Едкий натр

Едкий натр

Имена
Название ИЮПАК Гидроксид натрия [3]
Другие имена Каустическая сода Щелок [1] [2] Аскарит Белый каустик Гидрат натрия [3]
Идентификаторы
Количество CAS	1310-73-2 Y
3D модель ( JSmol )	Интерактивное изображение
ЧЭБИ	ЧЕБИ: 32145 Y
ChemSpider	14114 Y
ECHA InfoCard	100.013.805
Номер ЕС	215-185-5
Номер E	E524 (регуляторы кислотности, ...)
Ссылка на Гмелин	68430
КЕГГ	D01169 Y
MeSH	Натрий + гидроксид
PubChem CID	14798
Номер RTECS	WB4900000
UNII	55X04QC32I Y
Номер ООН	1824, 1823
Панель управления CompTox ( EPA )	DTXSID0029634
ИнЧИ InChI = 1S / Na.H2O / ч; 1H2 / q + 1; / p-1 Y Ключ: HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Y InChI = 1 / Na.H2O / ч; 1H2 / q + 1; / p-1 Ключ: HEMHJVSKTPXQMS-REWHXWOFAM
Улыбки [ОН -]. [Na +]
Характеристики
Химическая формула	NaOH
Молярная масса	39,9971 г моль -1
Внешность	Белые воскообразные непрозрачные кристаллы
Запах	без запаха
Плотность	2,13 г / см 3 [4]
Температура плавления	323 ° С (613 ° F, 596 К) [4]
Точка кипения	1388 ° С (2530 ° F, 1661 К) [4]
Растворимость в воде	418 г / л (0 ° C) 1000 г / л (25 ° C) [4] 3370 г / л (100 ° C)
Растворимость	растворим в глицерине незначительно в аммиаке нерастворим в эфире медленно растворим в пропиленгликоле
Растворимость в метаноле	238 г / л
Растворимость в этаноле	<< 139 г / л
Давление газа	<2,4 кПа (при 20 ° C)
Основность (p K b )	0,2
Магнитная восприимчивость (χ)	-15,8 · 10 -6 см 3 / моль (водн.) [5]
Показатель преломления ( n D )	1,3576
Структура [6]
Кристальная структура	Орторомбический , oS8
Космическая группа	Смсм, №63
Постоянная решетки	a  = 0,34013 нм, b  = 1,1378 нм, c  = 0,33984 нм
Формула единиц ( Z )	4
Термохимия [7]
Теплоемкость ( C )	59,5 Дж / моль К
Стандартная мольная энтропия ( S o 298 )	64,4 Дж · моль −1 · K −1
Std энтальпия формации (Δ F H ⦵ 298 )	−425,8 кДж · моль −1
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ˚)	-379,7 кДж / моль
Опасности
Паспорт безопасности	Внешний SDS
Пиктограммы GHS
Сигнальное слово GHS	Опасность
Формулировки опасности GHS	H290 , H314
Меры предосторожности GHS	P280 , P305 + 351 + 338 , P310
NFPA 704 (огненный алмаз)	0 3 1 ALK
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
LD 50 ( средняя доза )	40 мг / кг (мышь, внутрибрюшинно) [9]
LD Lo ( самый низкий опубликованный )	500 мг / кг (кролик, перорально) [10]
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)	TWA 2 мг / м 3 [8]
REL (рекомендуется)	C 2 мг / м 3 [8]
IDLH (Непосредственная опасность)	10 мг / м 3 [8]
Родственные соединения
Другие анионы	Гидросульфид натрия Гидрид натрия
Другие катионы	Гидроксид цезия Гидроксид лития Гидроксид калия Гидроксид рубидия Гидроксид франция
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Y проверить  ( что есть   ?)YN
Ссылки на инфобоксы

Гидроксид натрия , также известный как щелочь и каустическая сода , ^{[1] [2]} представляет собой неорганическое соединение с формулой NaOH. Это белое твердое ионное соединение, состоящее из катионов натрия Na ⁺
и гидроксид- анионы OH^-
.

Гидроксид натрия - это сильно едкое основание и щелочь, которая разлагает белки при обычных температурах окружающей среды и может вызвать серьезные химические ожоги . Он хорошо растворяется в воде и легко поглощает влагу и углекислый газ из воздуха . Образует серию гидратов NaOH · n H
₂O . ^[11] Моногидрат NaOH · H
₂O кристаллизуется из водных растворов при температуре от 12,3 до 61,8 ° C. Коммерчески доступный «гидроксид натрия» часто является этим моногидратом, и опубликованные данные могут относиться к нему вместо безводного соединения.

