Mikä on kaustinen sooda? Natriumhydroksidin tiheys

2024 Kirjoittaja: Angel Austin | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-02 17:46

Nykyajan maailmassa elämä on mahdotonta ilman kemiallisia reaktioita, joita tapahtuu kaikkialla ja jotka ovat sekä hyödyllisiä että vaarallisia. D. I. Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollisen taulukon mukaan pääalaryhmän 1. ryhmän metallit, joihin kuuluu natrium (Na), reagoivat kiivaasti veden kanssa muodostaen alkaleja - kemiallisesti aktiivisia aineita.

Alkaleiden käsite

Aktiivisten metallien vesiliukoiset hydroksidit - alkalit - syövyttävät ja melko vaaralliset kemikaalit. Ne ovat kiinteitä ja väriltään valkoisia. Liukeneessaan veteen nämä emäkset vapauttavat lämpöä. Alkalit pystyvät myös tuhoamaan ihoa, puuta, kankaita, minkä seurauksena ne saivat triviaalin nimen "emäksinen", jota käytetään yleensä vain alkalimetallihydroksideissa. Tunnetuimpia emäksiä ovat natriumhydroksidit (NaOH), kalium (KOH), litium (LiOH), barium (Ba(OH)₂), cesium (CsOH), kalsium (Ca(OH)_{2) ja jotkut muut.}

Natriumhydroksidi: ominaisuudet

Kaustinen sooda on triviaalinatriumhydroksidin nimi - yksi yleisimmistä alkaleista. Se kuuluu vaarallisiin kemikaaleihin, koska se syövyttää helposti ihmisen ihoa, joten sinun on noudatettava tarvittavia turvatoimenpiteitä, kun työskentelet sen kanssa. Myös natriumhydroksidia kutsutaan joskus kaustiseksi soodaksi tai emäksiseksi. Kuten kaikki muutkin alkalit, se on hyvin vuorovaikutuksessa veden kanssa vapauttaen lämpöä ja on valkoinen, hygroskooppinen, eli pystyy imemään vesihöyryä ilmasta, yhdiste. Kaustisen soodan tiheys on 2,13 g/cm³.

Reaktiivisuus

Kaustinen soodaliuos voi osallistua erityyppisiin reaktioihin ja muodostaa muita aineita.

1. Kun tämä yhdiste reagoi happojen kanssa, muodostuu aina suolaa ja vettä:

NaOH + HCl=NaCl₂ + H_2O.

2. Kaustinen sooda pystyy reagoimaan happamien ja amfoteeristen metallioksidien kanssa (liuoksessa ja sulatettuna) muodostaen myös vastaavan suolan ja veden:

• 2NaOH + SO₃=Na₂SO₄ + H ₂O (SO_{3 – happooksidi);}
• 2NaOH + ZnO=Na₂ZnO₂ + H_{2O (ZnO – amfoteerinen oksidi, tämä reaktio etenee fuusioimalla ja kuumentamalla).}

Kun natriumhydroksidi reagoi amfoteerisen oksidiliuoksen kanssa, muodostuu liukoinen kompleksisuola.

3. Alkalin reaktio amfoteeristen hydroksidien kanssa johtaa myös sulan tai kompleksisen natriumsuolan muodostumiseen sen olosuhteista riippuen.

4. Saattamalla emäksinen aine reagoimaan suolojen kanssa saadaan natriumia ja vastaavaa veteen liukenematonta hydroksidia.

• 2NaOH + MgCl₂=2NaCl + Mg(OH)_{2 (magnesiumhydroksidi on veteen liukenematon emäs).}

5. Natriumhydroksidi voi myös reagoida ei-metallien, kuten rikin tai halogeenien kanssa muodostaen natriumsuolojen seoksen, sekä amfoteeristen metallien kanssa muodostaen monimutkaisia suoloja, rautaa ja kuparia.

• 3S + 6NaOH=2Na₂S + Na₂SO₄ + 3H _2O.

6. Kaustinen sooda pystyy myös olemaan vuorovaikutuksessa orgaanisten aineiden kanssa, esimerkiksi: esterit, amidit, moniarvoiset alkoholit.

• 2C₂H₆O₂ + 2NaOH=C₂ H₄O₂Na₂ + 2H_{2 O (reaktiotuote on natriumalkoholaatti).}

Vastaanota

Kaustisen soodan valmistamiseksi teollisuudessa on useita menetelmiä, joista tärkeimmät ovat kemialliset ja sähkökemialliset.

