რა არის კაუსტიკური სოდა? ნატრიუმის ჰიდროქსიდის სიმკვრივე

2024 ავტორი: Angel Austin | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-02 17:50

თანამედროვე სამყაროში ცხოვრება შეუძლებელია ქიმიური რეაქციების გარეშე, რომლებიც ყველგან მიმდინარეობს და არის როგორც სასარგებლო, ასევე საშიში. დ.ი.მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილის მიხედვით, ძირითადი ქვეჯგუფის 1-ლი ჯგუფის ლითონები, რომლებიც მოიცავს ნატრიუმს (Na), მძაფრად რეაგირებენ წყალთან, წარმოქმნიან ტუტეებს - ქიმიურად აქტიურ ნივთიერებებს.

ტუტეების კონცეფცია

აქტიური ლითონების წყალში ხსნადი ჰიდროქსიდები - ტუტეები - კაუსტიკური და საკმაოდ საშიში ქიმიკატები. ისინი მყარი და თეთრი ფერისაა. წყალში გახსნისას ეს ფუძეები გამოყოფენ სითბოს. ტუტეებს ასევე შეუძლიათ გაანადგურონ კანი, ხის, ქსოვილები, რის შედეგადაც მათ მიიღეს ტრივიალური სახელი "კაუსტიკური", რომელსაც ჩვეულებრივ მხოლოდ ტუტე ლითონის ჰიდროქსიდებს მიმართავენ. ყველაზე ცნობილ ტუტეებს მიეკუთვნება ნატრიუმის (NaOH), კალიუმის (KOH), ლითიუმის (LiOH), ბარიუმის (Ba(OH)₂), ცეზიუმის (CsOH), კალციუმის ჰიდროქსიდები. (Ca(OH)_{2) და ზოგიერთი სხვა.}

ნატრიუმის ჰიდროქსიდი: მახასიათებლები

კაუსტიკური სოდა ტრივიალურიანატრიუმის ჰიდროქსიდის სახელი - ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ტუტე. ის მიეკუთვნება სახიფათო ქიმიკატებს, რადგან ადვილად აზიანებს ადამიანის კანს, ამიტომ მასთან მუშაობისას საჭიროა უსაფრთხოების აუცილებელი ზომების დაცვა. ასევე, ნატრიუმის ჰიდროქსიდს ზოგჯერ კაუსტიკურ სოდას ან კაუსტიკს უწოდებენ. როგორც ყველა სხვა ტუტე, ის კარგად ურთიერთქმედებს წყალთან სითბოს გამოყოფით და არის თეთრი, ჰიგიროსკოპიული, ანუ შეუძლია ჰაერიდან წყლის ორთქლის შეწოვა, ნაერთი. კაუსტიკური სოდას სიმკვრივეა 2,13 გ/სმ³.

რეაქტიულობა

კაუსტიკური სოდას ხსნარი შეიძლება შევიდეს სხვადასხვა ტიპის რეაქციაში და წარმოქმნას სხვა ნივთიერებები.

1. როდესაც ეს ნაერთი რეაგირებს მჟავებთან, მარილი და წყალი ყოველთვის წარმოიქმნება:

NaOH + HCl=NaCl₂ + H_2O.

2. კაუსტიკური სოდას შეუძლია რეაგირება მჟავე და ამფოტერული ლითონის ოქსიდებთან (ხსნარში და შერწყმისას), ასევე წარმოქმნის შესაბამის მარილს და წყალს:

• 2NaOH + SO₃=Na₂SO₄ + H ₂O (SO_{3 - მჟავა ოქსიდი);}
• 2NaOH + ZnO=Na₂ZnO₂ + H_{2O (ZnO - ამფოტერული ოქსიდი, ეს რეაქცია მიმდინარეობს შერწყმისა და გათბობით).}

როდესაც ნატრიუმის ჰიდროქსიდი რეაგირებს ამფოტერულ ოქსიდის ხსნართან, წარმოიქმნება ხსნადი რთული მარილი.

3. ტუტეების რეაქცია ამფოტერულ ჰიდროქსიდებთან ასევე იწვევს დნობის ან რთული ნატრიუმის მარილის წარმოქმნას, მისი პირობებიდან გამომდინარე.

4. კაუსტიკის მარილებთან ურთიერთქმედებით მიიღება ნატრიუმი და შესაბამისი წყალში უხსნადი ჰიდროქსიდი.

• 2NaOH + MgCl₂=2NaCl + Mg(OH)_{2 (მაგნიუმის ჰიდროქსიდი წყალში უხსნადი ბაზაა).}

5. ნატრიუმის ჰიდროქსიდს ასევე შეუძლია რეაგირება არალითონებთან, როგორიცაა გოგირდი ან ჰალოგენები ნატრიუმის მარილების ნარევის წარმოქმნით, ასევე ამფოტერულ ლითონებთან რთული მარილების, რკინისა და სპილენძის წარმოქმნით.

• 3S + 6NaOH=2Na₂S + Na₂SO₄ + 3H _2O.

6. კაუსტიკური სოდას ასევე შეუძლია ურთიერთქმედება ორგანულ ნივთიერებებთან, მაგალითად: ეთერებთან, ამიდებთან, პოლიჰიდრულ სპირტებთან.

• 2C₂H₆O₂ + 2NaOH=C₂ H₄O₂Na₂ + 2H_{2 O (რეაქციის პროდუქტი არის ნატრიუმის ალკოჰოლატი).}

მიიღე

მრეწველობაში კაუსტიკური სოდას წარმოების რამდენიმე მეთოდი არსებობს, რომელთაგან მთავარია ქიმიური და ელექტროქიმიური.

