Каустикалық сода: формуласы, қасиеттері, қолданылуы

2024 Автор: Angel Austin | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 05:33

Жыл сайын үлкен партиялармен синтезделетін маңызды химиялық қосылыстардың бірі - сілтілі натрий гидроксиді. Ол өзінің қасиеттерінің арқасында осындай танымалдыққа ие болды. Формула NaOH болатын каустикалық сода адам үшін үлкен өнеркәсіптік маңызы бар. Бұл затты толығырақ қарастырыңыз.

Заттың ашылу тарихы

Қасиеттері бойынша дәл каустикалық содаға ұқсайтын қосылыс туралы алғашқы ескерту ежелгі уақытта пайда болды. Тіпті Киелі кітапта Мысыр көлдерінен алынған нетер заты туралы кейбір мәліметтер бар. Бұл каустикалық сода болуы мүмкін.

Аристотель, Платон және басқа да ежелгі грек және рим философтары мен ғалымдары табиғи су қоймаларынан алынған және әртүрлі түсті үлкен кесектер (қара, сұр, ақ) түрінде сатылған нитрум затын атап өтеді. Өйткені, ол кезде тазалау әдістері туралы ештеңе белгілі болмағандықтан, қосындыны ластайтын көмірден ажырату мүмкін болмады.

Біздің эрамызға дейінгі 385 жылы сабын жасау қолданылған. Процесс каустикалық содаға негізделген. Оның формуласы, әрине, әлі белгісіз,дегенмен, бұл оны Солянка тұқымдас өсімдіктердің күлінен, көлдерден алуға және тұрмыстық заттарды тазалауға, кір жууға және әртүрлі сабын жасауға пайдалануға кедергі болмады.

Біраз уақыттан кейін арабтар өнімге эфир майлары мен хош иісті заттарды қосуды үйренді. Содан кейін сабын әдемі және жағымды иісті болды. Сабын жасау процестері мен технологияларының белсенді дамуы басталды.

17 ғасырға дейін қасиеттері күшті және негізгі қолданылған каустикалық сода химиялық қосылыс ретінде зерттелмеген. Ол сода, калий гидроксиді, калий карбонаттары, натрий сияқты заттармен біріктірілді. Олардың барлығы күйдіргіш сілтілер деп аталды.

Кейінірек ғалым Дюамель дю Монсо бұл заттардың арасындағы айырмашылықты дәлелдеп, сілтілер мен тұздарға бөлді. Содан бері каустикалық сода бүгінгі күнге дейін өзінің шынайы және тұрақты атауын алды.

Аттардың синонимдері

Бұл заттың атауы бірдей емес және бірнеше синонимі бар екенін ескерген жөн. Барлығы 6 түрлі опцияны белгілеуге болады:

• натрий гидроксиді;
• каустикалық сода;
• каустикалық сода;
• натрий сілті;
• каустикалық;
• каустикалық сілті.

Каустикалық сода, бұл қосылыс қарапайым адамдарда және өнеркәсіпте аталады. Химиялық синтездерде натрий сілті немесе күйдіргіш сода деген дұрысырақ. Формула өзгермейді. Ең көп таралған атауы - каустик. Заттардың жүйелі номенклатурасы тұрғысынан дұрыс атау натрий гидроксиді болып табылады.

Химиялықмолекуланың формуласы мен құрылымы

Егер бұл затты химия тұрғысынан қарастыратын болсақ, онда ол екі ионнан тұрады: натрий катионы (Na⁺) және гидроксидті анион (OH - ^{). Әртүрлі зарядталған бөлшектердің электростатикалық тартылуының арқасында бір-бірімен байланысып, бұл иондар күйдіргіш сода түзеді. Эмпирикалық формула NaOH болады.}

Гидроксо тобы оттегі мен сутегі арасындағы ковалентті полярлық байланыс арқылы түзіледі, ал натриймен ол иондық байланыспен ұсталады. Ерітіндіде сілті күшті электролит бола отырып, иондарға толығымен диссоциацияланады.