Как один из простейших гидроксидов, гидроксид натрия часто используется вместе с нейтральной водой и кислой соляной кислотой, чтобы продемонстрировать шкалу pH студентам-химикам. ^[12]

Гидроксид натрия используется во многих отраслях промышленности: при производстве целлюлозы и бумаги , текстиля , питьевой воды , мыла и моющих средств , а также в качестве очистителя канализации . Мировое производство в 2004 году составило около 60 миллионов тонн , а спрос - 51 миллион тонн. ^[13]

Свойства [ править ]

Физические свойства [ править ]

Чистый гидроксид натрия представляет собой бесцветное кристаллическое твердое вещество, плавящееся при 318 ° C (604 ° F) без разложения и с температурой кипения 1388 ° C (2530 ° F). Он хорошо растворим в воде, с меньшей растворимостью в полярных растворителях, таких как этанол и метанол . ^[14] NaOH не растворяется в эфире и других неполярных растворителях.

Подобно гидратации серной кислоты, растворение твердого гидроксида натрия в воде является сильно экзотермической реакцией ^{[15], при} которой выделяется большое количество тепла, что создает угрозу безопасности из-за возможности разбрызгивания. Полученный раствор обычно не имеет цвета и запаха. Как и в случае с другими щелочными растворами, он кажется скользким при контакте с кожей из-за процесса омыления, который происходит между NaOH и натуральными кожными маслами.

Вязкость [ править ]

Концентрированные (50%) водные растворы гидроксида натрия имеют характеристическую вязкость 78 мПа · с, что намного выше вязкости воды (1,0 мПа · с) и приближается к вязкости оливкового масла (85 мПа · с) при комнатной температуре. . Вязкость водного раствора NaOH, как и любого жидкого химического вещества, обратно пропорциональна его рабочей температуре, то есть его вязкость уменьшается с повышением температуры, и наоборот. Вязкость растворов гидроксида натрия играет прямую роль как при его применении, так и при хранении. ^[14]

Увлажняет [ править ]

Гидроксид натрия может образовывать несколько гидратов NaOH · n H
₂O , что приводит к сложной диаграмме растворимости, которая была подробно описана С.У. Пикерингом в 1893 году. ^[16] Известные гидраты и приблизительные диапазоны температуры и концентрации (массовый процент NaOH) их насыщенных водных растворов: ^[11]

• Гептагидрат, NaOH · 7 H
  ₂O : от -28 ° C (18,8%) до -24 ° C (22,2%). ^[16]
• Пентагидрат, NaOH · 5 H
  ₂O : от -24 ° C (22,2%) до -17,7 (24,8%). ^[16]
• Тетрагидрат, NaOH · 4 H
  ₂Форма O , α: от -17,7 (24,8%) до +5,4 ° С (32,5%). ^{[16] [17]}
• Тетрагидрат, NaOH · 4 H
  ₂Форма O , β: метастабильная. ^{[16] [17]}
• Тригемигидрат, NaOH · 3,5 H
  ₂O : от +5,4 ° C (32,5%) до +15,38 ° C (38,8%), а затем до +5,0 ° C (45,7%). ^{[16] [11]}
• Тригидрат, NaOH · 3 H
  ₂О : метастабильный. ^[16]
• Дигидрат, NaOH · 2 H
  ₂O : от +5,0 ° C (45,7%) до +12,3 ° C (51%). ^{[16] [11]}
• Моногидрат, NaOH · H
  ₂O : от +12,3 ° C (51%) до 65,10 ° C (69%), затем до 62,63 ° C (73,1%). ^{[16] [18]}

Ранние сообщения относятся к гидратам с n = 0,5 или n = 2/3, но более поздние тщательные исследования не смогли подтвердить их существование. ^[18]

Единственные гидраты со стабильными температурами плавления - это NaOH · H.
₂O (65,10 ° C) и NaOH · 3,5 H
₂О (15,38 ° С). Остальные гидраты, кроме метастабильных NaOH · 3 H
₂O и NaOH · 4 H
₂O (β) может кристаллизоваться из растворов подходящего состава, как указано выше. Однако растворы NaOH легко переохлаждаться на много градусов, что позволяет образовывать гидраты (в том числе метастабильные) из растворов с разной концентрацией. ^{[11] [18]}

Например, когда раствор NaOH и воды с мольным соотношением 1: 2 (52,6% NaOH по массе) охлаждают, моногидрат обычно начинает кристаллизоваться (примерно при 22 ° C) раньше дигидрата. Однако раствор можно легко переохладить до -15 ° C, после чего он может быстро кристаллизоваться в виде дигидрата. При нагревании твердый дигидрат может плавиться прямо в раствор при 13,35 ° C; однако, как только температура превышает 12,58 ° C. он часто разлагается на твердый моногидрат и жидкий раствор. Даже гидрат n = 3,5 трудно кристаллизовать, потому что раствор переохлажден настолько, что другие гидраты становятся более стабильными. ^[11]

