Kaustisen soodan saaminen. Natriumhydroksidi, sen fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

· Natriumhydroksidin käsittelyyn liittyvät varotoimet · Kirjallisuus ·

Natriumhydroksidia voidaan valmistaa teollisesti kemiallisin ja sähkökemiallisin menetelmin.

Kemialliset menetelmät natriumhydroksidin saamiseksi

Kemiallisia menetelmiä natriumhydroksidin valmistamiseksi ovat kalkkipitoiset ja ferriittiset.

Kemiallisilla menetelmillä natriumhydroksidin valmistamiseksi on merkittäviä haittoja: energiankantajia kuluu paljon, tuloksena oleva kaustinen sooda on voimakkaasti epäpuhtauksien saastuttama.

Nykyään nämä menetelmät ovat lähes kokonaan korvattu sähkökemiallisilla valmistusmenetelmillä.

kalkkimenetelmä

Kalkkimenetelmä natriumhydroksidin valmistamiseksi koostuu soodaliuoksen vuorovaikutuksesta sammutetun kalkin kanssa noin 80 °C:n lämpötilassa. Tätä prosessia kutsutaan kaustisoinniksi; se käy läpi reaktion:

Na 2 CO 3 + Ca (OH) 2 \u003d 2NaOH + CaCO 3

Reaktion tuloksena saadaan natriumhydroksidiliuos ja kalsiumkarbonaattisakka. Kalsiumkarbonaatti erotetaan liuoksesta, joka haihdutetaan, jolloin saadaan sulaa tuotetta, joka sisältää noin 92 % massasta. NaOH. Sen jälkeen kun NaOH sulatetaan ja kaadetaan rautarumpuihin, joissa se jähmettyy.

ferriittimenetelmä

Ferriittinen menetelmä natriumhydroksidin valmistamiseksi koostuu kahdesta vaiheesta:

1. Na 2 CO 3 + Fe 2 O 3 \u003d 2NaFeO 2 + CO 2
2. 2NaFeO 2 + xH 2 O \u003d 2NaOH + Fe 2 O 3 * xH 2 O

Reaktio 1 on prosessi, jossa kalsinoitua soodaa sintrataan rautaoksidin kanssa lämpötilassa 1100-1200 °C. Lisäksi muodostuu natriumtäpliä ja vapautuu hiilidioksidia. Seuraavaksi kakku käsitellään (uutotetaan) vedellä reaktion 2 mukaisesti; saadaan natriumhydroksidiliuos ja Fe 2 O 3 *xH 2 O -sakka, joka liuoksesta erotuksen jälkeen palautetaan prosessiin. Syntynyt alkaliliuos sisältää noin 400 g/l NaOH:ta. Se haihdutetaan, jolloin saadaan tuote, joka sisältää noin 92 % massasta. NaOH, ja saada sitten kiinteä tuote rakeiden tai hiutaleiden muodossa.

Sähkökemialliset menetelmät natriumhydroksidin valmistamiseksi

Sähkökemiallisesti saadaan natriumhydroksidia haliittiliuosten elektrolyysi(pääasiassa pöytäsuolasta NaCl koostuva mineraali) tuottaen samanaikaisesti vetyä ja klooria. Tämä prosessi voidaan esittää yhteenvetokaavalla:

2NaCl + 2H 2O ± 2e - → H2 + Cl2 + 2NaOH

Kaustista alkalia ja klooria tuotetaan kolmella sähkökemiallisella menetelmällä. Kaksi niistä on elektrolyysi kiinteällä katodilla (kalvo- ja kalvomenetelmät), kolmas on elektrolyysi nestemäisellä elohopeakatodilla (elohopeamenetelmä).

Kaikkia kolmea menetelmää kloorin ja emäksen saamiseksi käytetään maailmanlaajuisessa tuotantokäytännössä, ja selvä suuntaus on kohti kalvoelektrolyysin osuuden kasvua.

Venäjällä noin 35 % kaikesta tuotetusta emäksestä tuotetaan elektrolyysillä elohopeakatodilla ja 65 % elektrolyysillä kiinteällä katodilla.

kalvomenetelmä

Kaavio vanhasta kalvoelektrolyyttikennosta kloorin ja lipeän tuotantoon: MUTTA- anodi, AT- eristimet, Kanssa- katodi, D- kaasuilla täytetty tila (anodin yläpuolella - kloori, katodin yläpuolella - vety), M- kalvo

Yksinkertaisin sähkökemiallisista menetelmistä prosessin ja elektrolysaattorin rakennemateriaalien organisoinnin kannalta on kalvomenetelmä natriumhydroksidin valmistamiseksi.

Kalvokennon suolaliuosta syötetään jatkuvasti anoditilaan ja se virtaa asbestikalvon läpi, joka on tavallisesti kerrostettu teräskatodiverkkoon, johon joissakin tapauksissa ei suuri määrä polymeerikuituja.

Monissa elektrolysaattorimalleissa katodi on kokonaan upotettu anolyyttikerroksen alle (anoditilasta tuleva elektrolyytti), ja katodiristikkoon vapautuva vety poistetaan katodin alta kaasuputkien avulla ilman, että se tunkeutuu kalvon läpi anoditilaan. vastavirran takia.

Vastavirta - erittäin tärkeä ominaisuus kalvoelektrolysaattorilaitteet. Anoditilasta katoditilaan huokoisen kalvon kautta suuntautuvan vastavirtavirran ansiosta on mahdollista saada erikseen lipeää ja klooria. Vastavirtavirtaus on suunniteltu estämään OH - ionien diffuusio ja migraatio anoditilaan. Jos vastavirran määrä on riittämätön, alkaa anoditilaan muodostua suuria määriä hypokloriitti-ionia (ClO -), joka sen jälkeen voi hapettua anodilla kloraatti-ioniksi ClO 3 - . Kloraatti-ionin muodostuminen vähentää vakavasti kloorin nykyistä tehokkuutta ja on tärkeä sivuprosessi tässä natriumhydroksidin valmistusmenetelmässä. Myös hapen vapautuminen on haitallista, mikä lisäksi johtaa anodien tuhoutumiseen ja, jos ne on valmistettu hiilimateriaaleista, fosgeeniepäpuhtauksien tunkeutumiseen klooriin.

Anodi: 2Cl - 2e → Cl 2 - pääprosessi 2H20-2e- → 02 + 4H+ Katodi: 2H20 + 2e → H2 + 2OH - pääprosessi ClO - + H 2O + 2e - → Cl - + 2OH - ClO 3 - + 3H 2O + 6e - → Cl - + 6OH -

Grafiitti- tai hiilielektrodeja voidaan käyttää anodina kalvoelektrolysaattoreissa. Tähän mennessä ne on pääosin korvattu titaanianodeilla, joissa on ruteenioksidi-titaanipinnoite (ORTA-anodeja) tai muilla vähän kuluttavilla anodilla.

Seuraavassa vaiheessa elektrolyyttilipeä haihdutetaan ja sen NaOH-pitoisuus säädetään kaupalliseen pitoisuuteen 42-50 paino-%. standardin mukaisesti.

Ruokasuola, natriumsulfaatti ja muut epäpuhtaudet saostuvat, kun niiden pitoisuus liuoksessa nousee yli niiden liukoisuusrajan. Kaustinen liuos dekantoidaan sedimentistä ja siirretään valmiina tuotteena varastoon tai haihdutusvaihetta jatketaan kiinteän tuotteen saamiseksi, jota seuraa sulatus, hilseily tai rakeistus.

Käänteinen, eli kiteytynyt sakaksi pöytäsuola palautetaan takaisin prosessiin valmistaen siitä niin sanottua käänteistä suolaliuosta. Siitä, jotta vältetään epäpuhtauksien kerääntyminen liuoksiin, epäpuhtaudet erotetaan ennen paluuvesiliuoksen valmistamista.