Алудың зертханалық әдісі

Каустикалық сода алудың өнеркәсіптік және зертханалық әдістері бір-бірімен тығыз байланысты. Көбінесе өнеркәсіптік нысандарға қарағанда кішігірім зауыттарда химиялық және электрохимиялық әдістермен аз мөлшерде алынады. Ал электролизерлердің үлкен колонналарында тоннадаған заттар дәл осылай өндіріледі.

Зертханада каустиктерді синтездеудің бірнеше негізгі жолы бар.

1. Феррит әдісі. Ол екі негізгі кезеңнен тұрады: бірінші кезең – жоғары температуралы натрий карбонаты мен темір оксиді (III) әсерінен агломерация. Нәтижесінде натрий ферриті түзіледі (NaFeO₂). Екінші қадамда ол суға ұшырап, натрий гидроксиді мен темір мен су қоспасын (Fe₂O₃H) түзу үшін ыдырайды. ₂O). Алынған натрий гидроксиді ерітіндісі ақ кристалдарға немесе үлпектерге дейін буланады. Оның тазалығы шамамен 92%.
2. Лайм жолы. Ол натрий карбонаты мен кальций гидроксиді (сөндірген әк) арасындағы кальций карбонаты мен каустиктің түзілуімен әрекеттесу реакциясынан тұрады. Реакция 80^oC температурада жүргізіледі. Алынған тұз тұнбаға түсетіндіктен, ол оңай бөлінеді. Қалған ерітінді буланып, натрий сілті алынады.
3. Диафрагма және мембраналық алу әдісі. Электролизер қондырғысының жұмысына негізделген. Ол бос газ тәріздес хлордың және қажетті күйдіргіш өнімнің түзілуімен электролизге ұшырайтын ас тұзының (NaCL) ерітіндісімен жеткізіледі. Бұл әдістердің айырмашылығы диафрагма әдісімен құрылғының негізгі құрылымдық бөлігі асбест диафрагмасы (катод) болып табылады. Мембраналық әдіспен катодтық және анодтық кеңістіктер арнайы мембранамен бөлінеді.

Осылайша, натрий гидроксиді зертханада қаржылық жағынан тиімді нұсқаны таңдап алынады. Бұл, әдетте, энергияны аз қажет етеді.

Өнеркәсіптегі синтез

Өнеркәсіпте каустикалық сода сияқты затты қалай алады? Сұйық және қатты күйдіргіш көбінесе электрохимиялық әдіспен алынады. Ол табиғи минерал галит ерітіндісінің электролизіне негізделген, оның басым көпшілігі ас тұзынан түзіледі.

Бұл синтездің басты ерекшелігі – жанама өнімдер күйдіргіш содамен бірге газ тәрізді хлор және сутегі болып табылады. Процесс үш опцияның кез келгенінде орындалады:

• диафрагма электролизі қосулықатты катод;
• сұйық сынап катодымен;
• мембраналық қатты катод.

Әлемде өндірілетін каустиктің басым көпшілігі әлі де мембраналық әдіспен түзіледі. Алынған сілтінің тазалығы өте жоғары.

Қолданбалар

Каустикалық сода өзекті болып табылатын көптеген салалар бар. Қолданба оның химиялық және физикалық қасиеттеріне негізделген, бұл қосылысты көптеген синтездер мен процестерде таптырмас етеді.

Натрий гидроксиді міндетті болып табылатын бірнеше негізгі аймақтар бар.

1. Химиялық өндіріс (көптеген процестерде катализатор ретінде мұнай өнімдерін алу үшін күрделі эфирлерді, сабындарды, майларды синтездеу, талшықтарды алу, алюминийді сілтілеу; қышқылдарды және оларға сәйкес оксидтерді бейтараптандыруға арналған негізгі зат; аналитикалық химияда ол титрлеу үшін қолданылады, сонымен қатар таза металдарды, көптеген тұздарды, басқа негіздер мен органикалық қосылыстарды алу үшін қолданылады).
2. Ағаш целлюлозасын өңдеуге арналған қағаз өндірісінде (ағаш заты лигниннен құтылу).
3. Каустикалық сода адамның шаруашылық қызметінде де таптырмас зат. Көптеген жуғыш заттарды және оған негізделген тазалау құралдарын пайдалану өте маңызды. Сабын жасау, сусабын алу - мұның бәрі каустикалық содасыз аяқталмайды.
4. Биоотын синтезі үшін қажет.
5. Улы заттарды газсыздандыру және бейтараптандыру үшін ұлттық масштабта қолданылады,ағзаларға әсер ету.
6. Дәрілік заттар мен есірткі заттарын өндіру.
7. Тағам өнеркәсібі - кондитерлік өнімдер, шоколад, какао, балмұздақ, кәмпиттер бояуы, зәйтүн, нан өнімдері.
8. Косметологияда бөгде түзілістерді (мең, папиллома, сүйел) кетіруге арналған.
9. Спирт және темекі зауыттарында қолданылады.
10. Тоқыма өнеркәсібінде.
11. Әйнек өндірісі: түрлі-түсті, қарапайым, оптикалық және т.б.