Раствор в горячей воде, содержащий 73,1% (по массе) NaOH, представляет собой эвтектику, которая затвердевает при температуре около 62,63 ° C в виде плотной смеси безводных и моногидратных кристаллов. ^{[19] [18]}

Вторая стабильная эвтектическая композиция представляет собой 45,4% (по массе) NaOH, который затвердевает при температуре около 4,9 ° C в смесь кристаллов дигидрата и 3,5-гидрата. ^[11]

Третья стабильная эвтектика содержит 18,4% (по массе) NaOH. Он затвердевает при температуре около -28,7 ° C в виде смеси водяного льда и гептагидрата NaOH · 7 H.
₂O . ^{[16] [20]}

Когда охлаждаются растворы с содержанием NaOH менее 18,4%, сначала кристаллизуется водяной лед , оставляя NaOH в растворе. ^[16]

Α-форма тетрагидрата имеет плотность 1,33 г / см ³ . Он плавно плавится при 7,55 ° C в жидкость с 35,7% NaOH и плотностью 1,392 г / см ³ , и поэтому плавает по ней, как лед на воде. Однако при температуре около 4,9 ° C он может вместо этого несоответствующим образом плавиться в смесь твердого NaOH · 3,5 H
₂O и жидкий раствор. ^[17]

Β-форма тетрагидрата является метастабильной и часто самопроизвольно превращается в α-форму при охлаждении ниже -20 ° C. ^[17] После начала экзотермическое превращение завершается за несколько минут, при этом объем твердого вещества увеличивается на 6,5%. Β-форма может кристаллизоваться из переохлажденных растворов при -26 ° C и частично плавится при -1,83 ° C. ^[17]

Коммерческий «гидроксид натрия» часто представляет собой моногидрат (плотность 1,829 г / см ³ ). Физические данные в технической литературе могут относиться к этой форме, а не к безводному соединению.

Кристаллическая структура [ править ]

NaOH и его моногидрат образуют орторомбические кристаллы с пространственными группами Cmcm ( oS8 ) и Pbca (oP24) соответственно. Размеры моногидратной ячейки: a = 1,1825, b = 0,6213, c = 0,6069 нм . Атомы расположены в слоистой структуре, подобной гидраргиллиту / O Na OO Na O / ... Каждый атом натрия окружен шестью атомами кислорода, по три каждого из гидроксильных анионов HO.^-
и три из молекул воды. Атомы водорода гидроксилов образуют прочные связи с атомами кислорода в каждом O-слое. Соседние слои O удерживаются вместе водородными связями между молекулами воды. ^[21]

Химические свойства [ править ]

Реакция с кислотами [ править ]

Гидроксид натрия реагирует с протонными кислотами с образованием воды и соответствующих солей. Например, когда гидроксид натрия реагирует с соляной кислотой , образуется хлорид натрия :

NaOH (водн.) + HCl (водн.) → NaCl (водн.) + H
2О (л)

В общем, такие реакции нейтрализации представлены одним простым чистым ионным уравнением:

ОЙ-
(водн.) + H+
(водный) → H
2О (л)

Этот тип реакции с сильной кислотой выделяет тепло и, следовательно, является экзотермическим . Такие кислотно-основные реакции также можно использовать для титрования . Однако гидроксид натрия не используется в качестве основного стандарта, поскольку он гигроскопичен и поглощает диоксид углерода из воздуха.

Реакция с кислыми оксидами [ править ]

Гидроксид натрия также вступает в реакцию с кислыми оксидами , такими как диоксид серы . Такие реакции часто используются для « очистки » от вредных кислых газов (таких как SO ₂ и H ₂ S), образующихся при сжигании угля, и таким образом предотвращения их выброса в атмосферу. Например,

2 NaOH + SO
2 → Na
2ТАК
3 + H
2О

Реакция с металлами и оксидами [ править ]

Стекло медленно реагирует с водными растворами гидроксида натрия при температуре окружающей среды с образованием растворимых силикатов . Из-за этого стеклянные стыки и запорные краны, подвергающиеся воздействию гидроксида натрия, имеют тенденцию «замерзать». Колбы и стеклянные химические реакторы повреждаются при длительном воздействии горячего гидроксида натрия, который также обмерзает стекло. Гидроксид натрия не разрушает железо при комнатной температуре, поскольку железо не обладает амфотерными свойствами (т. Е. Растворяется только в кислоте, а не в основании). Тем не менее, при высоких температурах (например, выше 500 ° C) железо может эндотермически реагировать с гидроксидом натрия с образованием оксида железа (III) ,металлический натрий и газообразный водород . ^[22] Это связано с более низкой энтальпией образования оксида железа (III) (-824,2 кДж / моль по сравнению с гидроксидом натрия (-500 кДж / моль), таким образом, реакция является термодинамически благоприятной, хотя ее эндотермический характер указывает на отсутствие воздействия самопроизвольность. Рассмотрим следующую реакцию между расплавленным гидроксидом натрия и мелкодисперсными железными опилками:

4 Fe + 6 NaOH → 2 Fe
2О
3 + 6 Na + 3 H
2

Однако некоторые переходные металлы могут активно реагировать с гидроксидом натрия.

