Гидроксид натрия и реакции с ним. Едкий натр: формула, свойства, применение
Гидроксид натрия
Характеристики и физические свойства гидроксида натрия
Ввиду сильного разъедающего действия на ткани, кожу, бумагу и другие органические вещества он называется едким натром. В технике гидроксид натрия часто называют каустической содой.
В воде гидроксид натрия растворяется с выделением большого количества теплоты вследствие образования гидратов.
Гидроксид натрия следует хранить в хорошо закупоренных сосудах, так как он легко поглощает из воздуха диоксид углерода, постепенно превращаясь в карбонат натрия.
Рис. 1. Гидроксид натрия. Внешний вид.
Получение гидроксида натрия
Основным способом получения гидроксида натрия является электролиз водного раствора хлорида натрия. В ходе электролиза на катоде разряжаются ионы водорода и одновременно вблизи катода накапливаются ионы натрия и гидроксид-ионы, т.е. получается гидроксид натрия; на аноде выделяется хлор.
Кроме электролитического способа получения гидроксида натрия, иногда еще применяют более старый способ – кипячение раствора соды с гашеной известью:
Химические свойства гидроксида натрия
Гидроксид натрия реагирует с кислотами с образованием солей и воды (реакция нейтрализации):
NaOH + HCl = NaCl + H2O;
Раствор гидроксида натрия изменяет цвет индикаторов, так, например, при добавлении лакмуса, фенолфталеина или метилового оранжевого в раствор этой щелочи их окраска станет синей, малиновой и желтой соответственно.
Гидроксид натрия реагирует с растворами солей (если в их состав входит металл, способный образовать нерастворимое основание) и кислотными оксидами:
Применение гидроксида натрия
Гидроксид натрия – один из важнейших продуктов основной химической промышленности. В больших количествах он потребляется для очистки продуктов переработки нефти; гидроксид натрия широко применяется в мыловаренной, бумажной, текстильной и других отраслях промышленности, а также при производстве искусственного волокна.
Примеры решения задач
NaOH + HCl = NaCl + H2O.
Найдем массу раствора соляной кислоты, а также массу растворенного вещества HCl в нем:
msolution =0,3 × 1,168 = 0,3504 кг = 350,4г.
msolute (HCl) = ω (HCl) / 100% ×msolution;
msolute (HCl) = 34 / 100% × 350,4= 11,91 г.
Рассчитаем количество моль соляной кислоты (молярная масса равна 36,5 г/моль):
n(HCl) = m (HCl) / M (HCl);
n (HCl) = 11,91 / 36,5 = 0,34 моль.
Согласно уравнению реакции n (HCl) :n (NaOH) =1: 1. Значит,
n(NaOH) = n(HCl) = 0,34моль.
Тогда масса гидроксида натрия, вступившего в реакцию будет равна (молярная масса – 40 г/моль):
Гидроксид натрия: свойства, получение и применение
Введение
Определение
Гидроксид натрия (формула NaOH) является самой распространенной в мире щелочью. Для справки: щелочь – это хорошо растворимое в воде основание.
Название
В разных источниках его могут обозвать гидратом окиси натрия, каустической содой, каустиком, едким натром или едкой щелочью. Хотя название “едкая щелочь” можно применить ко всем веществам этой группы. Только в XVIII веке им дали отдельные наименования. Также существует “перевернутое” название описываемого сейчас вещества – натрия гидроксид, обычно употребляемое в украинских переводах.
Как я уже сказала, гидроксид натрия хорошо растворим в воде. Если положить даже небольшой его кусочек в стакан с водой, через несколько секунд он воспламенится и будет с шипением “носиться” и “прыгать” по ее поверхности (фото). И это будет продолжаться до тех пор, пока он полностью в ней не растворится. Если после завершения реакции вы опустите руку в получившийся раствор, то он будет мылким на ощупь. Чтобы узнать, насколько сильна щелочь, в нее опускают индикаторы – фенолфталеин или метилоранж. Фенолфталеин в ней приобретает малиновую окраску, а метилоранж – желтую. В гидроксиде натрия, как и во всех щелочах, присутствуют гидроксид-ионы. Чем больше их в растворе, тем ярче цвет индикаторов и сильнее щелочь.
Получение
Существует два пути получения гидроксида натрия: химический и электрохимический. Рассмотрим детальнее каждый из них.