პირველი მეთოდი დაფუძნებულია რამდენიმე მეთოდზე: პიროლიზი, ცაცხვი და ფერიტი.

1. პიროლიზი ტარდება ნატრიუმის კარბონატის კალცინით მაღალ ტემპერატურაზე (მინიმუმ 1000 გრადუსი) ნატრიუმის ოქსიდისა და ნახშირორჟანგის წარმოქმნით. შემდეგ მიღებულ გაცივებულ ოქსიდს ხსნიან წყალში, რის შედეგადაც მიიღება კაუსტიკური სოდა.

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

ზოგჯერ ნატრიუმის კარბონატის ნაცვლად გამოიყენება ნატრიუმის ბიკარბონატი და, შესაბამისად, პროცესი ცოტა უფრო რთულია.

2. ნატრიუმის ჰიდროქსიდის წარმოების კირის მეთოდი შედგება ნახშირმჟავას ნატრიუმის მარილის ურთიერთქმედებაში კალციუმის ჰიდროქსიდთან (ჩამქრალი ცაცხვი), როდესაც თბება მინიმუმ 80 გრადუსამდე ტემპერატურაზე. ამ ურთიერთქმედების შედეგად მიიღება ტუტე და კალციუმის კარბონატის ხსნარები (CaCO_{3), რომელიც შემდეგ იფილტრება ძირითადი ხსნარიდან..}

• Na₂CO₃ + Ca(OH)₂=2NaOH + CaCO _3.

3. ფერიტის მეთოდი ტარდება ორ ეტაპად: ჯერ სოდას უერთებენ რკინის III ოქსიდს 1200 გრადუსამდე ტემპერატურაზე ნატრიუმის ფერიტის მისაღებად, შემდეგ ამ უკანასკნელს ამუშავებენ წყლით, რის შედეგადაც მიიღება ტუტე..

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

კაუსტიკური სოდის მიღების ელექტროქიმიურ მეთოდში ასევე გამოიყენება რამდენიმე მეთოდი: ნატრიუმის ქლორიდის ხსნარის (NaCl) ელექტროლიზი, დიაფრაგმის, მემბრანის და ვერცხლისწყლის მეთოდი თხევადი კათოდით. ბოლო სამი მეთოდი უფრო რთულია ვიდრე პირველი, მაგრამ ისინი ყველა დაკავშირებულია ელექტრული დენის გავლასთან შესაბამისი მარილების ხსნარში, ანუ ელექტროლიზთან.

ტუტის წარმოქმნის ყველაზე გავრცელებული მეთოდია ჰალიტის ხსნარის ელექტროლიზი, რომელიც შედგება სუფრის წყლისგან.მარილი, რის შედეგადაც ანოდსა და კათოდში გამოიყოფა ქლორი და წყალბადი და მიიღება ნატრიუმის ჰიდროქსიდი:

• 2NaCl + 2H₂O=H₂ + Cl_{2 + 2NaOH.}

ლაბორატორიაში კაუსტიკური სოდა ასევე იწარმოება ქიმიური მეთოდებით, მაგრამ ყველაზე ხშირად გამოიყენება დიაფრაგმის და მემბრანული მეთოდები.

აპლიკაცია

კაუსტიკური სოდა გამოიყენება არა მხოლოდ სხვადასხვა ინდუსტრიაში, არამედ ყოველდღიურ ცხოვრებაშიც. გამოიყენება:

1. სარეცხი საშუალებების წარმოებაში.
2. მჟავას ნეიტრალიზაციისთვის ან როგორც კატალიზატორი ქიმიურ მრეწველობაში.
3. ბიოდიზელის დასამზადებლად, რომელიც უფრო ეკოლოგიურად სუფთაა ვიდრე ჩვეულებრივი დიზელი.
4. მისგან მზადდება მშრალი გრანულები, რომელთა დახმარებით ასუფთავებენ კანალიზაციის მილებს და ნიჟარებს საკვების ბლოკირებისგან.
5. კაუსტიკური სოდა ასევე გამოიყენება საკვები პროდუქტების წარმოებაში, როგორიცაა პური ან კაკაო. იგი გამოიყენება როგორც საკვები დანამატი.
6. კოსმეტოლოგიაში ნივთიერება გამოიყენება მკვდარი კანის მოსაშორებლად.
7. ფოტოების უფრო სწრაფი დამუშავებისთვის.
8. ტექნიკური კაუსტიკური სოდა ფართოდ გამოიყენება ქიმიურ, ნავთობქიმიურ, ნავთობის გადამუშავებაში, მერქნისა და ქაღალდის, სამთო, ტექსტილის, კვების და მრავალი სხვა ინდუსტრიაში.

სიფრთხილის ზომები

კაუსტიკური სოდა ძლიერი ბაზაა. მას ადვილად შეუძლია დააზიანოს არა მარტო ქსოვილი, არამედ ადამიანის კანიც, რასაც თან ახლავსდამწვრობა. ამ ნივთიერებასთან მუშაობისას დაცული უნდა იყოს უსაფრთხოების გარკვეული ზომები, კერძოდ:

• აუცილებელია სპეციალური რეზინის ხელთათმანების, სათვალეების ტარება ხელებსა და თვალებზე ხსნარის მოხვედრის თავიდან ასაცილებლად.
• აუცილებლად უნდა ჩაიცვათ ისეთი ტანსაცმელი, რომელიც მდგრადი იქნება ქიმიური ნაერთების მიმართ და არ დაუშვებს მათ სხეულზე მოხვედრას. ჩვეულებრივ ასეთ ტანსაცმელს ამუშავებენ PVC-ით.