В 1986 году алюминиевый автоцистерна в Великобритании была ошибочно использована для перевозки 25% раствора гидроксида натрия ^{[23], что} вызвало повышение давления в содержимом и повреждение цистерны. Повышение давления происходило из-за газообразного водорода, который образуется в реакции между гидроксидом натрия и алюминием:

2 Al + 2 NaOH + 6 H
2O → 2 NaAl (ОН)
4 + 3 часа
2

Осадок [ править ]

В отличие от гидроксида натрия, который является растворимым, гидроксиды большинства переходных металлов нерастворимы, и поэтому гидроксид натрия можно использовать для осаждения гидроксидов переходных металлов. Наблюдаются следующие цвета:

• Медно-синий
• Железо (II) - зеленый
• Железо (III) - желто-коричневый

Соли цинка и свинца растворяются в избытке гидроксида натрия, давая прозрачный раствор Na ₂ ZnO ₂ или Na ₂ PbO ₂ .

Гидроксид алюминия используется в качестве гелеобразного флокулянта для фильтрации твердых частиц при очистке воды . Гидроксид алюминия получают на очистных сооружениях из сульфата алюминия путем его реакции с гидроксидом или бикарбонатом натрия.

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

Al
2(ТАК
4)
3 + 6 NaHCO
3 → 2 Al (OH)
3 + 3 Na
2ТАК
4 + 6 СО
2

Омыление [ править ]

Гидроксид натрия может использоваться для базового привода гидролиза из сложных эфиров (как в омыления ), амидов и алкилгалогенидов . ^[14] Однако ограниченная растворимость гидроксида натрия в органических растворителях означает, что часто предпочтительнее более растворимый гидроксид калия (КОН). Прикосновение к раствору гидроксида натрия голыми руками, хотя и не рекомендуется, вызывает ощущение скользкости. Это происходит потому , что масла на коже , такие как кожное салопревращаются в мыло. Несмотря на растворимость в пропиленгликоле, он вряд ли заменит воду при омылении из-за первичной реакции пропиленгликоля с жиром до реакции между гидроксидом натрия и жиром.

Производство [ править ]

Гидроксид натрия промышленно производится в виде 50% -ного раствора с помощью электролитического хлористо-щелочного процесса . ^{[24] В} этом процессе также производится газообразный хлор . ^[24] Твердый гидроксид натрия получают из этого раствора путем испарения воды. Твердый гидроксид натрия чаще всего продается в виде хлопьев, гранул и литых блоков. ^[13]

В 2004 году мировое производство было оценено в 60 миллионов сухих тонн гидроксида натрия, а спрос оценивался в 51 миллион тонн. ^[13] В 1998 году общее мировое производство составляло около 45 миллионов тонн . Северная Америка и Азия произвели около 14 миллионов тонн каждая, в то время как Европа произвела около 10 миллионов тонн. В Соединенных Штатах основным производителем гидроксида натрия является компания Dow Chemical Company , которая ежегодно производит около 3,7 миллионов тонн на предприятиях в Фрипорте , штат Техас, и Плакемине , штат Луизиана. Другие крупные производители в США: Oxychem , Westlake , Olin , Shintek и Formosa.. Все эти компании используют процесс хлористой щелочи . ^[25]

Исторически сложилось так , гидроксид натрия получают путем обработки карбоната натрия с гидроксидом кальция в реакции метатезиса , которое использует тот факт , что гидроксид натрия растворим, в то время как карбонат кальция не является. Этот процесс получил название каустизации. ^[26]

Са (ОН)
2(водн.) + Na
2CO
3(s) → CaCO
3(т) + 2 NaOH (водн.)

Этот процесс был вытеснен процессом Solvay в конце 19 века, который, в свою очередь, был вытеснен хлорно-щелочным процессом, который мы используем сегодня.

Гидроксид натрия также получают путем объединения чистого металлического натрия с водой. Побочные продукты - водород и тепло, часто приводящие к возникновению пламени.

2 Na + 2 H
2О → 2 NaOH + Н
2

Эта реакция обычно используется для демонстрации реакционной способности щелочных металлов в академической среде; однако это коммерчески нецелесообразно, поскольку выделение металлического натрия обычно проводят восстановлением или электролизом соединений натрия, включая гидроксид натрия.

Использует [ редактировать ]

Гидроксид натрия - это популярное сильное основание, используемое в промышленности. Гидроксид натрия используется в производстве солей натрия и детергентов, в регулировании pH и в органическом синтезе. В массе, наиболее часто обрабатывается как водный раствор , ^[27] , так как растворы дешевле и проще в обращении.

