Što je kaustična soda? Gustoća natrijevog hidroksida

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-02 17:48

U modernom svijetu život je nemoguć bez kemijskih reakcija koje se odvijaju posvuda i koje su i korisne i opasne. Prema periodnom sustavu kemijskih elemenata D. I. Mendelejeva, metali 1. skupine glavne podskupine, koji uključuju natrij (Na), burno reagiraju s vodom, tvoreći lužine - kemijski aktivne tvari.

Koncept lužina

Vodotopivi hidroksidi aktivnih metala - lužine - kaustične i prilično opasne kemikalije. Čvrste su i bijele boje. Otapajući se u vodi, ove baze oslobađaju toplinu. Alkalije su također sposobne uništiti kožu, drvo, tkanine, zbog čega su dobili trivijalni naziv "kaustičan", koji se obično primjenjuje samo na hidrokside alkalnih metala. Najpoznatije lužine uključuju hidrokside natrija (NaOH), kalija (KOH), litija (LiOH), barija (Ba(OH)₂), cezija (CsOH), kalcija (Ca(OH)_{2) i neki drugi.}

Natrijev hidroksid: karakteristike

Kaustična soda je trivijalnanaziv natrijevog hidroksida - jedne od najčešćih lužina. Spada u opasne kemikalije, jer lako nagriza ljudsku kožu, pa se pri radu s njime morate pridržavati potrebnih sigurnosnih mjera. Također, natrijev hidroksid se ponekad naziva kaustična soda ili kaustična. Kao i sve druge lužine, dobro stupa u interakciju s vodom uz oslobađanje topline i bijela je, higroskopna, odnosno sposobna apsorbirati vodenu paru iz zraka. Gustoća kaustične sode je 2,13 g/cm³.

Reaktivnost

Otopina kaustične sode može ući u reakcije različitih vrsta, stvarajući druge tvari.

1. Kada ovaj spoj reagira s kiselinama, uvijek nastaju sol i voda:

NaOH + HCl=NaCl₂ + H_2O.

2. Kaustična soda može reagirati s kiselim i amfoternim metalnim oksidima (u otopini i kada su fuzionirani), također stvarajući odgovarajuću sol i vodu:

• 2NaOH + SO₃=Na₂SO₄ + H ₂O (SO_{3 – kiseli oksid);}
• 2NaOH + ZnO=Na₂ZnO₂ + H_{2O (ZnO – amfoterni oksid, ova reakcija se odvija fuzijom i zagrijavanjem).}

Kada natrijev hidroksid reagira s otopinom amfoternog oksida, nastaje topljiva kompleksna sol.

3. Reakcija lužine s amfoternim hidroksidima također dovodi do stvaranja taline ili složene natrijeve soli, ovisno o uvjetima.

4. Reakcijom kaustika sa solima dobiva se natrij i odgovarajući hidroksid netopljiv u vodi.

• 2NaOH + MgCl₂=2NaCl + Mg(OH)_{2 (magnezijev hidroksid je baza netopiva u vodi).}

5. Natrijev hidroksid također može reagirati s nemetalima, kao što su sumpor ili halogeni, da nastane mješavina natrijevih soli, kao i s amfoternim metalima da nastane složene soli, željezo i bakar.

• 3S + 6NaOH=2Na₂S + Na₂SO₄ + 3H _2O.

6. Kaustična soda također može stupiti u interakciju s organskim tvarima, na primjer: esterima, amidima, polihidričnim alkoholima.

• 2C₂H₆O₂ + 2NaOH=C₂ H₄O₂Na₂ + 2H_{2 O (produkt reakcije je natrijev alkoholat).}

Primi

Postoji nekoliko metoda za proizvodnju kaustične sode u industriji, a glavne su kemijske i elektrokemijske.

Prva metoda temelji se na nekoliko metoda: piroliza, vapno i ferit.

1. Piroliza se provodi kalciniranjem natrijevog karbonata na visokoj temperaturi (najmanje 1000 stupnjeva) uz stvaranje natrijevog oksida i ugljičnog dioksida. Zatim se dobiveni ohlađeni oksid otopi u vodi, čime se dobiva kaustična soda.

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

Ponekad se umjesto natrijevog karbonata koristi natrijev bikarbonat, pa je proces stoga malo kompliciraniji.

2. Vapnena metoda za proizvodnju natrijevog hidroksida sastoji se u interakciji natrijeve soli ugljične kiseline s kalcijevim hidroksidom (gašeno vapno) kada se zagrije na temperaturu od najmanje 80 stupnjeva. Kao rezultat ove interakcije, dobivaju se otopine alkalija i kalcijevog karbonata (CaCO_{3), koji se zatim filtrira iz glavne otopine.}

• Na₂CO₃ + Ca(OH)₂=2NaOH + CaCO _3.

3. Feritna metoda se provodi u dvije faze: prvo se soda stapa sa željeznim oksidom III na temperaturama do 1200 stupnjeva kako bi se dobio natrijev ferit, zatim se potonji tretira vodom, što rezultira lužinom.

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

U elektrokemijskoj metodi dobivanja kaustične sode također se koristi nekoliko metoda: elektroliza otopine natrijevog klorida (NaCl), dijafragmska, membranska i živina metoda s tekućom katodom. Posljednje tri metode su složenije od prve, ali su sve povezane s propuštanjem električne struje kroz otopinu odgovarajućih soli, odnosno s elektrolizom.

Najčešća metoda za proizvodnju lužine je elektroliza otopine halita, koja se sastoji od stolne vodesol, uslijed čega se na anodi i katodi oslobađaju klor i vodik, a dobiva se natrijev hidroksid:

• 2NaCl + 2H₂O=H₂ + Cl_{2 + 2NaOH.}

U laboratoriju se kaustična soda također proizvodi kemijskim metodama, ali se najčešće koriste dijafragmske i membranske metode.

Prijava

Kaustična soda koristi se ne samo u raznim industrijama, već iu svakodnevnom životu. Koristi se:

1. U proizvodnji deterdženata.
2. Za neutralizaciju kiseline ili kao katalizator u kemijskoj industriji.
3. Za proizvodnju biodizela, koji je ekološki prihvatljiviji od konvencionalnog dizela.
4. Od njega se prave suhe granule uz pomoć kojih čiste kanalizacijske cijevi i sudopere od začepljenja hrane.
5. Kaustična soda je također primjenjiva u proizvodnji prehrambenih proizvoda kao što su kruh ili kakao. Koristi se kao dodatak prehrani.
6. U kozmetologiji se tvar koristi za uklanjanje mrtve kože.
7. Za bržu obradu fotografija.
8. Tehnička kaustična soda naširoko se koristi u kemijskoj, petrokemijskoj, preradi nafte, celuloze i papira, rudarstvu, tekstilu, prehrambenoj i mnogim drugim industrijama.

Mjere opreza

Kaustična soda je jaka baza. Lako može oštetiti ne samo tkivo, već i ljudsku kožu, što će biti popraćenoopekotine. Prilikom rada s ovom tvari potrebno je pridržavati se određenih sigurnosnih mjera, a to su:

• Neophodno je nositi posebne gumene rukavice, zaštitne naočale kako biste spriječili da otopina dospije na ruke i oči.
• Morate nositi odjeću koja će biti otporna na kemijske spojeve i neće dopustiti da dođe na kožu tijela. Obično se takva odjeća obrađuje PVC-om.