Натрий гидроксиді адам әрекетінде өте маңызды және пайдалы зат екені анық. Оның әлемде жыл сайын тоннамен – 57 миллион немесе одан да көп синтезделетіні бекер емес.

Физикалық қасиеттері

Ақ ұнтақты зат, кейде түссіз. Ол майда кристалды ұнтақ түрінде немесе үлпек түрінде болуы мүмкін. Көбінесе ірі кристалдар түрінде. Балқу температурасы өте төмен - 65,1^оС. Ылғалды өте тез сіңіреді және NaOH 3, 5Н₂О гидратталған түріне айналады. Бұл жағдайда балқу температурасы одан да төмен, тек 15,5^оС. Спирттерде, суда шексіз дерлік ериді. Қатты және сұйық сабынды сезінеді.

Қоюландырылған және сұйылтылған түрде өте қауіпті. Ол оптикалық нервтерге дейін көздің барлық қабықтарын зақымдауы мүмкін. Көзге тию соқырлыққа әкелуі мүмкін. Сондықтан бұл қосылыспен жұмыс істеу өте қауіпті және қорғаныс құралдарын қажет етеді.

Химиялық қасиеттері

Каустикалық сода қасиеттерін дәл көрсетедібарлық сілтілер сияқты: қышқылдармен, қышқыл оксидтерімен, амфотерлі оксидтермен және гидроксидтермен, тұздармен әрекеттеседі. Бейметалдардан күкіртпен, фосформен және галогендермен әрекеттеседі. Сондай-ақ металдармен әрекеттеседі.

Органикалық химияда натрий гидроксиді амидтермен, күрделі эфирлермен, галогенді алкандармен әрекеттеседі.

Сақтау шарттары

Натрий гидроксидін сақтау белгілі бір жағдайларда жүргізіледі. Себебі ол өте реактивті, әсіресе бөлме ылғалды болған кезде. Негізгі шарттар төмендегідей.

1. Қызғыштардан алыс сақтау.
2. Герметикалық жабылған және ылғалдан өтпейтін қаптамалар.
3. Құрғақ кристалды каустик арнайы құрамды қаптарда (тығыз полиэтилен), сұйық – ұнтақталған тығыны бар қара шыны ыдыста сақталады. Егер оның мөлшері көп болса және тасымалдауды қажет етсе, онда каустикалық сода ерітіндісі арнайы болат ыдыстар мен канистрлерге салынады.

Бұл затты әуе көлігімен тасымалдауды қоспағанда, қауіпсіздік ережелеріне сәйкес кез келген белгілі әдіспен тасымалдауға болады.

Сұйық натрий сілті

Кристалдан басқа, каустикалық соданың сулы ерітіндісі де бар. Оның формуласы қатты зат сияқты. Химиялық тұрғыдан ерітінділер неғұрлым қолайлы және қолдануға ыңғайлы. Сондықтан бұл пішінде каустик жиі қолданылады.

Формуласы NaOH болатын каустикалық сода ерітіндісі барлығында қолданыладыжоғарыда аталған аймақтар. Бұл тек тасымалдау кезінде ыңғайсыз, өйткені құрғақ каустикті тасымалдау жақсы. Барлық басқа қасиеттері бойынша ол кристалдардан еш кем түспейді, ал кейбіреулерінде олардан асып түседі.