Anolyytin häviötä täydennetään lisäämällä tuoretta suolaliuosta, joka on saatu suolakerrosten maanalaisella liuotuksella, mineraalisuolaa, kuten biskofiittia, joka on aiemmin puhdistettu epäpuhtauksista, tai liuottamalla haliittia. Ennen kuin se sekoitetaan käänteiseen suolaliuokseen, tuore suolavesi puhdistetaan mekaanisista suspensioista ja merkittävästä osasta kalsium- ja magnesiumioneja.

Syntynyt kloori erotetaan vesihöyrystä, puristetaan ja syötetään joko klooria sisältävien tuotteiden tuotantoon tai nesteyttämiseen.

Suhteellisen yksinkertaisuuden ja alhaisten kustannusten vuoksi kalvomenetelmää natriumhydroksidin valmistamiseksi käytetään edelleen laajalti teollisuudessa.

Kalvomenetelmä

Kalvomenetelmä natriumhydroksidin valmistukseen on energiatehokkain, mutta samalla se on vaikea organisoida ja käyttää.

Sähkökemiallisten prosessien näkökulmasta kalvomenetelmä on samanlainen kuin kalvomenetelmä, mutta anodi- ja katoditilat erotetaan kokonaan anioneja läpäisemättömällä kationinvaihtokalvolla. Tämän ominaisuuden ansiosta siitä tulee mahdollista saada puhtaampia kuin diafragmamenetelmän tapauksessa, nesteet. Siksi kalvoelektrolysaattorissa, toisin kuin kalvokennossa, ei ole yhtä virtaa, vaan kaksi.

Kuten kalvomenetelmässä, suolaliuosvirtaus tulee anoditilaan. Ja katodissa - deionisoitu vesi. Katoditilasta virtaa ulos tyhjennetyn anolyytin virta, joka sisältää myös hypokloriitti- ja kloraatti-ionien ja kloorin epäpuhtauksia sekä anoditilasta lipeää ja vetyä, jotka eivät käytännössä sisällä epäpuhtauksia ja ovat lähellä kaupallista pitoisuutta, mikä vähentää energiaa. niiden haihduttamisesta ja puhdistamisesta aiheutuvat kustannukset.

Kalvoelektrolyysillä tuotettu alkali on lähes yhtä hyvä kuin elohopeakatodimenetelmällä tuotettu alkali ja se korvaa hitaasti elohopeamenetelmällä tuotetun alkalin.

Samalla suolan syöttöliuos (sekä tuoreena että kierrätettynä) ja vesi puhdistetaan alustavasti mahdollisista epäpuhtauksista. Tällaisen perusteellisen puhdistuksen määrää polymeeristen kationinvaihtokalvojen korkea hinta ja niiden herkkyys syöttöliuoksen epäpuhtauksille.

Lisäksi ioninvaihtokalvojen rajoitettu geometrinen muoto ja lisäksi alhainen mekaaninen lujuus ja lämpöstabiilisuus määräävät suurelta osin kalvoelektrolyysilaitosten suhteellisen monimutkaiset rakenteet. Samasta syystä kalvotehtaissa tarvitaan monimutkaisimmat automaattiset ohjaus- ja hallintajärjestelmät.

Kaavio kalvoelektrolysaattorista.

Elohopeamenetelmä nestemäisellä katodilla

Sähkökemiallisista menetelmistä alkalien tuottamiseksi eniten tehokas tapa on elektrolyysi elohopeakatodilla. Nestemäisellä elohopeakatodilla elektrolyysillä saadut alkalit ovat paljon puhtaampia kuin kalvomenetelmällä saadut (tämä on kriittistä joillakin teollisuudenaloilla). Esimerkiksi tekokuitujen valmistuksessa voidaan käyttää vain erittäin puhdasta emäksistä), ja verrattuna kalvomenetelmään emäksen saamiseksi elohopeamenetelmällä tapahtuvan menetelmän järjestäminen on paljon yksinkertaisempaa.

Elohopeaelektrolysaattorin kaavio.

Elohopean elektrolyysilaitteisto koostuu elektrolysaattorista, amalgaamin hajottajasta ja elohopeapumpusta, jotka on yhdistetty toisiinsa elohopeaa johtavalla kommunikaatiolla.

Elektrolysaattorin katodi on pumpun pumppaama elohopeavirtaus. Anodit - grafiitti, hiili tai vähän kuluvat (ORTA, TDMA tai muut). Yhdessä elohopean kanssa syötettävä pöytäsuolaa virtaa jatkuvasti elektrolysaattorin läpi.

Anodilla kloori-ionit hapettuvat elektrolyytistä ja klooria vapautuu:

2Cl - 2e → Cl 2 0 - pääprosessi 2H20-2e- → 02 + 4H+ 6ClO - + 3H 2O - 6e - → 2ClO 3 - + 4Cl - + 1,50 2 + 6H +

Kloori ja anolyytti poistetaan elektrolysaattorista. Elektrolysaattorista lähtevä anolyytti kyllästetään tuoreella haliittilla, siitä poistetaan sen mukana tulleet epäpuhtaudet ja lisäksi pestään pois anodeista ja rakennemateriaaleista ja palautetaan elektrolyysiin. Ennen kyllästämistä siihen liuennut kloori uutetaan anolyytistä.

Katodilla pelkistyvät natriumionit, jotka muodostavat heikon natriumin elohopealiuoksen (natriumamalgaami):

Na + + e \u003d Na 0 nNa + + nHg = Na + Hg

Amalgaami virtaa jatkuvasti elektrolyysaattorista amalgaamin hajottajaan. Hajottajalle syötetään myös jatkuvasti erittäin puhdistettua vettä. Se sisältää natriumamalgaamia spontaanin seurauksena kemiallinen prosessi vesi hajoaa lähes kokonaan muodostaen elohopeaa, emäksistä liuosta ja vetyä:

Na + Hg + H20 = NaOH + 1/2H2 + Hg

Tällä tavalla saatu kaustinen liuos, joka on kaupallinen tuote, ei käytännössä sisällä epäpuhtauksia. Elohopea vapautetaan lähes kokonaan natriumista ja palautetaan elektrolysaattoriin. Vety poistetaan puhdistusta varten.

Alkaliliuoksen täydellinen puhdistaminen elohopeajäämistä on kuitenkin käytännössä mahdotonta, joten tämä menetelmä liittyy metallisen elohopean ja sen höyryjen vuotamiseen.

Kasvavat vaatimukset tuotannon ympäristöturvallisuudelle ja metallisen elohopean korkeat kustannukset johtavat elohopeamenetelmän asteittaiseen korvaamiseen menetelmillä, jotka tuottavat alkalia kiinteällä katodilla, erityisesti kalvomenetelmällä.

Laboratoriomenetelmät

Laboratoriossa joskus saadaan natriumhydroksidia kemiallisin keinoin, mutta useammin käytetään pientä kalvo- tai kalvotyyppistä elektrolyysilaitetta.

· Kemialliset ominaisuudet · Natrium-ionien laadullinen määritys · Tuotantomenetelmät · Kaustisen soodan markkinat · Sovellus · Natriumhydroksidin käsittelyyn liittyvät varotoimet · Kirjallisuus & välikohta

Natriumhydroksidi (emäksinen alkali) - vahva kemiallinen pohja(vahvoja emäksiä ovat hydroksidit, joiden molekyylit dissosioituvat täysin vedessä), niitä ovat alaryhmien Ia ja IIa alkali- ja maa-alkalimetallien hydroksidit jaksollinen järjestelmä D. I. Mendeleev, KOH (emäksinen potaska), Ba (OH) 2 (emäksinen bariitti), LiOH, RbOH, CsOH. Alkaliteetti (emäksisyys) määräytyy metallin valenssin, ulkoisen elektronikuoren säteen ja sähkökemiallisen aktiivisuuden perusteella: mitä suurempi elektronikuoren säde (kasvaa sarjanumeron mukana), sitä helpommin metalli luovuttaa elektroneja ja korkeampi sen sähkökemiallinen aktiivisuus ja mitä kauempana vasemmalla elementti sijaitsee sähkökemiallinen sarja metallien aktiivisuus, jossa vedyn aktiivisuus on nolla.