Гидроксид натрия используется во многих случаях, когда желательно повысить щелочность смеси или нейтрализовать кислоты.

Например, в нефтяной промышленности гидроксид натрия используется в качестве добавки к буровому раствору для повышения щелочности в системах бентонитового бурового раствора, для увеличения вязкости бурового раствора и для нейтрализации любого кислого газа (такого как сероводород и диоксид углерода ), который может быть встречаются в геологической формации в процессе бурения.

Другое применение - тестирование в солевом тумане, где необходимо регулировать pH. Гидроксид натрия используется с соляной кислотой для балансировки pH. Полученная соль, NaCl, является коррозионным агентом, используемым в стандартном тесте солевого тумана с нейтральным pH.

Неочищенную нефть низкого качества можно обработать гидроксидом натрия для удаления сернистых примесей в процессе, известном как щелочная промывка . Как указано выше, гидроксид натрия реагирует со слабыми кислотами, такими как сероводород и меркаптаны, с образованием нелетучих солей натрия, которые можно удалить. Образующиеся отходы токсичны и с ними трудно справиться, и из-за этого во многих странах этот процесс запрещен. В 2006 году Trafigura использовала этот процесс, а затем сбросила отходы в Кот-д'Ивуар . ^{[28] [29]}

Другие распространенные применения гидроксида натрия включают:

• Из него делают мыло и моющие средства. Гидроксид натрия используется для изготовления твердого мыла, а гидроксид калия - для жидкого мыла. ^{[30] [31]} гидроксид натрия используется чаще, чем гидроксид калия, потому что он дешевле и требуется меньшее количество.
• Он используется в качестве очистителей канализации, которые содержат гидроксид натрия, превращают жиры и жир, которые могут забивать трубы, в мыло, которое растворяется в воде. (см. чистящее средство )
• Он используется для изготовления искусственных текстильных волокон (например, вискозы ).
• Используется при производстве бумаги . Около 56% производимого гидроксида натрия используется в промышленности, 25% из которых используется в бумажной промышленности. (см. химическая варка целлюлозы )
• Он используется для очистки бокситовой руды, из которой извлекается металлический алюминий . Это известно как процесс Байера . (см. растворение амфотерных металлов и соединений )
• Он используется для обезжиривания металлов, нефтепереработки , изготовления красителей и отбеливателей .

Химическая варка целлюлозы [ править ]

Гидроксид натрия также широко используется при варке древесины для изготовления бумаги или регенерированных волокон. Наряду с сульфидом натрия гидроксид натрия является ключевым компонентом раствора белого щелока, используемого для отделения лигнина от целлюлозных волокон в крафт-процессе . Он также играет ключевую роль на нескольких более поздних стадиях процесса отбеливания коричневой целлюлозы, полученной в процессе варки целлюлозы. Эти стадии включают кислородную делигнификацию, окислительную экстракцию и простую экстракцию, все из которых требуют сильной щелочной среды с pH> 10,5 в конце стадий.

Переваривание тканей [ править ]

Подобным образом гидроксид натрия используется для переваривания тканей, как в процессе, который когда-то применялся на сельскохозяйственных животных. Этот процесс заключался в помещении туши в герметичную камеру с последующим добавлением смеси гидроксида натрия и воды (которая разрывает химические связи, сохраняющие плоть неповрежденной). Это в конечном итоге превращает тело в жидкость, напоминающую кофе ^{[32] [33],} и единственное твердое вещество, которое остается, - это костные оболочки, которые можно раздавить между кончиками пальцев. ^[34]

Гидроксид натрия часто используется в процессе разложения трупов, сброшенных на свалки подрядчиками по утилизации животных. ^[33] Из-за своей доступности и невысокой стоимости он использовался преступниками для утилизации трупов. Итальянский серийный убийца Леонарда Чианчиулли использовал это химическое вещество, чтобы превратить трупы в мыло. ^[35] В Мексике человек, который работал на наркокартели, признался, что избавился с ним от более 300 тел. ^[36]

Гидроксид натрия - опасное химическое вещество из-за его способности гидролизовать белок. Если пролить разбавленный раствор на кожу, это может привести к ожогам, если не промыть область тщательно и в течение нескольких минут проточной водой. Брызги в глаза могут быть более серьезными и могут привести к слепоте. ^[37]

Растворение амфотерных металлов и соединений [ править ]

Сильные основания атакуют алюминий . Гидроксид натрия реагирует с алюминием и водой с выделением газообразного водорода. Алюминий забирает атом кислорода из гидроксида натрия, который, в свою очередь, забирает атом кислорода из воды и высвобождает два атома водорода. Таким образом, в результате реакции образуется газообразный водород и алюминат натрия . В этой реакции гидроксид натрия действует как агент, делающий раствор щелочным, в котором может растворяться алюминий.

