās sodas iegūšanas elektroķīmiskajā metodē tiek izmantotas arī vairākas metodes: nātrija hlorīda šķīduma (NaCl) elektrolīze, diafragmas, membrānas un dzīvsudraba metode ar šķidro katodu. Pēdējās trīs metodes ir sarežģītākas nekā pirmās, taču tās visas ir saistītas ar elektriskās strāvas novadīšanu caur attiecīgo sāļu šķīdumu, tas ir, ar elektrolīzi.

Visizplatītākā sārmu iegūšanas metode ir halīta šķīduma elektrolīze, kas sastāv no galda ūdens.sāls, kā rezultātā pie anoda un katoda izdalās hlors un ūdeņradis un tiek iegūts nātrija hidroksīds:

• 2NaCl + 2H₂O=H₂ + Cl_{2 + 2NaOH.}

Laboratorijā kaustiskā soda tiek ražota arī ar ķīmiskām metodēm, bet visbiežāk izmanto diafragmas un membrānas metodes.

Pieteikums

Kaustiskā soda tiek izmantota ne tikai dažādās nozarēs, bet arī ikdienā. To lieto:

1. Mazgāšanas līdzekļu ražošanā.
2. Skābju neitralizēšanai vai kā katalizators ķīmiskajā rūpniecībā.
3. Biodīzeļdegvielas ražošanai, kas ir videi draudzīgāka nekā parastā dīzeļdegviela.
4. No tā tiek izgatavotas sausās granulas, ar kuru palīdzību tās attīra kanalizācijas caurules un izlietnes no pārtikas aizsprostojumiem.
5. Kaustiskā soda ir izmantojama arī pārtikas produktu, piemēram, maizes vai kakao, ražošanā. To lieto kā uztura bagātinātāju.
6. Kosmetoloģijā vielu izmanto atmirušās ādas noņemšanai.
7. Ātrākai fotoattēlu apstrādei.
8. Tehniskā kaustiskā soda tiek plaši izmantota ķīmiskajā, naftas ķīmijas, naftas pārstrādes, celulozes un papīra, kalnrūpniecības, tekstila, pārtikas un daudzās citās nozarēs.

Piesardzības pasākumi

Kaustiskā soda ir spēcīga bāze. Tas var viegli sabojāt ne tikai audus, bet arī cilvēka ādu, ko pavadīsapdegumus. Strādājot ar šo vielu, ir jāievēro daži drošības pasākumi, proti:

• Ir jāvalkā speciāli gumijas cimdi, aizsargbrilles, lai šķīdums nenokļūtu uz rokām un acīm.
• Jāvelk apģērbs, kas būs izturīgs pret ķīmiskiem savienojumiem un neļaus tiem nokļūt uz ķermeņa ādas. Parasti šādas drēbes tiek apstrādātas ar PVC.