NaOH:n vesiliuoksilla on voimakas alkalinen reaktio (pH 1 % liuos = 13). Tärkeimmät menetelmät alkalien määrittämiseksi liuoksissa ovat reaktiot hydroksidi-ioniin (OH), (fenolftaleiinilla - karmiininpunainen värjäys ja metyylioranssi (metyylioranssi) - keltainen värjäys). Mitä enemmän hydroksidi-ioneja liuoksessa on, sitä vahvempi on alkali ja sitä voimakkaampi on indikaattorin väri.

Natriumhydroksidi reagoi:

1.neutralointi erilaisten aineiden kanssa missä tahansa aggregaatiotilassa, liuoksista ja kaasuista kiinteisiin aineisiin:

• happojen kanssa - muodostaen suoloja ja vettä:

NaOH + HCl → NaCl + H 2 O

(1) H 2 S + 2NaOH = Na 2 S + 2H 2 O (ylimäärällä NaOH:ta)

(2) H 2 S + NaOH = NaHS + H 2 O ( hapan suola, suhteessa 1:1)

(yleensä tällainen reaktio voidaan esittää yksinkertaisella ioninen yhtälö, reaktio etenee lämmön vapautuessa (eksoterminen reaktio): OH + H3O + → 2H2O.)

• amfoteeristen oksidien kanssa, joilla on sekä emäksisiä että happamia ominaisuuksia ja kyky reagoida emästen kanssa, kuten kiinteiden aineiden kanssa sulatettuina:

ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O

ja ratkaisuilla:

ZnO + 2NaOH (liuos) + H 2 O → Na 2 (liuos)

(Tuodoksena olevaa anionia kutsutaan tetrahydroksosinkaatti-ioniksi, ja liuoksesta eristettävä suola on natriumtetrahydroksosinkaatti. Natriumhydroksidi tulee myös samanlaisiin reaktioihin muiden amfoteeristen oksidien kanssa.)

• Amfoteeristen hydroksidien kanssa:

Al(OH)3 + 3NaOH = Na3

2. Vaihda liuoksessa olevien suolojen kanssa:

2NaOH + CuSO 4 → Cu (OH) 2 + Na 2 SO 4,

2Na + + 2OH + Cu 2+ + SO 4 2 → Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4

Natriumhydroksidia käytetään metallihydroksidien saostamiseen. Esimerkiksi geelimäistä alumiinihydroksidia saadaan tällä tavalla toimimalla natriumhydroksidin kanssa alumiinisulfaatin kanssa vesiliuoksessa, sen lisäksi, että vältetään alkaliylimäärä ja sakan liukeneminen. Sitä käytetään erityisesti veden puhdistamiseen hienoista suspensioista.

6NaOH + Al 2 (SO 4) 3 → 2Al (OH) 3 + 3Na 2 SO 4.

6Na + + 6OH + 2Al 3+ + SO 4 2 → 2Al(OH) 3 + 3Na 2SO 4.

3. Epämetallien kanssa:

esimerkiksi fosforin kanssa - natriumhypofosfiitin muodostumisen kanssa:

4P + 3NaOH + 3H 2O → PH 3 + 3NaH2PO 2.

3S + 6NaOH → 2Na 2S + Na 2SO 3 + 3H 2O

• halogeeneilla:

2NaOH + Cl 2 → NaClO + NaCl + H 2 O(kloorin dismutaatio)

2Na + + 2OH + 2Cl → 2Na + + 2O 2 + 2H + + 2Cl → NaClO + NaCl + H 2 O

6NaOH + 3I2 → NaIO3 + 5NaI + 3H2O

4. Metallien kanssa: Natriumhydroksidi reagoi alumiinin, sinkin, titaanin kanssa. Se ei reagoi raudan ja kuparin (metallien, joilla on alhainen sähkökemiallinen potentiaali) kanssa. Alumiini liukenee helposti kaustiseen alkaliin muodostaen erittäin liukoisen kompleksin - ja vetyä:

2A10 + 2NaOH + 6H20 → 3H2 + 2Na

2Al 0 + 2Na + + 8OH + 6H + → 3H 2 + 2Na +

5. Estereillä amidit ja alkyylihalogenidit (hydrolyysi):

rasvojen kanssa (saippuoituminen) tämä reaktio on peruuttamaton, koska tuloksena oleva happo muodostaa alkalin kanssa saippuaa ja glyseriiniä. Glyseriini uutetaan tämän jälkeen saippualipeistä tyhjöhaihdutuksella ja saatujen tuotteiden lisätislauspuhdistuksella. Tämä saippuan valmistusmenetelmä on tunnettu Lähi-idässä 700-luvulta lähtien:

(C 17 H 35 COO) 3 C 3 H 5 + 3 NaOH → C 3 H 5 (OH) 3 + 3 C 17 H 35 COONa

Rasvojen vuorovaikutuksen seurauksena natriumhydroksidin kanssa saadaan kiinteitä saippuoita (niitä käytetään palasaippuan valmistukseen), ja kaliumhydroksidilla saadaan joko kiinteitä tai nestemäisiä saippuoita rasvan koostumuksen perusteella.

6. Moniarvoisten alkoholien kanssa- alkoholaattien muodostuessa:

HO-CH2-CH2OH + 2NaOH → NaO-CH2-CH2-ONa + 2H2O

7. Lasilla: Pitkäaikaisen kuuman natriumhydroksidin altistuksen seurauksena lasin pinta muuttuu mattaiseksi (silikaattiuutto):

SiO 2 + 4NaOH → (2Na 2O) SiO 2 + 2H 2 O.

Lipeäkivi- yleisin alkali, jonka vuosituotanto ja kulutus on jopa 57 miljoonaa.
Puhdas natriumhydroksidi NaOH on valkoinen, läpinäkymätön massa, joka imee ahneesti ilmasta vesihöyryä ja hiilidioksidia.
Vedettömästä aineesta on kaksi muunnelmaa lipeäkivi–α-NaOH rombisilla kiteillä ja β-NaOH kuutiokiteillä. Veden kanssa NaOH muodostaa sarjan kiteisiä hydraatteja: NaOH * H 2 O, jossa n = 1, 2, 2,5, 3,5, 4, 5,25 ja 7.
Sulamispiste = 323 gr. C, kiehumispiste = 1403 gr. KANSSA.
Tiheys = 2,02 g/cm3.

NaOH:n vesiliuoksilla on voimakas alkalinen reaktio (pH 1 % liuos = 13).
Tämä on erittäin vahva kemiallinen pohja, osallistuu tyypillisille emäksille ominaisiin reaktioihin.

Vuorovaikuttaa erilaisten aineiden kanssa missä tahansa aggregaatiotilassa, liuoksista ja kaasuista kiinteisiin aineisiin - neutralointireaktiot. Se reagoi happojen, amfoteeristen oksidien kanssa (liuoksessa ja sulassa), happooksidien kanssa - muodostaen suoloja.

Esimerkiksi:
2NaOH + 2HCl = 2NaCl + H20
ZnO + 2NaOH (sula) = Na 2 ZnO 2 + H 2 O
ZnO + 2NaOH (liuos) + H2O = Na2 + H2
2NaOH + CO 2 \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O (ylimäärällä NaOH:ta)
Vuorovaikutusta happooksidien kanssa käytetään teollisuuden päästöjen puhdistamiseen happamista kaasuista (esim. CO 2 , SO 2 ja H 2 S).

Kuinka vahva alkalinen NaOH syrjäyttää heikommat emäkset suoloista:
2NaOH + CoCl 2 = 2NaCl + Co(OH) 2

Tätä ominaisuutta käytetään metallihydroksidien saostamiseen kaustisella soodalla.
Esimerkiksi tällä tavalla vesi puhdistetaan pienistä suspensioista (geelimäistä alumiinihydroksidia saadaan toimimalla natriumhydroksidin kanssa alumiinisulfaatin päällä vesiliuoksessa).
6NaOH + Al 2 (SO 4) 3 \u003d 2Al (OH) 3 + 3Na 2 SO 4.