Ensimmäinen menetelmä perustuu useisiin menetelmiin: pyrolyysi, kalkki ja ferriitti.

1. Pyrolyysi suoritetaan kalsinoimalla natriumkarbonaattia korkeassa lämpötilassa (vähintään 1000 astetta), jolloin muodostuu natriumoksidia ja hiilidioksidia. Seuraavaksi tuloksena saatu jäähdytetty oksidi liuotetaan veteen, jonka seurauksena saadaan natriumhydroksidia.

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

Joskus natriumbikarbonaattia käytetään natriumkarbonaatin sijasta, ja prosessi on siksi hieman monimutkaisempi.

2. Kalkkimenetelmä natriumhydroksidin valmistamiseksi koostuu hiilihapon natriumsuolan vuorovaikutuksesta kalsiumhydroksidin (sammutetun kalkin) kanssa, kun se kuumennetaan vähintään 80 asteen lämpötilaan. Tämän vuorovaikutuksen tuloksena saadaan alkali- ja kalsiumkarbonaattiliuoksia (CaCO_{3), jotka sitten suodatetaan pääliuoksesta.}

• Na₂CO₃ + Ca(OH)₂=2NaOH + CaCO _3.

3. Ferriittimenetelmä suoritetaan kahdessa vaiheessa: ensin sooda sulatetaan rautaoksidin III kanssa jopa 1200 asteen lämpötiloissa natriumferriitin saamiseksi, sitten jälkimmäinen käsitellään vedellä, jolloin saadaan alkali.

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

Kaustisen soodan sähkökemiallisessa valmistusmenetelmässä käytetään myös useita menetelmiä: natriumkloridiliuoksen (NaCl) elektrolyysi, kalvo-, kalvo- ja elohopeamenetelmä nestemäisellä katodilla. Kolme viimeistä menetelmää ovat monimutkaisempia kuin ensimmäinen, mutta ne kaikki liittyvät sähkövirran johtamiseen vastaavien suolojen liuoksen läpi, eli elektrolyysiin.

Yleisin menetelmä alkalin valmistamiseksi on pöytävedestä koostuvan haliittiliuoksen elektrolyysisuolaa, jonka seurauksena klooria ja vetyä vapautuu anodilla ja katodilla ja saadaan natriumhydroksidia:

• 2NaCl + 2H₂O=H₂ + Cl_{2 + 2NaOH.}

Laboratoriossa kaustista soodaa valmistetaan myös kemiallisin menetelmin, mutta yleisimmin käytetään diafragma- ja kalvomenetelmiä.

Hakemus

Kaustista soodaa käytetään paitsi eri teollisuudenaloilla myös jokapäiväisessä elämässä. Sitä käytetään:

1. Pesuaineiden tuotannossa.
2. Hapon neutralointiin tai katalysaattoriksi kemianteollisuudessa.
3. Biodieselin valmistukseen, joka on ympäristöystävällisempää kuin perinteinen diesel.
4. Siitä valmistetaan kuivarakeita, joiden avulla ne puhdistavat viemäriputket ja lavuaarit ruokatukosista.
5. Kaustista soodaa voidaan käyttää myös elintarvikkeiden, kuten leivän tai kaakaon, valmistuksessa. Sitä käytetään ravintolisänä.
6. Kosmetologiassa ainetta käytetään kuolleen ihon poistamiseen.
7. Nopeuttaa kuvien käsittelyä.
8. Teknistä kaustista soodaa käytetään laaj alti kemian-, petrokemian-, öljynjalostus-, sellu- ja paperi-, kaivos-, tekstiili-, elintarvike- ja monilla muilla aloilla.

Varotoimenpiteet

Kaustinen sooda on vahva pohja. Se voi helposti vahingoittaa kudoksen lisäksi myös ihmisen ihoa, johon liittyypalovammoja. Tämän aineen kanssa työskennellessä on noudatettava tiettyjä turvatoimia, nimittäin:

• On tarpeen käyttää erityisiä kumikäsineitä, suojalaseja, jotta liuos ei pääse käsiin ja silmiin.
• Sinun on käytettävä vaatteita, jotka kestävät kemiallisia yhdisteitä eivätkä anna niiden joutua kehon iholle. Yleensä tällaiset vaatteet käsitellään PVC:llä.