З'едлівы натр: формула, ўласцівасці, прымяненне

Адным з важных хімічных злучэнняў, сінтэзаваных вялізнымі партыямі штогод, з'яўляецца шчолач гідраксід натрыю. Такую папулярнасць яна заслужыла дзякуючы сваім уласцівасцям. З'едлівы натр, формула якога - NaOH, мае вялікае прамысловае значэнне для чалавека. Разгледзім дадзенае рэчыва падрабязней.

Гісторыя адкрыцця рэчывы

Упершыню згадкі аб злучэнні, па ўласцівасцях які нагадвае менавіта з'едлівы натр, з'яўляюцца яшчэ ў глыбокай старажытнасці. Нават Біблія змяшчае некаторыя звесткі аб рэчыве neter, здабываецца з егіпецкіх азёр. Мяркуецца, што гэта і была каўстычнай сода.

Арыстоцелем, Платонам і іншымі Старагрэцкая і рымскімі філосафамі і навукоўцамі таксама згадваецца рэчыва nitrum, якое здабывалі з прыродных вадаёмаў і прадавалі ў выглядзе вялікіх разноокрашенных кавалкаў (чорных, шэрых, белых). Бо аб метадах ачысткі тады яшчэ не ведалі нічога, таму аддзяліць злучэнне ад вугалю, забруджвальнага яго, магчымасці не было.

У 385 годзе да нашай эры знайшло прымяненне мылаварны. У аснове працэсу выкарыстоўваўся з'едлівы натр. Формула яго, вядома, яшчэ вядомая не была, аднак гэта не перашкаджала здабываць яго з попелу раслін роду Солянка, з азёр і выкарыстоўваць для чысткі бытавых прадметаў, мыцця бялізны, вырабу рознага мыла.

Крыху пазней арабы навучыліся дадаваць у прадукт эфірныя алею, араматычныя рэчывы. Тады мыла стала прыгожым і прыемна якi пах. Пачыналася актыўнае развіццё працэсаў і тэхналогій мылаварны.

Да самага XVII стагоддзя з'едлівы натр, ўласцівасці якога на ўсю моц выкарыстоўваліся, як хімічнае злучэнне заставаўся нявывучанасці. Яго аб'ядноўвалі з такімі рэчывамі, як сода, гідраксід калія, карбанаты калія, натрыю. Усе яны насілі назву з'едлівых шчолачаў.

Пазней навуковец Дюамель дзю Монса здолеў даказаць адрозненне гэтых рэчываў і падзяліў іх на шчолачы і солі. З тых часоў з'едлівы натр і атрымаў свой сапраўдны і пастаяннае да сённяшняга дня імя.

сінонімы назваў

Варта адзначыць, што назва гэтага рэчыва неаднолькава і мае некалькі сінонімаў. Усяго можна пазначыць 6 розных варыянтаў:

• гідраксід натрыю;
• натр з'едлівы;
• сода каўстычнай;
• натрыевая шчолач;
• Каўстык;
• з'едлівая шчолач.

Каўстычнай содай дадзенае злучэнне называюць у просты і прамысловасці. У хімічнага сінтэзу больш правільна казаць натрыевая шчолач або з'едлівы натр. Формула ад гэтага не мяняецца. Самае штодзённае назва - Каўстык. Правільным з пункту гледжання сістэматычнай наменклатуры рэчываў з'яўляецца назва гідраксід натрыю.

Хімічная формула і будова малекулы

Калі разглядаць дадзенае рэчыва з пункту гледжання хіміі, то яно будзе складацца з двух іёнаў: катыёну натрыю (Na ⁺⁾ і гідраксід-аніёны (ЁН ^-). Звязваючыся паміж сабой за кошт электрастатычнага прыцягнення разнозаряженных часціц, дадзеныя іёны фармуюць з'едлівы натр. Формула эмпірычнага выгляду будзе NaOH.

Гидроксогруппа ўтворана кавалентнай палярнай сувяззю паміж кіслародам і вадародам, пры гэтым з натрыем яна ўтрымліваецца іённай сувяззю. У растворы шчолач цалкам дысацыюе на іёны, з'яўляючыся моцным электралітам.

Лабараторны спосаб атрымання

Прамысловыя і лабараторныя спосабы атрымання з'едлівага натра цесна пераклікаюцца. Часта ў малых колькасцях яго атрымліваюць хімічнымі і электрахімічнымі метадамі ў больш маленькіх устаноўках, чым на прамысловых аб'ектах. А тоны рэчывы тымі ж спосабамі вырабляюцца ў велізарных калонах электролизерах.

Можна назваць некалькі асноўных спосабаў сінтэзу Каўстык ў лабараторыі.