Natriumhydroksidi reagoi myös ei-metallit:
3S + 6NaOH → 2Na 2S + Na 2SO 3 + 3H 2O
2NaOH + Cl 2 \u003d NaClO + NaCl + H 2 O

ja metallit(jolla on korkea sähkökemiallinen potentiaali):
2Al + 2NaOH + 6H20 = 3H2 + 2Na

Niin alkoholit muodostaa alkoholaatteja:
HO-CH2-CH2OH + 2NaOH → NaO-CH2-CH2-ONa + 2H2O

Osallistuu reaktioihin hydrolyysi(reaktio esterien, amidien ja alkyylihalogenidien kanssa):
ROOR 1 + NaOH = ROONa + R 1 OH (eetteri + natriumhydroksidi = natriumkarboksylaatti + alkoholi)

Tätä alkalin ominaisuutta käytetään laajalti teollisuudessa kiinteän saippuan valmistuksessa (jos natriumhydroksidi on vuorovaikutuksessa saippuan kanssa ( saippuointi) reaktio on peruuttamaton):
(C 17 H 35 COO) 3 C 3 H 5 + 3 NaOH \u003d C 3 H 5 (OH) 3 + 3C 17 H 35 COONa

Tuote on erittäin aggressiivinen! Se tuhoaa lasin ja posliinin vuorovaikutuksessa niiden sisältämän piidioksidin kanssa ( silikaatin liuotus): 2NaOH + SiO 2 = Na 2 SiO 3 + H 2 O sekä orgaanista alkuperää olevat materiaalit (paperi, nahka jne.).

Vaaraluokka
Kaustinen sooda on syövyttävä. Aiheuttaa kemiallisia palovammoja iholle, ja pitkäaikainen altistus voi aiheuttaa haavaumia ja ihottumaa. Voimakas vaikutus limakalvoihin. Kaustisen soodan joutuminen silmiin on vaarallista. Suurin sallittu pitoisuus kaustista soodaaerosolia ilmassa työalue teollisuustilat(MAC) - 0,5 mg/m3.
Kaustinen sooda on palo- ja räjähdyssuojattu, kuuluu GOST 12.1.007:n mukaan vaarallisiin aineisiin 2. vaaraluokkaan.

Pakkaus, kuljetus, varastointi
Tekninen kaustinen sooda kuljetetaan rautateitse, maanteitse, vesi katettuna ajoneuvoja pakattuna ja irtotavarana rautatie- ja maantiesäiliöissä tämäntyyppisiä kuljetuksia koskevien voimassa olevien tavarankuljetussääntöjen mukaisesti.

Rautateitse tuote kuljetetaan tynnyreissä, tynnyreissä, laatikoissa autokuormaa kohti.
Lääketeollisuudelle ja tekokuitujen valmistukseen tarkoitettu tekninen kaustinen sooda kuljetetaan kuluttajan pyynnöstä rautatiesäiliöissä, joissa on ruostumaton teräs tai kumipäällysteiset kattilat, jotka kuuluvat kuluttajalle tai valmistajalle.
Säiliöt täytetään kaustisella soodalla täyteen kapasiteettiin ottaen huomioon tuotteen tilavuuslaajeneminen mahdollisella lämpötilaerolla reitin varrella.
Ennen säiliöiden täyttämistä natriumhydroksidiliuoksen jäännöksellä jäännös on analysoitava tämän standardin vaatimusten täyttämiseksi. Jos jäännöksen analyysi on tämän standardin vaatimusten mukainen, säiliö täytetään tuotteella; jos jäännöksen analyysi ei täytä tämän standardin vaatimuksia, jäännös poistetaan ja säiliö pestään.

Tekninen kaustinen sooda, joka on pakattu erikoissäiliöihin, kuljetetaan vain maanteitse.

Tynnyreihin, tynnyreihin ja laatikoihin pakattu tuote kuljetetaan pakattuna standardien GOST 26663, GOST 24957, GOST 21650, GOST 21140 mukaisesti, lavoilla GOST 9557 ja GOST 26381 mukaisesti.

Teknisen kaustisen soodan liuos varastoidaan suljetuissa säiliöissä, jotka on valmistettu alkaleja kestävästä materiaalista.
Pakattu tuote varastoidaan lämmittämättömissä varastoissa.

Sovellus
Kaustisen soodan löydöt laaja sovellus monilla eri aloilla ja kotimaisiin tarpeisiin.
- Kemian- ja petrokemian teollisuudessa (noin 57 % Venäjän NaOH:n kokonaiskulutuksesta) - happojen ja happamien oksidien neutralointiin, reagenssina tai katalyyttinä kemialliset reaktiot, kemiallisessa analyysissä titrausta varten, alumiinin syövytyksessä ja puhtaiden metallien tuotannossa, öljynjalostuksessa - öljyjen valmistuksessa.
- Kaustista käytetään massa- ja paperiteollisuudessa selluloosan ligniinin poistoon (sulfaattiprosessiin), paperin, kartongin, tekokuitujen, puukuitulevyjen valmistukseen.,
- Rasvojen saippuoimiseen saippuan, shampoon ja muiden pesuaineiden valmistuksessa.
- Biodieselpolttoaineen tuotannossa kasviöljyt ja käytetään korvaamaan tavanomaista dieselpolttoainetta.
- Tukosten poistoaineena viemäriputket, kuivien rakeiden muodossa tai osana geelejä. Natriumhydroksidi hajottaa tukosten ja helpottaa sen liikkumista edelleen putkessa.
- Myrkyllisten aineiden, mukaan lukien sariinin, kaasunpoisto ja neutralointi uudelleenhengityslaitteissa (eristetty hengityslaite (IDA), uloshengitysilman puhdistamiseen hiilidioksidista).
- Elintarviketeollisuudessa: hedelmien ja vihannesten pesuun ja kuorimiseen, suklaan ja kaakaon, juomien, jäätelön, karamellivärien valmistukseen, oliivien pehmentämiseen ja leipomotuotteiden valmistukseen. Rekisteröity elintarvikelisäaineeksi E524.
- Ei-rautametallurgiassa, energiassa, tekstiiliteollisuudessa, kumin regenerointiin.

VASTAANOTTAVA

1800-luvun alussa kaustisen soodan (NaOH) tuotanto liittyi kiinteästi kalsinoidun soodan tuotannon kehitykseen. Tämä suhde johtui siitä, että sooda toimi raaka-aineena kemiallisessa menetelmässä saada NaOH, joka kaustisoitiin kalkkimaidolla soodaliuoksen muodossa. 1800-luvun lopulla sähkökemialliset menetelmät NaOH:n saamiseksi NaCl:n vesiliuosten elektrolyysillä alkoivat kehittyä nopeasti. Sähkökemiallisella valmistusmenetelmällä saadaan samanaikaisesti NaOH:n kanssa klooria, jota käytetään laajalti raskaan orgaanisen synteesin teollisuudessa ja muilla teollisuudenaloilla, mikä selittää nopea kehitys NaOH:n sähkökemiallinen tuotanto.

Nykyään kaustista soodaa tuotetaan joko elektrolyysillä natriumkloridiliuoksesta (NaCl) natriumhydroksidiksi ja klooriksi tai harvemmin vanhemmalla prosessilla, joka perustuu soodaliuoksen vuorovaikutukseen sammutettua kalkkia. Suuri määrä maailmassa tuotettua soodaa käytetään kaustisen soodan valmistukseen.

