מהי סודה קאוסטית? צפיפות של נתרן הידרוקסיד

2024 מְחַבֵּר: Angel Austin | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-02 17:47

בעולם המודרני, החיים בלתי אפשריים ללא תגובות כימיות המתרחשות בכל מקום והן מועילות ומסוכנות כאחד. על פי הטבלה המחזורית של יסודות כימיים של D. I. Mendeleev, מתכות מהקבוצה הראשונה של תת-הקבוצה הראשית, הכוללות נתרן (Na), מגיבות באלימות עם מים, ויוצרות אלקליות - חומרים פעילים מבחינה כימית.

המושג של אלקליות

הידרוקסידים מסיסים במים של מתכות פעילות - אלקליות - כימיקלים קאוסטיים ומסוכנים למדי. הם מוצקים ולבנים בצבע. בהמסה במים, בסיסים אלה משחררים חום. אלקליים מסוגלים גם להרוס עור, עץ, בדים, וכתוצאה מכך הם קיבלו את השם הטריוויאלי "קאוסטיק", שבדרך כלל מיושם רק על הידרוקסידים של מתכות אלקליות. הבסיסים הידועים ביותר כוללים את הידרוקסידים של נתרן (NaOH), אשלגן (KOH), ליתיום (LiOH), בריום (Ba(OH)₂), צסיום (CsOH), סידן. (Ca(OH)_{2) ועוד כמה.}

נתרן הידרוקסיד: מאפיינים

סודה קאוסטית היא טריוויאליתשמו של נתרן הידרוקסיד - אחד הבסיסים הנפוצים ביותר. זה שייך לכימיקלים מסוכנים, מכיוון שהוא משחית בקלות את עור האדם, אז אתה צריך לעקוב אחר אמצעי הבטיחות הדרושים כשאתה עובד איתו. כמו כן, נתרן הידרוקסיד נקרא לפעמים סודה קאוסטית, או קאוסטית. כמו כל אלקליות אחרות, הוא מקיים אינטראקציה טובה עם מים עם שחרור חום והוא תרכובת לבנה, היגרוסקופית, כלומר, מסוגלת לספוג אדי מים מהאוויר. הצפיפות של סודה קאוסטית היא 2.13 גרם/ס מ³.

Reactivity

תמיסת סודה קאוסטית יכולה להיכנס לתגובות מסוגים שונים וליצור חומרים אחרים.

1. כאשר תרכובת זו מגיבה עם חומצות, נוצרים תמיד מלח ומים:

NaOH + HCl=NaCl₂ + H_2O.

2. סודה קאוסטית מסוגלת להגיב עם תחמוצות מתכות חומציות ואמפוטריות (בתמיסה וכאשר היא מתמזגת), ויוצרת גם את המלח והמים המתאימים:

• 2NaOH + SO₃=Na₂SO₄ + H ₂O (SO_{3 – תחמוצת חומצה);}
• 2NaOH + ZnO=Na₂ZnO₂ + H_{2O (ZnO – תחמוצת אמפוטרית, תגובה זו מתרחשת על ידי היתוך וחימום).}

כאשר נתרן הידרוקסיד מגיב עם תמיסת תחמוצת אמפוטרית, נוצר מלח מורכב מסיס.

3. התגובה של אלקלי עם הידרוקסידים אמפוטריים מובילה גם להיווצרות של נמס או מלח נתרן מורכב, בהתאם לתנאיו.

4. על ידי תגובה של הקוסטיק עם מלחים, מתקבל נתרן והידרוקסיד הבלתי מסיס במים התואם.

• 2NaOH + MgCl₂=2NaCl + Mg(OH)_{2 (מגנזיום הידרוקסיד הוא בסיס בלתי מסיס במים).2}

5. נתרן הידרוקסיד יכול להגיב גם עם לא-מתכות, כגון גופרית או הלוגנים ליצירת תערובת של מלחי נתרן, כמו גם עם מתכות אמפוטריות ליצירת מלחים מורכבים, ברזל ונחושת.

• 3S + 6NaOH=2Na₂S + Na₂SO₄ + 3H _2O.

6. סודה קאוסטית מסוגלת גם ליצור אינטראקציה עם חומרים אורגניים, למשל: אסטרים, אמידים, אלכוהולים רב-הידריים.

• 2C₂H₆O₂ + 2NaOH=C₂ H₄O₂Na₂ + 2H_{2 O (תוצר התגובה הוא נתרן אלכוהולאט).}

קבל

ישנן מספר שיטות לייצור סודה קאוסטית בתעשייה, העיקריות שבהן הן כימיות ואלקטרוכימיות.

