Ce este soda caustică? Densitatea hidroxidului de sodiu

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-02 17:54

În lumea modernă, viața este imposibilă fără reacții chimice care au loc peste tot și sunt atât benefice, cât și periculoase. Conform tabelului periodic al elementelor chimice al lui D. I. Mendeleev, metalele din primul grup al subgrupului principal, care includ sodiul (Na), reacționează violent cu apa, formând alcali - substanțe active din punct de vedere chimic.

Conceptul de alcali

Hidroxizi solubili în apă ai metalelor active - alcaline - substanțe chimice caustice și destul de periculoase. Sunt solide și de culoare albă. Dizolvându-se în apă, aceste baze eliberează căldură. Alcaliile sunt, de asemenea, capabile să distrugă pielea, lemnul, țesăturile, drept urmare au primit denumirea banală de „caustic”, care se aplică de obicei numai hidroxizilor de metale alcaline. Cele mai cunoscute alcalii includ hidroxizii de sodiu (NaOH), potasiu (KOH), litiu (LiOH), bariu (Ba(OH)₂), cesiu (CsOH), calciu (Ca(OH)_{2) și alții.}

Hidroxid de sodiu: caracteristici

Soda caustică este banalădenumirea de hidroxid de sodiu - una dintre cele mai comune alcaline. Aparține substanțelor chimice periculoase, deoarece corodează ușor pielea umană, așa că trebuie să urmați măsurile de siguranță necesare atunci când lucrați cu ea. De asemenea, hidroxidul de sodiu este uneori numit sodă caustică sau caustică. Ca toate celel alte alcaline, interacționează bine cu apa cu eliberarea de căldură și este un compus alb, higroscopic, adică capabil să absoarbă vaporii de apă din aer. Densitatea sodei caustice este de 2,13 g/cm³.

Reactivitate

Soluția de sodă caustică poate intra în reacții de diferite tipuri, formând alte substanțe.

1. Când acest compus reacționează cu acizii, se formează întotdeauna sare și apă:

NaOH + HCl=NaCl₂ + H_2O.

2. Soda caustică este capabilă să reacționeze cu oxizii metalici acizi și amfoteri (în soluție și atunci când este topită), formând și sarea și apa corespunzătoare:

• 2NaOH + SO₃=Na₂SO₄ + H ₂O (SO_{3 – oxid acid);}
• 2NaOH + ZnO=Na₂ZnO₂ + H_{2O (ZnO – oxid amfoter, această reacție are loc prin fuziune și încălzire).}

Când hidroxidul de sodiu reacţionează cu o soluţie de oxid amfoter, se formează o sare complexă solubilă.

3. Reacția alcalinelor cu hidroxizii amfoteri duce, de asemenea, la formarea unei topituri sau a unei sări complexe de sodiu, în funcție de condițiile acesteia.

4. Prin reacția causticului cu săruri se obține sodiu și hidroxidul corespunzător insolubil în apă.

• 2NaOH + MgCl₂=2NaCl + Mg(OH)_{2 (hidroxidul de magneziu este o bază insolubilă în apă).}

5. Hidroxidul de sodiu poate reacționa și cu nemetale, cum ar fi sulful sau halogenii, pentru a forma un amestec de săruri de sodiu, precum și cu metale amfotere pentru a forma săruri complexe, fier și cupru.

• 3S + 6NaOH=2Na₂S + Na₂SO₄ + 3H _2O.

6. Soda caustică este, de asemenea, capabilă să interacționeze cu substanțe organice, de exemplu: esteri, amide, alcooli polihidroxici.

• 2C₂H₆O₂ + 2NaOH=C₂ H₄O₂Na₂ + 2H_{2 O (produsul de reacție este alcoolat de sodiu).}

Primire

Există mai multe metode de producere a sodei caustice în industrie, principalele fiind chimice și electrochimice.

Prima metodă se bazează pe mai multe metode: piroliză, var și ferită.

1. Piroliza se realizează prin calcinarea carbonatului de sodiu la o temperatură ridicată (cel puțin 1000 de grade) cu formarea de oxid de sodiu și dioxid de carbon. Apoi, oxidul răcit rezultat este dizolvat în apă, în urma căreia se obține soda caustică.

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

Uneori se folosește bicarbonat de sodiu în loc de carbonat de sodiu și, prin urmare, procesul este puțin mai complicat.

2. Metoda varului de producere a hidroxidului de sodiu constă în interacțiunea sării de sodiu a acidului carbonic cu hidroxid de calciu (var stins) când este încălzită la o temperatură de cel puțin 80 de grade. Ca rezultat al acestei interacțiuni, se obțin soluții de alcali și carbonat de calciu (CaCO_{3), care sunt apoi filtrate din soluția principală.}

• Na₂CO₃ + Ca(OH)₂=2NaOH + CaCO _3.

3. Metoda feritei se desfășoară în două etape: mai întâi, soda este topită cu oxid de fier III la temperaturi de până la 1200 de grade pentru a obține ferită de sodiu, apoi aceasta din urmă este tratată cu apă, rezultând alcalii.

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

În metoda electrochimică de obținere a sodei caustice se folosesc și mai multe metode: electroliza unei soluții de clorură de sodiu (NaCl), metoda cu diafragmă, membrană și mercur cu catod lichid. Ultimele trei metode sunt mai complexe decât prima, dar toate sunt asociate cu trecerea unui curent electric prin soluția sărurilor corespunzătoare, adică cu electroliza.

Cea mai comună metodă de producere a alcalinei este electroliza unei soluții de halit, constând din apă de masăsare, în urma căreia se eliberează clor și hidrogen la anod și catod și se obține hidroxid de sodiu:

• 2NaCl + 2H₂O=H₂ + Cl_{2 + 2NaOH.}

În laborator, soda caustică este, de asemenea, produsă prin metode chimice, dar metodele cu diafragmă și membrane sunt cele mai frecvent utilizate.

Aplicație

Soda caustică este folosită nu numai în diverse industrii, ci și în viața de zi cu zi. Este folosit:

1. În producția de detergenți.
2. Pentru neutralizarea acidului sau ca catalizator în industriile chimice.
3. Pentru producerea de biodiesel, care este mai ecologic decât motorina convențională.
4. Din acesta se fac granule uscate, cu ajutorul cărora curăță conductele de canalizare și chiuvetele de blocajele alimentare.
5. Soda caustică este aplicabilă și la fabricarea produselor alimentare precum pâinea sau cacao. Este folosit ca supliment alimentar.
6. În cosmetologie, substanța este folosită pentru a îndepărta pielea moartă.
7. Pentru o procesare mai rapidă a fotografiilor.
8. Soda caustică tehnică este utilizată pe scară largă în industria chimică, petrochimică, rafinarea petrolului, celuloză și hârtie, minerit, textil, alimentație și multe alte industrii.

Precauții

Soda caustică este o bază puternică. Poate deteriora cu ușurință nu numai țesutul, ci și pielea umană, care va fi însoțită dearsuri. Când lucrați cu această substanță, trebuie respectate anumite măsuri de siguranță și anume:

• Este necesar să purtați mănuși de cauciuc speciale, ochelari de protecție pentru a preveni ca soluția să ajungă pe mâini și ochi.
• Trebuie să purtați haine care să fie rezistente la compușii chimici și să nu le permită să pătrundă pe pielea corpului. De obicei, astfel de haine sunt tratate cu PVC.