Sodan liuoksen vuorovaikutus sammutetun kalkin kanssa. Kaustista soodaa saadaan kalsinoidusta soodasta erässä tai jatkuvatoimisessa laitoksessa. Prosessi suoritetaan yleensä kohtuullisissa lämpötiloissa sekoittimilla varustetuissa reaktoreissa. Kaustisen soodan muodostusreaktio on natriumkarbonaatin ja kalsiumhydroksidin välinen vaihtoreaktio:
Na 2 CO 3 + Ca (OH) 2 \u003d CaCO 3 + 2NaOH
Kalsiumkarbonaatti saostuu ja natriumhydroksidiliuos johdetaan keräilijään.

elektrolyysimenetelmiä. AT teollisessa mittakaavassa natriumhydroksidia saadaan elektrolyysillä haliittiliuoksia (kivisuola NaCl) tuottamalla samanaikaisesti vetyä ja klooria:
2NaCl + 2H 2O \u003d H2 + Cl2 + 2NaOH

Kun väkevää natriumkloridiliuosta elektrolysoidaan, muodostuu klooria ja natriumhydroksidia, mutta ne reagoivat keskenään muodostaen natriumhypokloriittia, valkaisuainetta. Tämä tuote puolestaan ​​​​erityisesti happamissa liuoksissa kohonneet lämpötilat, hapettuu elektrolyysikammiossa natriumperkloraatiksi. Näiden ei-toivottujen reaktioiden välttämiseksi elektrolyyttinen kloori on erotettava tilallisesti natriumhydroksidista.

Useimmissa teollisuuslaitoksissa, joissa valmistetaan elektrolyyttistä natriumhydroksidia, tämä tehdään käyttämällä kalvoa ( kalvomenetelmä) sijoitettu lähelle anodia, jossa klooria muodostuu. Asennuksia on kahdenlaisia: upotetulla tai upottamattomalla kalvolla. Upotetulla kalvolla varustetun asennuksen kammio on täysin täytetty elektrolyytillä. Suolaliuos virtaa anodiosastoon, jossa siitä vapautuu klooria ja natriumhydroksidiliuos täyttää katodiosaston. Upottamattomassa kalvolaitoksessa kaustinen soodaliuos poistetaan katodiosastosta sen muodostuessa, jolloin kammio on tyhjä. Joissakin uppoamattomissa kalvoasennuksissa höyryä pakotetaan tyhjään katodiosastoon kaustisen soodan poistamisen helpottamiseksi ja lämpötilan nostamiseksi.

Kalvokasvit tuottavat liuosta, joka sisältää sekä kaustista soodaa että suolaa. Suurin osa suolasta kiteytyy, kun kaustisen soodan pitoisuus liuoksessa saatetaan standardiarvoon 50 %. Tämä "standardi" elektrolyysiliuos sisältää 1 % natriumkloridia. Elektrolyysituote soveltuu moniin käyttötarkoituksiin, kuten saippuan ja puhdistusaineiden valmistukseen. Keinokuitujen ja -kalvojen tuotanto vaatii kuitenkin natriumhydroksidia. korkea aste puhdistus, joka sisältää alle 1 % natriumkloridia (suolaa). "Normaali" nestemäinen emäsaine voidaan puhdistaa kunnolla kiteytys- ja saostusmenetelmillä.

Kalvomenetelmä- samanlainen kuin kalvo, mutta anodi- ja katoditilat on erotettu kationinvaihtokalvolla. Kalvoelektrolyysi tarjoaa puhtaimman emäksisen aineen.

Jatkuva kloorin ja emäksen erotus voidaan suorittaa myös elohopeakatodiyksikössä ( elohopean elektrolyysi). Metallinen natrium muodostaa amalgaamin elohopean kanssa, joka johdetaan toiseen kammioon, jossa natrium vapautuu ja reagoi veden kanssa muodostaen emäksistä ja vetyä. Vaikka suolaliuoksen pitoisuus ja puhtaus ovat tärkeämpiä elohopeakatodilaitokselle kuin kalvotehtaalle, edellinen tuottaa tekokuitutuotantoon sopivaa kaustista soodaa. Sen pitoisuus liuoksessa on 50–70 %. Elohopeakatodilaitoksen korkeammat kustannukset ovat perusteltuja eduilla.

Kirjallisuus:
GOST 2263-79: Tekninen kaustinen sooda. Tekniset tiedot. - M., IPK Publishing House of Standards, 2001; suosittu kirjasto kemiallisia alkuaineita. - M., Nauka, 1977; Epäorgaanisten aineiden ja mineraalilannoitteiden tekniikka: luentokurssi. - NovSU:n kemian ja ekologian laitos, 2007; Fundamentals of General Chemistry, v. 3, B. V. Nekrasov. - M., Chemistry, 1970; Yleinen kemiallinen tekniikka. Furmer I. E., Zaitsev V. N. - M., valmistua koulusta, 1978

Johdanto

Tulit kauppaan ostamassa hajustamatonta saippuaa. Luonnollisesti ymmärtääksesi, mitkä tämän sarjan tuotteet haisevat ja mitkä eivät, otat luonnollisesti jokaisen saippuapullon ja luet sen koostumuksen ja ominaisuudet. Lopulta he valitsivat oikean, mutta saippuan eri koostumuksia tarkasteltaessa he huomasivat oudon trendin - melkein kaikkiin pulloihin oli kirjoitettu: "Saippua sisältää rakenteessa natriumhydroksidia." Tämä on useimpien ihmisten perushistoria natriumhydroksidin kanssa. Jotkut puolet ihmisistä "sylkevät ja unohtavat", ja jotkut haluavat tietää hänestä enemmän. Joten kerron heille tänään, millainen aine se on.

Määritelmä

Natriumhydroksidi (kaava NaOH) on yleisin alkali maailmassa. Viitteeksi: alkali on emäs, joka liukenee hyvin veteen.

Nimi

AT eri lähteistä sitä voidaan kutsua natriumhydroksidiksi, kaustiseksi soodaksi, kaustiseksi soodaksi, kaustiseksi soodaksi tai emäkseksi. Vaikka nimeä "emäksinen alkali" voidaan käyttää kaikkiin tämän ryhmän aineisiin. Vasta XVIII vuosisadalla heille annettiin erilliset nimet. Nyt kuvatulle aineelle on myös "käänteinen" nimi - natriumhydroksidi, jota käytetään yleensä ukrainankielisissä käännöksissä.

Ominaisuudet

Kuten sanoin, natriumhydroksidi liukenee hyvin veteen. Jos laitat siitä pienenkin palan vesilasiin, se syttyy muutaman sekunnin kuluttua ja "ryntää" ja "hyppää" sen pintaa pitkin suhinattuna (kuva). Ja tämä jatkuu, kunnes hän liukenee siihen täysin. Jos reaktion päätyttyä kastat kätesi tuloksena olevaan liuokseen, se on saippuamainen kosketukseen. Jotta saadaan selville, kuinka vahva alkali on, siihen lasketaan indikaattoreita - fenolftaleiinia tai metyylioranssia. Siinä oleva fenolftaleiini saa karmiininpunaisen värin ja metyylioranssi - keltaisen. Natriumhydroksidi, kuten kaikki alkalit, sisältää hydroksidi-ioneja. Mitä enemmän niitä on liuoksessa, sitä kirkkaampi väri indikaattorit ja vahvempi alkali.

Kuitti

Natriumhydroksidin saamiseksi on kaksi tapaa: kemiallinen ja sähkökemiallinen. Tarkastellaan jokaista niistä yksityiskohtaisemmin.

Sovellus

Selluloosan ligniinin poisto, kartongin, paperin, kartongin ja tekokuitujen valmistus ei tule toimeen ilman natriumhydroksidia. Ja kun se reagoi rasvojen kanssa, saadaan saippuaa, shampoota ja muita pesuaineita. Kemiassa sitä käytetään lähtöaineena tai katalyyttinä monissa reaktioissa. Natriumhydroksidi tunnetaan myös elintarvikelisäaineena E524. Ja tämä ei ole kaikki sen soveltamisalueet.

Johtopäätös

Nyt tiedät kaiken natriumhydroksidista. Kuten näette, se tuo paljon hyötyä ihmiselle - sekä teollisuudessa että arjessa.