2 Al + 2 NaOH + 2 Н
2O → 2 NaAlO
2 + 3H
2

Алюминат натрия - это неорганическое химическое вещество, которое используется в качестве эффективного источника гидроксида алюминия для многих промышленных и технических применений. Чистый алюминат натрия (безводный) представляет собой белое кристаллическое твердое вещество, имеющее формулу, которую по-разному обозначают как NaAlO.
2, NaAl (ОН)
4< (гидратированный), Na
2О
.Al
2О
3, или Na
2Al
2О
4. Образование тетрагидроксоалюмината (III) натрия или гидратированного алюмината натрия определяется по: ^[38]

2Al + 2NaOH + 6H
2O → 2 NaAl (ОН)
4 + 3 часа
2

Эта реакция может быть полезна при травлении , удалении анодирования или преобразовании полированной поверхности в матовое покрытие, но без дальнейшей пассивации, такой как анодирование или алодирование, поверхность может ухудшиться как при нормальном использовании, так и в суровых атмосферных условиях.

В процессе Байера гидроксид натрия используется при рафинировании глиноземсодержащих руд ( бокситов ) для производства глинозема ( оксида алюминия ), который является сырьем, используемым для производства металлического алюминия с помощью электролитического процесса Холла-Эру . Поскольку оксид алюминия является амфотерным , он растворяется в гидроксиде натрия, оставляя примеси, менее растворимые при высоком pH, такие как оксиды железа, в виде сильно щелочного красного шлама .

Другими амфотерными металлами являются цинк и свинец, которые растворяются в концентрированных растворах гидроксида натрия с образованием цинката натрия и свинца натрия соответственно.

Реагент для этерификации и переэтерификации [ править ]

Гидроксид натрия традиционно используется в мыловарении ( мыло холодной обработки , омыление ). ^[39] Это было сделано в девятнадцатом веке для твердой поверхности, а не жидкого продукта, потому что его было легче хранить и транспортировать.

Для изготовления биодизельного топлива , гидроксид натрия используется в качестве катализатора для переэтерификации метанола и триглицеридов. Это работает только с безводным гидроксидом натрия, потому что в сочетании с водой жир превратится в мыло , которое будет загрязнено метанолом . NaOH используется чаще, чем гидроксид калия, потому что он дешевле и требуется меньшее количество. Из-за производственных затрат NaOH, который производится с использованием поваренной соли, дешевле гидроксида калия. ^[40]

Приготовление пищи [ править ]

Пищевое использование гидроксида натрия включает мытье или химическую очистку фруктов и овощей , переработку шоколада и какао , производство карамельных красителей , ошпаривание птицы , переработку безалкогольных напитков и сгущение мороженого . ^[41] Оливки часто замачивают в гидроксиде натрия для смягчения; Крендели и булочки из немецкого щелока перед выпеканием глазируют раствором гидроксида натрия, чтобы они стали хрустящими. Из-за сложности получения гидроксида натрия пищевого качества в небольших количествах для домашнего использования карбонат натриячасто используется вместо гидроксида натрия. ^[42] Он известен как номер E E524.

Конкретные продукты, обработанные гидроксидом натрия, включают:

• Немецкие крендели пашот в кипящем растворе карбоната натрия или холодном растворе гидроксида натрия перед запеканием, что способствует их уникальной корочке.
• Щелочная вода - важный ингредиент корочки традиционных китайских пирогов с луной.
• Большая часть китайской лапши желтого цвета изготавливается из щелочной воды, но ее обычно принимают за яйца.
• Один из видов цзунцзы использует щелочную воду для придания сладкого вкуса.
• Гидроксид натрия также является химическим веществом, вызывающим желирование яичных белков при производстве яиц Century .
• Некоторые методы приготовления оливок включают их обработку в рассоле на основе щелока. ^[43]
• В филиппинском десерте ( каканин ), который называется куцинта, используется небольшое количество щелочной воды, чтобы придать тесту из рисовой муки желеобразную консистенцию. Подобный процесс также используется в каканине, известном как питси-питси или пичи-пичи, за исключением того, что в смеси используется тертая маниока вместо рисовой муки.
• Норвежское блюдо известно как лютефиск (от lutfisk , «щелочь рыба»).
• Рогалики перед выпечкой часто кипятят в растворе щелочи, что способствует образованию блестящей корочки.
• Хомини сушат кукурузы (кукуруза) зерна , восстанавливали путем вымачивания в щелочи -вода. Они значительно увеличиваются в размерах и могут быть дополнительно обработаны путем жарки для получения кукурузных орехов или путем сушки и измельчения для получения крупы . Из муки делают маса , популярную муку, которая используется в мексиканской кухне для приготовления кукурузных лепешек и тамале . Никстамал аналогичен, но использует гидроксид кальция вместо гидроксида натрия.