-
Химическим путем гидроксид натрия можно получить известковым и ферритным методами. Известковым способом он получается при взаимодействии раствора гидрокарбоната натрия и гидроксида кальция. Температура при данном процессе должна быть не ниже 80 о С. Результат этой реакции – раствор гидроксида натрия и карбонат кальция. Последний можно легко отделить от раствора. Потом тот упаривают, чтобы получить расплавленный продукт, который содержит 92% гидроксида натрия. Затем последний плавят и после этого разливают по специальным формочкам, где происходит его застывание. Ферритный же способ заключается в спекании карбоната натрия и оксида железа (III). Продукт этой реакции – феррит натрия и газообразный оксид углерода (IV). Потом проводят выщелачивание данного феррита, при котором происходит получение раствора гидроксида натрия и осадка (оксид железа (III) * вода). Осадок достаточно легко отделить. А раствор упаривают, чтобы получить продукт, который содержит 92% гидроксида натрия. Потом он затвердевает и имеет вид хлопьев или гранул.
Применение
Делигнификация целлюлозы, производство картона, бумаги, древесно-волоконных плит и искусственных волокон не обходятся без гидроксида натрия. А при его реакции с жирами получают мыло, шампуни и другие моющие средства. В химии он используется в качестве реагента или катализатора во многих реакциях. Еще гидроксид натрия известен как пищевая добавка Е524. И это еще не все отрасли его применения.
Заключение
Теперь вы знаете о гидроксиде натрия всё. Как видите, он приносит человеку очень большую пользу – как в промышленности, так и в быту.
Гидроксид натрия
С химическим соединением, называемым каустической содой, человек встречается ежедневно. Гидроксид натрия, химическая формула которого обозначается NaOH, относится к разряду едких и сильных щелочей, опасных для кожи и слизистых человека. Одновременно с этим она активно используется пищевой промышленностью, косметологией, фармацевтикой. Ни одно средство личной гигиены не обходится без добавления этого соединения. Химические свойства вещества сделали его самым популярным среди регуляторов кислотности и средств для поддержания консистенции.
Что такое гидроксид натрия
Это соединение – едкая щелочь, которая применяется не только пищевой, фармацевтической и косметической сферами, но и химической промышленностью. Гидроокись натрия, или каустическая сода, выпускается в виде немного скользких твердых гранул желтоватого или белого цвета. При сильной концентрации NaOH разъедает органические соединения, поэтому способен вызвать ожог. Используется как пищевая добавка Е524, необходимая для поддержания консистенции продуктов.
Формула
Вещество имеет химическую формулу NaOH. Соединение взаимодействует с различными веществами любых агрегатных состояний, нейтрализуя их, с кислотами, образуя соль и воду. Реакция с атмосферными оксидами и гидроксидами позволяет получить тетрагидроксоцинкат или алкоголят. Едкий натр применяется для осаждения металлов. Например, при реакции с сульфатом алюминия образуется его гидроксид. Осадок не растворяется и не наблюдается избыточное получение щелочи. Это актуально при очистке воды от мелких взвесей.
Свойства
Соединение растворяется в воде. Технический Sodium Hydroxide представляет собой водный раствор гидроксида натрия в щелочеустойчивой герметичной таре. При взаимодействии с водой каустик выделяет большое количество тепла. Вещество имеет следующие свойства:
- при предварительном расплавлении разрушает стекло, фарфор;
- взаимодействие с аммиаком вызывает пожароопасную ситуацию;
- кипит при 1390°С, плавится, если температура достигает 318°С;
- не растворяется в эфирах, ацетоне;
- очень гигроскопичен (поглощает пары воды из воздуха), поэтому натриевая щелочь должна храниться в сухом месте и герметичной упаковке;
- растворяется в метаноле, глицерине, этаноле;
- бурно взаимодействует с металлами – оловом, гидроксидом алюминия, свинцом, цинком, образует водород – взрывоопасный горючий яд;
- поглощает углекислый газ из воздуха.
Получение
Каустическая сода встречается в составе минерала брусита. Второе по величине месторождение сконцентрировано на территории России. Гидроокись благодаря исследованиям Николы Леблана, проведенным в 1787 г., получают методом синтеза из хлористого натрия. Позже востребованным способом добычи стал электролиз. С 1882 г. ученые разработали ферритный метод получения в лаборатории гидроксида с помощью кальцинированной соды. Электрохимический способ сейчас самый популярный: ионы натрия образуют его раствор едкой ртути – амальгаму, которая растворяется водой.