Fyysiset ominaisuudet

Natriumhydroksidia

Ratkaisujen termodynamiikka

Δ H0 liukeneminen äärettömän laimealle vesiliuokselle -44,45 kJ / mol.

Vesiliuoksista 12,3 - 61,8 °C:ssa monohydraatti kiteytyy (rombinen syngonia), sulamispiste 65,1 °C; tiheys 1,829 g/cm3; ΔH 0 arr-734,96 kJ / mol), alueella -28 - -24 °C - heptahydraatti, -24 - -17,7 °C - pentahydraatti, -17,7 - -5,4 °C - tetrahydraatti (α-muunnos), -5,4 12,3 °C:seen. Liukoisuus metanoliin 23,6 g/l (t=28°C), etanoliin 14,7 g/l (t=28°C). NaOH 3,5H20 (sulamispiste 15,5 °C);

Kemialliset ominaisuudet

(yleensä tällainen reaktio voidaan esittää yksinkertaisella ioniyhtälöllä, reaktio etenee lämmön vapautuessa (eksoterminen reaktio): OH- + H3O+ → 2H2O.)

• amfoteeristen oksidien kanssa, joilla on sekä emäksisiä että happamia ominaisuuksia ja kyky reagoida emästen kanssa, kuten kiinteiden aineiden kanssa sulatettuina:

ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O

ja ratkaisuilla:

ZnO + 2NaOH (liuos) + H 2 O → Na 2 (liuos)+H2

(Tuodoksena olevaa anionia kutsutaan tetrahydroksosinkaatti-ioniksi, ja liuoksesta eristettävä suola on natriumtetrahydroksosinkaatti. Natriumhydroksidi tulee myös samanlaisiin reaktioihin muiden amfoteeristen oksidien kanssa.)

• happamien oksidien kanssa - muodostaen suoloja; tätä ominaisuutta käytetään teollisuuden päästöjen puhdistamiseen happamista kaasuista (esimerkiksi: CO 2 , SO 2 ja H 2 S):

2Na + + 2OH - + Cu 2+ + SO 4 2- → Cu(OH) 2 ↓+ Na 2 SO 4

Natriumhydroksidia käytetään metallihydroksidien saostamiseen. Esimerkiksi geelimäistä alumiinihydroksidia saadaan tällä tavalla toimimalla natriumhydroksidin kanssa alumiinisulfaatin kanssa vesiliuoksessa. Sitä käytetään erityisesti veden puhdistamiseen hienoista suspensioista.

Esterien hydrolyysi

• rasvojen kanssa (saippuoituminen) tämä reaktio on peruuttamaton, koska tuloksena oleva happo muodostaa alkalin kanssa saippuaa ja glyseriiniä. Glyseriini uutetaan tämän jälkeen saippualipeistä tyhjöhaihdutuksella ja saatujen tuotteiden lisätislauspuhdistuksella. Tämä saippuan valmistusmenetelmä on tunnettu Lähi-idässä 700-luvulta lähtien:

Rasvojen saippuoitumisprosessi

Rasvojen vuorovaikutuksen tuloksena natriumhydroksidin kanssa saadaan kiinteitä saippuoita (niistä valmistetaan palasaippuaa) ja kaliumhydroksidilla joko kiinteitä tai nestemäisiä saippuoita rasvan koostumuksesta riippuen.

HO-CH2-CH2OH + 2NaOH → NaO-CH2-CH2-ONa + 2H2O

2NaCl + 2H 2O \u003d H2 + Cl2 + 2NaOH,

Tällä hetkellä emäksistä alkalia ja klooria tuotetaan kolmella sähkökemiallisella menetelmällä. Kaksi niistä on elektrolyysi kiinteällä asbesti- tai polymeerikatodilla (kalvo- ja kalvotuotantomenetelmät), kolmas on elektrolyysi nestekatodilla (elohopean valmistusmenetelmä). Useissa sähkökemiallisissa tuotantomenetelmissä helpoin ja kätevin menetelmä on elektrolyysi elohopeakatodilla, mutta tämä menetelmä aiheuttaa merkittävää haittaa. ympäristöön metallisen elohopean haihtumisen ja vuotamisen seurauksena. Kalvovalmistusmenetelmä on tehokkain, vähiten energiaintensiivinen ja ympäristöystävällisin, mutta myös oikukas, erityisesti vaatii puhtaampia raaka-aineita.

Nestemäisellä elohopeakatodilla elektrolyysillä saadut emäkset ovat paljon puhtaampia kuin kalvomenetelmällä saadut. Joillekin toimialoille tämä on tärkeää. Joten tekokuitujen valmistuksessa voidaan käyttää vain nestemäisellä elohopeakatodilla elektrolyysillä saatua kaustista ainetta. Maailmankäytännössä käytetään kaikkia kolmea menetelmää kloorin ja emäksen saamiseksi, ja selvä suuntaus on kohti kalvoelektrolyysin osuuden kasvua. Venäjällä noin 35 % kaikesta tuotetusta kaustisesta aineesta tuotetaan elektrolyysillä elohopeakatodilla ja 65 % elektrolyysillä kiinteällä katodilla (kalvo- ja kalvomenetelmät).

Tuotantoprosessin tehokkuutta ei lasketa pelkästään kaustisen soodan saannon perusteella, vaan myös elektrolyysillä saadun kloorin ja vedyn saannon perusteella, kloorin ja natriumhydroksidin suhde lähdössä on 100/110, reaktio etenee seuraavat suhteet:

1,8 NaCl + 0,5 H 2O + 2,8 MJ = 1,00 Cl 2 + 1,10 NaOH + 0,03 H2,

Perusindikaattorit erilaisia ​​menetelmiä tuotanto on esitetty taulukossa:

Indeksi per 1 tonni NaOH	elohopea menetelmä	kalvomenetelmä	Kalvomenetelmä
Kloorituotanto %	97	96	98,5
Sähkö (kWh)	3 150	3 260	2 520
NaOH-pitoisuus	50	12	35
Kloorin puhtaus	99,2	98	99,3
Vedyn puhtaus	99,9	99,9	99,9
O 2:n massaosa kloorissa, %	0,1	1-2	0,3
Cl:n massaosuus NaOH:ssa, %	0,003	1-1,2	0,005

Elektrolyysin teknologinen kaavio kiinteällä katodilla

kalvomenetelmä - Kiinteällä katodilla varustetun kennon onkalo on jaettu huokoisella väliseinällä - kalvolla - katodi- ja anoditilaan, jossa kennon katodi ja anodi vastaavasti sijaitsevat. Siksi tällaista elektrolysaattoria kutsutaan usein kalvoelektrolysaattoriksi, ja tuotantomenetelmä on kalvoelektrolyysi. Kyllästetyn anolyytin virta tulee jatkuvasti kalvokennon anoditilaan. Sähkökemiallisen prosessin seurauksena anodilla vapautuu klooria haliitin hajoamisen seurauksena ja vetyä katodilla veden hajoamisen seurauksena. Kloori ja vety poistetaan elektrolysaattorista erikseen sekoittamatta:

2Cl - - 2 e\u003d Cl 2 0, H 2 O - 2 e− 1/2 O 2 \u003d H 2.