Чистящее средство [ править ]

Гидроксид натрия часто используется в качестве промышленного чистящего средства, где его часто называют «каустиком». Его добавляют в воду, нагревают, а затем используют для очистки технологического оборудования, резервуаров для хранения и т.д. Он может растворять жир , масла , жиры и отложения на основе белка . Он также используется для очистки труб отвода сточных вод под раковинами и водостоками в жилых домах. Поверхностно-активные вещества могут быть добавлены к раствору гидроксида натрия для стабилизации растворенных веществ и, таким образом, предотвращения повторного осаждения. Раствор для замачивания гидроксида натрия используется как мощное обезжиривающее средство для форм для выпечки из нержавеющей стали и стекла. Это также частый ингредиент в чистящих средствах для духовки.

Гидроксид натрия обычно используется в производстве моющих средств для мытья деталей . Моющие средства для мытья деталей на основе гидроксида натрия являются одними из самых агрессивных химикатов для мытья деталей. Моющие средства на основе гидроксида натрия включают поверхностно-активные вещества, ингибиторы ржавчины и пеногасители. Мойка деталей нагревает воду и моющее средство в закрытом шкафу, а затем распыляет нагретый гидроксид натрия и горячую воду под давлением на грязные детали для обезжиривания. Гидроксид натрия используется таким образом заменить многие системы на основе растворителей в начале 1990 - х годов ^{[ править ]} , когда трихлорэтан была запрещена по Монреальскому протоколу. Очистители деталей на основе воды и гидроксида натрия считаются улучшением для окружающей среды по сравнению с методами очистки на основе растворителей.

Гидроксид натрия используется в домашних условиях как средство для открывания слива, чтобы разблокировать забитый сток, обычно в виде сухих кристаллов или густого жидкого геля. Щелочь растворяет смазки с образованием водорастворимых продуктов . Оно также гидролизует те белки , такие как те , что в волосах , которые могут блокировать водопроводные трубы. Эти реакции ускоряются за счет тепла, выделяемого при растворении гидроксида натрия и других химических компонентов очистителя в воде. Такие щелочные очистители канализации и их кислотные версии очень агрессивны, и с ними следует обращаться с большой осторожностью.

Гидроксид натрия используется в некоторых расслабляющих средствах для выпрямления волос . Однако из-за высокой частоты и интенсивности химических ожогов производители химических релаксантов используют другие щелочные химические вещества в препаратах, доступных рядовому потребителю. Релаксаторы гидроксида натрия все еще доступны, но их используют в основном профессионалы.

Раствор гидроксида натрия в воде традиционно использовался в качестве наиболее распространенного средства для удаления краски с деревянных предметов. Его использование стало менее распространенным, поскольку он может повредить деревянную поверхность, подняв текстуру и испачкав цвет.

Очистка воды [ править ]

Гидроксид натрия иногда используется при очистке воды для повышения pH воды. Повышенный pH делает воду менее агрессивной для водопровода и снижает количество свинца, меди и других токсичных металлов, которые могут растворяться в питьевой воде. ^{[44] [45]}

Историческое использование [ править ]

Гидроксид натрия использовался для обнаружения отравления угарным газом , при этом образцы крови таких пациентов становились ярко-красными при добавлении нескольких капель гидроксида натрия. ^[46] Сегодня отравление угарным газом можно обнаружить с помощью оксиметрии CO .

В цементных смесях, растворах, бетоне, растворах [ править ]

Гидроксид натрия используется в некоторых пластификаторах цементных смесей. Это помогает гомогенизировать цементные смеси, предотвращая расслоение песков и цемента, уменьшает количество воды, требуемой в смеси, и увеличивает удобоукладываемость цементного продукта, будь то раствор, штукатурка или бетон.

Экспериментальный [ править ]

Флавоноиды [ править ]

См .: Тест гидроксида натрия на флавоноиды.

Накопление летне-зимнего тепла [ править ]

Исследователи EMPA экспериментируют с концентрированным гидроксидом натрия (NaOH) в качестве накопителя тепла или сезонной резервуарной среды для отопления жилых помещений . Если к твердому или концентрированному гидроксиду натрия (NaOH) добавить воду, выделяется тепло. Разбавление является экзотермическим - химическая энергия выделяется в виде тепла. И наоборот, при приложении тепловой энергии к разбавленному раствору гидроксида натрия вода будет испаряться, так что раствор становится более концентрированным и, таким образом, сохраняет подводимое тепло в виде скрытой химической энергии . ^[47]

Neutron Moderator [ править ]

Seaborg работает над проектом реактора, в котором NaOH используется в качестве замедлителя нейтронов.