Применение гидроксида натрия
Нет более распространенной щелочи, чем каустическая сода. Ежегодно потребляется порядка 57 млн т. Едкий натрий используется при получении лекарственных препаратов, фенола, органических красителей, глицерина. Еще одна сфера применения – дезинфекция помещения из-за способности химического соединения нейтрализовать вредные для человека вещества, находящиеся в воздухе. Еще гидроокиси широко используются для поддержания формы продуктов (пищевая промышленность).
В промышленности
Гидроокись натрия относится к сильной основе для химических реакций и активно применяется разными отраслями благодаря своим свойствам:
- Целлюлозной отраслью – для устранения сульфата в составе древесных волокон для размягчения (делигнификация). Это нужно при производстве картона, бумаги, искусственных волокон.
- Химической промышленностью – применяется для производства масел, нейтрализации веществ кислотной среды, при травлении алюминия, изготовлении чистых металлов.
- Гидроокись натрия используется для получения биодизельного топлива на основе растительных масел, в результате реакции образуется глицерин.
- Соединением омывают пресс-формы автомобильных покрышек.
- В гражданской обороне он распространен при нейтрализации опасных для здоровья веществ в воздухе, дегазации.
- Применяется средство для нелегального производства наркотиков типа метамфетаминов.
Пищевая добавка
Каустическая сода очищает овощи, фрукты от кожицы. Применяется вещество для придания цвета карамели. Как пищевая добавка E524 (класс регуляторов кислотности, веществ против комкования наряду с карбонатом натрия) используется при изготовлении какао, мороженого, сливочного масла, маргарина, шоколада, безалкогольных напитков. Оливки и маслины размягчаются, приобретают черный цвет.
Пищевые продукты – рогалики и немецкие крендели (брецели) – обрабатывают едким раствором для хрустящей корочки. В скандинавской кухне существует рыбное блюдо – лютефиск. Технология приготовления включает вымачивание на протяжении 5-6 суток сушеной трески в растворе гидроокиси, пока не будет получена желеобразная консистенция. В пищевой промышленности сода помогает рафинировать растительное масло.
В производстве моющих средств
Способность взаимодействия жиров у каустика была замечена уже давно. С VII века арабы освоили получение твердого мыла с помощью едкого натра и ароматических масел. Эта технология осталась прежней. Каустическая сода добавляется в шампуни, моющие вещества, средства личной гигиены. Косметическая промышленность применяет гидроксид Na для получения мыла против жиров, жидкости для снятия лака, кремов.
В быту
Основной способ применения – гелеобразный гидроксид или его гранулы. Входит в состав средств для устранения засоров канализации, систем отопления. Грязь растворяется, дезагрегируется и проходит дальше по трубе. Изделия из нержавеющей стали очищаются от масляных веществ с помощью каустической соды, разогретой до 50-60°С с добавлением гидроксида калия. Косметология применяет гель на его основе для размягчения ороговевшей кожи, папиллом, бородавок.
Гидроксид натрия в медицине
Соединение добавляется в лекарственные препараты против повышенной кислотности желудка, для слабительного эффекта сильного действия. Такое средство приводит к повышению перистальтики кишечника. Использование вещества восстанавливает кислотно-щелочной баланс. Применяется оно в медицине для достижения успокоительного эффекта, пригодно для очистки воды от примесей. Благодаря хлориду натрия остаются постоянными индикаторы осмотического давления плазмы крови. Не стоит путать его с пищевой содой, поваренной солью.
Вред гидроксида натрия
Вещество относится ко второму классу опасности. Из-за способности гидроокиси разъедать органические соединения применение каустика должно осуществляться с соблюдением всех мер предосторожности. При попадании щелочи на слизистые и кожу она вызывает сильные ожоги, а взаимодействие с глазами приводит к атрофии зрительного нерва. Для нейтрализации гидроксида на коже применяется слабый раствор уксуса и большое количество проточной воды.
Видео
Источники:
http://www.syl.ru/article/86492/gidroksid-natriya-svoystva-poluchenie-i-primenenie
http://sovets24.ru/909-gidroksid-natriya.html
Загрузка...