השיטה הראשונה מבוססת על מספר שיטות: פירוליזה, סיד ופריט.

1. פירוליזה מתבצעת על ידי סילוק נתרן קרבונט בטמפרטורה גבוהה (לפחות 1000 מעלות) עם היווצרות של תחמוצת נתרן ופחמן דו חמצני. לאחר מכן, התחמוצת המקוררת שנוצרה מומסת במים, וכתוצאה מכך מתקבלת סודה קאוסטית

• Na₂CO₃=Na₂O + CO _{2 (ב-1000 מעלות);}
• Na₂O + H₂O=_2NaOH.

לפעמים משתמשים בנתרן ביקרבונט במקום נתרן קרבונט, ולכן התהליך קצת יותר מסובך.

2. שיטת הסיד להפקת נתרן הידרוקסיד מורכבת מאינטראקציה של מלח הנתרן של חומצה פחמנית עם סידן הידרוקסיד (סיד מושפל) בחימום לטמפרטורה של לפחות 80 מעלות. כתוצאה מאינטראקציה זו, מתקבלות תמיסות של אלקלי וסידן פחמתי (CaCO_{3), אשר מסוננים לאחר מכן מהתמיסה הראשית.}

• Na₂CO₃ + Ca(OH)₂=2NaOH + CaCO _3.

3. שיטת הפריט מתבצעת בשני שלבים: ראשית, סודה מתמזגת עם תחמוצת ברזל III בטמפרטורות של עד 1200 מעלות לקבלת סודיום פריט, לאחר מכן מטופלת האחרונה במים, וכתוצאה מכך נוצרת אלקלי.

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

בשיטה האלקטרוכימית להשגת סודה קאוסטית, נעשה שימוש גם במספר שיטות: אלקטרוליזה של תמיסת נתרן כלורי (NaCl), שיטת דיאפרגמה, ממברנה וכספית עם קתודה נוזלית. שלוש השיטות האחרונות מורכבות יותר מהראשונה, אך כולן קשורות להעברת זרם חשמלי דרך תמיסה של המלחים המתאימים, כלומר באלקטרוליזה.

השיטה הנפוצה ביותר לייצור אלקלי היא אלקטרוליזה של תמיסת הליט, המורכבת ממי שולחןמלח, כתוצאה ממנו משתחררים כלור ומימן באנודה ובקתודה, ומתקבל נתרן הידרוקסיד:

• 2NaCl + 2H₂O=H₂ + Cl_{2 + 2NaOH.}

במעבדה מייצרים סודה קאוסטית גם בשיטות כימיות, אך לרוב משתמשים בשיטות דיאפרגמה וממברנה.

Application

סודה קאוסטית משמשת לא רק בתעשיות שונות, אלא גם בחיי היומיום. הוא בשימוש:

1. בייצור חומרי ניקוי.
2. לנטרול חומצה או כזרז בתעשיות כימיות.
3. ליצור ביו-דיזל, שהוא ידידותי יותר לסביבה מדיזל רגיל.
4. מכינים ממנו גרגירים יבשים, בעזרתם מנקים צנרת ביוב וכיורים מחסימות מזון.
5. סודה קאוסטית ישימה גם בייצור מוצרי מזון כגון לחם או קקאו. הוא משמש כתוסף מזון.
6. בקוסמטיקה, החומר משמש להסרת עור מת.
7. לעיבוד תמונות מהיר יותר.
8. סודה קאוסטית טכנית נמצאת בשימוש נרחב בתעשיות כימיות, פטרוכימיות, זיקוק נפט, עיסת נייר, כרייה, טקסטיל, מזון ותעשיות רבות אחרות.

אמצעי זהירות

סודה קאוסטית היא בסיס חזק. זה יכול בקלות לפגוע לא רק רקמה, אלא גם עור אנושי, אשר יהיה מלווהשורף. בעת עבודה עם חומר זה, יש להקפיד על אמצעי זהירות מסוימים, כלומר:

• יש צורך ללבוש כפפות גומי מיוחדות, משקפי מגן כדי למנוע מהתמיסה להגיע לידיים ולעיניים.
• עליך ללבוש בגדים שיהיו עמידים בפני תרכובות כימיות ולא יאפשרו להם לעלות על עור הגוף. בדרך כלל בגדים כאלה מטופלים ב-PVC.