Tässä tapauksessa katodiläheinen vyöhyke on rikastettu natriumhydroksidilla. Elektrolysaattorista poistetaan jatkuvasti katodivyöhykkeeltä liuosta, jota kutsutaan elektrolyyttiseksi lipeäksi ja joka sisältää hajoamatonta anolyyttiä ja natriumhydroksidia. Seuraavassa vaiheessa elektrolyyttilipeä haihdutetaan ja NaOH-pitoisuus säädetään standardin mukaisesti 42-50 %:iin. Haliitti ja natriumsulfaatti kasvavalla natriumhydroksidisaostuman pitoisuudella. Kaustinen liuos dekantoidaan sakasta ja siirretään valmiina tuotteena varastoon tai haihdutusvaiheeseen kiinteän tuotteen saamiseksi, mitä seuraa sulatus, hiutale tai rakeistus. Kiteinen haliitti (käänteissuola) palautetaan elektrolyysiin, jolloin siitä valmistetaan niin kutsuttua käänteistä suolaliuosta. Sulfaatti uutetaan siitä ennen palautuvan suolaliuoksen valmistamista, jotta vältetään sulfaatin kerääntyminen liuoksiin. Anolyytin hävikki kompensoidaan lisäämällä tuoretta suolaliuosta, joka on saatu suolakerrosten maanalaisesta uutosta tai liuottamalla kiinteää haliittia. Ennen kuin se sekoitetaan käänteiseen suolaliuokseen, tuore suolavesi puhdistetaan mekaanisista suspensioista ja merkittävästä osasta kalsium- ja magnesiumioneja. Syntynyt kloori erotetaan vesihöyrystä, puristetaan ja syötetään joko klooria sisältävien tuotteiden tuotantoon tai nesteyttämiseen.

Kalvomenetelmä - samanlainen kuin kalvo, mutta anodi- ja katoditilat on erotettu kationinvaihtokalvolla. Kalvoelektrolyysi tarjoaa puhtaimman emäksisen aineen.

Tekninen järjestelmä elektrolyysi.

Pääteknologinen vaihe on elektrolyysi, päälaite on elektrolyysikylpy, joka koostuu elektrolysaattorista, hajottajasta ja elohopeapumpusta, jotka on yhdistetty toisiinsa viestinnällä. Elektrolyyttihauteessa elohopeapumpun vaikutuksesta elohopea kiertää elektrolysaattorin ja hajottimen läpi. Elektrolysaattorin katodi on elohopeavirta. Anodit - grafiitti tai vähäinen kuluminen. Yhdessä elohopean kanssa anolyyttivirta - haliittiliuos - virtaa jatkuvasti elektrolysaattorin läpi. Haliitin sähkökemiallisen hajoamisen seurauksena anodille muodostuu Cl-ioneja ja vapautuu klooria:

2 Cl - - 2 e= Cl 2 0,

joka poistetaan elektrolyysaattorista ja elohopeakatodille muodostuu heikko natriumin elohopealiuos, ns. amalgaami:

Na + + e \u003d Na 0 nNa + + nHg - = Na + Hg

Amalgaami virtaa jatkuvasti elektrolyysaattorista hajottajaan. Hajottajalle syötetään myös jatkuvasti hyvin puhdistettua vettä. Siinä natriumamalgaami hajoaa spontaanin sähkökemiallisen prosessin seurauksena lähes kokonaan veden vaikutuksesta, jolloin muodostuu elohopeaa, emäksistä liuosta ja vetyä:

Na + Hg + H20 = NaOH + 1/2H2 + Hg

Tällä tavalla saatu kaustinen liuos, joka on kaupallinen tuote, ei sisällä haliittiepäpuhtauksia, jotka ovat haitallisia viskoosin valmistuksessa. Elohopea vapautetaan lähes kokonaan natriumamalgaamista ja palautetaan elektrolyyttikennoon. Vety poistetaan puhdistusta varten. Elektrolysaattorista poistuva anolyytti kyllästetään tuoreella haliittilla, sen mukana tulleet sekä anodeista ja rakennemateriaaleista huuhtoutuvat epäpuhtaudet poistetaan siitä ja palautetaan elektrolyysiin. Ennen uudelleenkyllästystä siihen liuennut kloori uutetaan anolyytistä kaksi- tai kolmivaiheisella prosessilla.

Laboratoriomenetelmät hankkimiseksi

Natriumhydroksidia valmistetaan laboratoriossa kemiallisin menetelmin, joilla on enemmän historiallista kuin käytännön merkitystä.

kalkkimenetelmä Natriumhydroksidin tuotanto koostuu soodaliuoksen vuorovaikutuksesta kalkkimaidon kanssa lämpötilassa noin 80 ° C. Tätä prosessia kutsutaan kaustisoinniksi; se kuvataan reaktiolla:

Na 2 C0 3 + Ca (OH) 2 \u003d 2NaOH + CaC0 3

Reaktion seurauksena muodostuu natriumhydroksidiliuos ja kalsiumkarbonaattisakka. Kalsiumkarbonaatti erotetaan liuoksesta, joka haihdutetaan, jolloin saadaan sulaa tuotetta, joka sisältää noin 92 % NaOH:ta. Sula NaOH kaadetaan rautarumpuihin, joissa se jähmettyy.

ferriittisellä tavalla kuvataan kahdella reaktiolla:

Na 2 C0 3 + Fe 2 0 3 = Na 2 0 Fe 2 0 3 + C0 2 (1) Na 2 0 Fe 2 0 3 -f H 2 0 \u003d 2 NaOH + Fe 2 O 3 (2)

(1) - prosessi soodan sintraamiseksi rautaoksidin kanssa lämpötilassa 1100-1200 °C. Tällöin muodostuu natriumtäpläferriittiä ja vapautuu hiilidioksidia. Seuraavaksi kakku käsitellään (uutotetaan) vedellä reaktion (2) mukaisesti; saadaan natriumhydroksidiliuos ja Fe203-sakka, joka liuoksesta erotuksen jälkeen palautetaan prosessiin. Liuos sisältää noin 400 g/l NaOH:ta. Se haihdutetaan, jolloin saadaan tuote, joka sisältää noin 92 % NaOH:ta.

Kemiallisilla menetelmillä natriumhydroksidin valmistamiseksi on merkittäviä haittoja: polttoainetta kuluu suuri määrä, syntyvä kaustinen sooda saastuu epäpuhtauksilla ja laitteen huolto on työlästä. Tällä hetkellä nämä menetelmät ovat lähes kokonaan korvattu sähkökemiallisilla tuotantomenetelmillä.

Kaustisen soodan markkinat

Kaustisen soodan maailmantuotanto, 2005

Valmistaja	Tuotantomäärä, milj. tonnia	Osuus maailman tuotannosta
DOW	6.363	11.1
Occidental Chemical Company	2.552	4.4
Formosa muovit	2.016	3.5
PPG	1.684	2.9
Bayer	1.507	2.6
Akzo Nobel	1.157	2.0
Tosoh	1.110	1.9
Arkema	1.049	1.8
Olin	0.970	1.7
Venäjä	1.290	2.24
Kiina	9.138	15.88
Muut	27.559	47,87
Kaikki yhteensä:	57,541	100

Venäjällä valmistetaan GOST 2263-79:n mukaan seuraavia kaustista soodalaatuja:

TR - kiinteä elohopea (hiutaleena);

TD - kiinteä kalvo (sulatettu);

RR - elohopealiuos;

РХ - kemiallinen liuos;

RD - kalvoliuos.

Indikaattorin nimi	TR OKP 21 3211 0400	TD OKP 21 3212 0200	RR OKP 21 3211 0100	РХ 1 luokka OKP 21 3221 0530	РХ 2 luokka OKP 21 3221 0540	RD Korkein luokka OKP 21 3212 0320	RD Ensimmäinen luokka OKP 21 3212 0330
Ulkomuoto	Skaalattu massa valkoinen väri. Heikko väritys sallittu	Sulanut valkoinen massa. Heikko väritys sallittu	Väritön läpinäkyvä neste		Väritön tai värillinen neste. Kiteytynyt sakka sallittu	Väritön tai värillinen neste. Kiteytynyt sakka sallittu	Väritön tai värillinen neste. Kiteytynyt sakka sallittu
Natriumhydroksidin massaosuus, %, vähintään	98,5	94,0	42,0	45,5	43,0	46,0	44,0

Venäjän nestemäisen natriumhydroksidin markkinoiden indikaattorit vuosina 2005-2006