Безопасность [ править ]

Подобно другим агрессивным кислотам и щелочам , капли растворов гидроксида натрия могут легко разлагать белки и липиды в живых тканях посредством гидролиза амидов и гидролиза сложных эфиров , которые, как следствие, вызывают химические ожоги и могут вызвать необратимую слепоту при контакте с глазами. ^{[1] [2]} Твердая щелочь может также проявлять свою коррозионную природу, если в ней присутствует вода, например водяной пар. Таким образом, защитное снаряжение , такое как резиновые перчатки , защитная одежда и средства защиты глаз, всегда следует использовать при работе с этим химическим веществом или его растворами. Стандартной мерой первой помощи при попадании щелочи на кожу, как и в случае других едких веществ, является орошение большим количеством воды. Мытье продолжают не менее десяти-пятнадцати минут.

Кроме того, растворение гидроксида натрия сильно экзотермично , и возникающее тепло может вызвать тепловые ожоги или воспламенить горючие вещества. Он также выделяет тепло при реакции с кислотами.

Гидроксид натрия также оказывает умеренное коррозионное воздействие на стекло , что может привести к повреждению остекления или заеданию стыков матового стекла . ^[48] Гидроксид натрия вызывает коррозию нескольких металлов, например алюминия, который реагирует со щелочью с образованием горючего водородного газа при контакте: ^[49]

2 Al + 6 NaOH → 3 H
2 + 2 Na
3AlO
3

2 Al + 2 NaOH + 2 Н
2O → 3 H
2 + 2 NaAlO
2

2 Al + 2 NaOH + 6 H
2O → 3 H
2 + 2 NaAl (ОН)
4

Хранилище [ править ]

При обращении с гидроксидом натрия, особенно в больших объемах, необходимо осторожное хранение. Всегда рекомендуется соблюдение надлежащих инструкций по хранению NaOH и обеспечение безопасности труда и окружающей среды, учитывая опасность ожога химикатом.

Гидроксид натрия часто хранят в бутылях для небольших лабораторий, в контейнерах средней грузоподъемности ( контейнеры среднего объема) для обработки и транспортировки грузов или в больших стационарных резервуарах для хранения объемом до 100 000 галлонов для производства или очистных сооружений с большим содержанием NaOH использовать. Общие материалы, которые совместимы с гидроксидом натрия и часто используются для хранения NaOH, включают: полиэтилен ( HDPE , обычный, XLPE , реже), углеродистую сталь , поливинилхлорид (PVC), нержавеющую сталь и пластик, армированный стекловолокном (FRP, с прочным лайнер). ^[14]

Гидроксид натрия необходимо хранить в герметичных контейнерах, чтобы сохранить его нормальность, поскольку он будет поглощать воду из атмосферы.

История [ править ]

Гидроксид натрия впервые был получен мыловарами. ^{[50] : p45} Процедура изготовления гидроксида натрия появилась как часть рецепта изготовления мыла в арабской книге конца 13 века: Al-mukhtara` fi funun min al-suna` (Изобретения различных промышленных искусств), который был составлен аль-Музаффаром Юсуфом ибн Умаром ибн Али ибн Расулом (ум. 1295), королем Йемена. ^{[51] [52]} Рецепт предусматривал многократное пропускание воды через смесь щелочей (арабский: al-qily , где qily - это зола солянки , богатой натрием; следовательно, щелочь представляла собой нечистый карбонат натрия.) ^[53] и негашеной извести ( оксид кальция , CaO), в результате чего был получен раствор гидроксида натрия. Европейские мыловары тоже следовали этому рецепту. Когда в 1791 году французский химик и хирург Николя Леблан (1742–1806) запатентовал процесс массового производства карбоната натрия , натуральной «кальцинированной соды» (нечистый карбонат натрия, полученный из золы растений, богатых натрием) ^{[50 ] : p36} был заменен этой искусственной версией. ^{[50] : p46} Однако к 20 веку электролиз хлорида натрия стал основным методом получения гидроксида натрия. ^[54]

См. Также [ править ]

• Кислота и основание
• HAZMAT Class 8 Коррозионные вещества
• Список чистящих средств

Ссылки [ править ]

Библиография [ править ]

• Хейнс, Уильям М., изд. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). CRC Press . ISBN 978-1439855119.

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме гидроксида натрия .

Найдите гидроксид натрия в Викисловаре, бесплатном словаре.

• Международная карта химической безопасности 0360
• Евро Хлор-Как производится хлор? Хлор онлайн
• Карманный справочник NIOSH по химической опасности
• CDC - Гидроксид натрия - Тема безопасности и гигиены труда NIOSH
• Производство с помощью электролиза рассола
• Технические характеристики
  • ПБМ гидроксида натрия
  • Сертифицированный щелок MSDS
  • Паспорт безопасности материалов Hill Brothers
• Титрование кислот гидроксидом натрия; бесплатное ПО для анализа данных, моделирования кривых и расчета pH
• Производство каустической соды на установке непрерывной каустизации с использованием известковой соды