Yrityksen nimi	2005 tuhatta tonnia	2006 tuhatta tonnia	osuus vuonna 2005	osuus vuonna 2006
JSC "Kaustik", Sterlitamak	239	249	20	20
JSC "Kaustik", Volgograd	210	216	18	18
JSC "Sayanskkhimplast"	129	111	11	9
Usoliekhimprom LLC	84	99	7	8
OAO Sibur-Neftekhim	87	92	7	8
OJSC "Khimprom", Cheboksary	82	92	7	8
VOAO "Khimprom", Volgograd	87	90	7	7
ZAO Ilimkhimprom	70	84	6	7
JSC "KChKhK"	81	79	7	6
NAK "AZOT"	73	61	6	5
OAO Khimprom, Kemerovo	42	44	4	4
Kaikki yhteensä:	1184	1217	100	100

Venäjän kiinteän kaustisen soodan markkinoiden indikaattorit vuosina 2005-2006

Yrityksen nimi	2005 tonnia	2006 tonnia	osuus vuonna 2005	osuus vuonna 2006
JSC "Kaustik", Volgograd	67504	63510	62	60
JSC "Kaustik", Sterlitamak	34105	34761	31	33
OAO Sibur-Neftekhim	1279	833	1	1
VOAO "Khimprom", Volgograd	5768	7115	5	7
Kaikki yhteensä:	108565	106219	100	100

Sovellus

Biodiesel

Turska Lutefisk Norjan perustuslain päivän juhlassa

Saksalainen bagel

Natriumhydroksidia käytetään useilla eri teollisuudenaloilla ja kotimaisiin tarpeisiin:

• Kaustista käytetään massa- ja paperiteollisuus selluloosan delignifiointiin (Kraft-reaktio) paperin, kartongin, tekokuitujen, kuitulevyjen valmistuksessa.,

• Rasvojen saippuoimiseen saippuan, shampoon ja muiden pesuaineiden tuotanto. Muinaisina aikoina tuhkaa lisättiin veteen pesun aikana, ja ilmeisesti kotiäidit huomasivat, että jos tuhka sisältää rasvaa, joka joutui tulisijaan ruoanlaiton aikana, astiat pestään hyvin. Saippuantekijän ammatti (saponarius) mainittiin ensimmäisen kerran noin vuonna 385 jKr. e. Theodore Priscianus. Arabit ovat valmistaneet saippuaa öljyistä ja soodasta 700-luvulta lähtien, nykyään saippuat valmistetaan samalla tavalla kuin 10 vuosisataa sitten.
• AT kemianteollisuus- happojen ja happamien oksidien neutralointiin reagenssina tai vinyyli- tai kumipäällysteisillä puvuilla.

  Natriumhydroksidin MAC ilmassa on 0,5 mg/m³.

  Kirjallisuus

  • Yleinen kemiallinen tekniikka. Ed. I.P. Mukhlenova. Oppikirja yliopistojen kemiallis-teknologisille erikoisaloille. - M.: Korkeakoulu.
  • Fundamentals of General Chemistry, v. 3, B. V. Nekrasov. - M.: Kemia, 1970.
  • Yleinen kemiallinen tekniikka. Furmer I. E., Zaitsev V. N. - M .: Higher School, 1978.
  • Venäjän federaation terveysministeriön määräys 28. maaliskuuta 2003 N 126 "Luettelon hyväksymisestä haitallisista tuotantotekijöistä, joiden vaikutuksesta maidon tai muiden vastaavien elintarvikkeiden käyttöä ennaltaehkäiseviin tarkoituksiin suositellaan."
  • Venäjän federaation valtion johtavan terveyslääkärin asetus 4. huhtikuuta 2003 N 32 "Säätämisestä Terveysmääräykset rautateiden tavaraliikenteen järjestämisestä. SP 2.5.1250-03".
  • Liittovaltion laki nro 116-FZ, 21. heinäkuuta 1997 "Vaarallisten tuotantolaitosten työturvallisuudesta" (muutettu 18. joulukuuta 2006).
  • Venäjän federaation luonnonvaraministeriön määräys, 2. joulukuuta 2002, N 786 "Liittovaltion jäteluokitusluettelon hyväksymisestä" (sellaisena kuin se on muutettuna ja täydennettynä 30. heinäkuuta 2003).
  • Neuvostoliiton valtion työkomitean asetus 25. lokakuuta 1974 N 298 / P-22 "Luettelon hyväksymisestä toimialoista, työpajoista, ammateista ja viroista haitalliset olosuhteet työ, työ, jossa oikeus lisävapaaseen ja lyhyempään työpäivään” (muutettu 29.5.1991).
  • Venäjän työministeriön asetus 22. heinäkuuta 1999 N 26 "Kemianteollisuuden työntekijöiden erikoisvaatteiden, -jalkineiden ja muiden henkilökohtaisten suojavarusteiden ilmaisen julkaisun standardien hyväksymisestä".
  • Venäjän federaation valtion johtavan terveyslääkärin asetus, päivätty 30. toukokuuta 2003 N 116 GN:n voimaantulosta 2.1.6. ilmakehän ilmaa asutuilla alueilla.” (muutettu 3.11.2005).
  Kuvitettu tietosanakirja

NATRIUMHYDROKSIDIA- (kaustinen sooda, kaustinen sooda, emäksinen) NaOH väritön kiinteä kiteinen aine, tiheys 2130 kg m. t = 320 °C; kun se liukenee veteen, vapautuu suuri määrä lämpöä; tuhoisa vaikutus ihoon, kankaisiin, paperiin, vaarallisiin ... ... Suuri ammattikorkeakoulun tietosanakirja

- (kaustinen sooda, kaustinen sooda), NaOH, vahva emäs (alkali). Värittömiä kiteitä (tekninen tuote valkoinen läpinäkymätön massa). Hygroskooppinen, veteen liukeneva, vapauttaa suuren määrän lämpöä. Saatu liuoksen elektrolyysillä... tietosanakirja

natriumhydroksidia- natriohydroksidin statusas T ala kemian kaava NaOH atitikmenys: angl. lipeäkivi; natriumhydroksidia. kaustinen; lipeäkivi; natrium kaustinen; natriumhydroksidi ryšiai: sinonimas – natrio šarmas sinonimas – kaustinė sooda… Chemijos terminų aiskinamasis žodynas

- (kaustinen sooda, kaustinen sooda), NaOH, vahva emäs (alkali). Parhaat. kiteitä (tekninen tuote valkoinen läpinäkymätön massa). Hygroskooppinen, veteen liukeneva, vapauttaa suuren määrän lämpöä. Saatu natriumkloridiliuoksen elektrolyysillä... Luonnontiede. tietosanakirja

- (kaustinen sooda) NaOH, väritön kiteet; 299 °C:een asti kestävä rombinen. modifikaatio (a = 0,33994 nm, c = 1,1377 nm), yli 299 o Monokliinisella; Polymorfisen siirtymän DH0 5,85 kJ/mol; sp. 323 °С, kp. 1403 °С; tiheä 2,02 g/cm3; … Chemical Encyclopedia

Kaustinen sooda, kaustinen, NaOH väritön kiteinen. massatiheys 2130 kg/m3, t Pl 320 °C, vesiliukoisuus 52,2 % (20 °C:ssa). Vahva pohja, tuhoava vaikutus eläinkudokseen; on erityisen vaarallista joutua N.g.-pisaroille silmiin. Suuri tietosanakirja ammattikorkeakoulun sanakirja

Vahva alkali, käytetään laajasti puhdistusaineena. Kun natriumhydroksidi joutuu kosketuksiin ihon pinnan kanssa, se aiheuttaa vakavia kemiallisia palovammoja; tässä tapauksessa ihon vahingoittunut alue pestään välittömästi Suuri määrä… … lääketieteelliset termit

NATRIUMHYDROKSIDI, KAUSTINEN SODA- (kaustinen sooda) vahva alkali, jota käytetään laajalti puhdistusaineena. Kun natriumhydroksidi joutuu kosketuksiin ihon pinnan kanssa, se aiheuttaa vakavia kemiallisia palovammoja; tässä tapauksessa on tarpeen pestä välittömästi ihon vaurioitunut alue ... ... Sanakirja lääketieteessä