1. Ферритный спосаб. Складаецца з двух асноўных этапаў: на першым адбываецца спяканне пад дзеяннем высокай тэмпературы карбанату натрыю і аксіду жалеза (III). У выніку ўтворыцца ферыт натрыю (NaFeO _2). На другім этапе ён падвяргаецца дзеянню вады і раскладаецца з адукацыяй гідраксіду натрыю і сумесі жалеза з вадой (Fe ₂ O ₃ * H ₂ O). Атрыманы з'едлівы натр з раствора выпарваюць да крышталяў або шматкоў белага колеру. Яго чысціня складае прыкладна 92%.
2. Вапнавы спосаб. Заключаецца ў рэакцыі ўзаемадзеяння паміж карбанатам натрыю і гідраксідам кальцыя (гашанай вапнай) з адукацыяй карбанату кальцыя і Каўстык. Рэакцыю праводзяць пры тэмпературы 80 ^аб З. Бо якая ўтвараецца соль выпадае ў асадак, то яе лёгка аддзяляюць. Пакінуты раствор выпарваюць і атрымліваюць натрыевую шчолач.
3. Дыяфрагменыя і мембранны спосаб атрымання. Заснаваны на працы ўстаноўкі электролизера. У яе падаецца раствор солі паваранай (NaCL), які падвяргаецца электролізу з адукацыяй вольнага газападобнага хлору і патрэбнага прадукту Каўстык. Розніца дадзеных метадаў у тым, што пры дыяфрагменыя спосабе галоўнай структурнай часткай прылады з'яўляецца дыяфрагма з азбесту (катод). Пры мембранным спосабе катоднага і аноднае прастора падзелена спецыяльнай мембранай.

Такім чынам і атрымліваюць у лабараторыі гідраксід натрыю, выбіраючы найбольш выгодны ў матэрыяльным плане варыянт. Ён жа, як правіла, менш энергазатратных.

Сінтэз ў прамысловасці

Як жа атрымліваюць у прамысловасці такое рэчыва, як натр з'едлівы? Вадкі і цвёрды Каўстык здабываецца часцей за ўсё электрахімічным спосабам. Ён заснаваны на электролізе раствора прыроднага мінерала Галіт, пераважная частка якога сфарміравана паваранай соллю.

Галоўная асаблівасць такога сінтэзу ў тым, што пабочнымі прадуктамі разам з з'едлівым натрыем з'яўляюцца газападобныя хлор і вадарод. Працэс ажыццяўляецца ў любым з трох варыянтаў:

• электроліз дыяфрагменыя на цвёрдым катодзе;
• з вадкім катодам з ртуці;
• мембранны з цвёрдым катодам.

Пераважная большасць выраблянага ў свеце Каўстык утворыцца ўсё ж па метадзе з мембранай. Атрыманая шчолач адрозніваецца дастаткова высокім узроўнем чысціні.

вобласці прымянення

Існуе дастаткова шмат галін, у якіх актуальны з'едлівы натр. Прымяненне заснавана на яго хімічных і фізічных уласцівасцях, якія робяць дадзенае злучэнне незаменным у многіх сінтэз і працэсах.

Можна вылучыць некалькі асноўных абласцей, у якіх гідраксід натрыю - абавязковы элемент.

1. Хімічнае вытворчасць (сінтэз складаных эфіраў, мыла, тлушчаў, атрыманне валокнаў, тручэнне алюмінія, для атрымання прадуктаў нафтаперапрацоўкі, як каталізатар ў шматлікіх працэсах; з'яўляецца асноўным рэчывам для нейтралізацыі кіслот і адпаведных ім аксідаў; ў аналітычнай хіміі ўжываецца для тытраванне; таксама выкарыстоўваецца для атрымання чыстых металаў, многіх соляў, іншых падстаў і арганічных злучэнняў).
2. Пры вытворчасці паперы для апрацоўкі цэлюлозы драўніны (збавення ад драўнянага рэчывы лігніну).
3. У гаспадарчай дзейнасці чалавека таксама незаменны з'едлівы натр. Прымяненне шматлікіх мыйных і якія чысцяць сродкаў на яго аснове вельмі актуальна. Мылаварны, атрыманне шампуняў - усё гэта не абыходзіцца без каўстычнай соды.
4. Неабходны для сінтэзу біяпаліва.
5. Ўжываецца ў дзяржаўных маштабах для дэгазацыі і нейтралізацыі атрутных рэчываў, якія ўздзейнічаюць на арганізмы.
6. Вытворчасць лекаў і наркатычных сродкаў.
7. Харчовая галіна - кандытарскія вырабы, шакалад, какава, марозіва, афарбоўванне цукерак, маслін, выпечка хлебабулачных вырабаў.
8. У касметалогіі для выдалення іншародных утварэнняў (радзімкі, папіломы, бародаўкі).
9. Выкарыстоўваецца на лікёра-гарэлачных і тытунёвых камбінатах.
10. У тэкстыльнай прамысловасці.
11. Вытворчасць шкла: каляровага, звычайнага, аптычнага і іншага.

Відавочна, што гідраксід натрыю - вельмі важнае і карыснае ў дзейнасці чалавека рэчыва. Зусім нездарма яно сінтэзуецца ў свеце штогод у тонах - 57 мільёнаў і больш.

фізічныя ўласцівасці

Белае парашкападобнае рэчыва, часам бясколернае. Можа быць у выглядзе дробнакрышталічныя парашка або ў выглядзе шматкоў. Часцей у форме буйных крышталяў. Тэмпература плаўлення дастаткова нізкая - 65,1 ^аб С. Вельмі хутка паглынае вільгаць і пераходзіць у гидратированную форму NaOH · 3,5Н ₂ О. У гэтым выпадку тэмпература плаўлення яшчэ менш, усяго 15,5 ^аб С. Практычна неабмежавана раствараецца ў спіртах, вадзе . Навобмацак як цвёрдае рэчыва, так і вадкае мылкая.

Вельмі небяспечнае ў канцэнтраваным і разведзеным выглядзе. Здольна пашкоджваць ўсе абалонкі вочы, аж да глядзельных нерваў. Кантакт з вачыма можа скончыцца слепатой. Таму праца з дадзеным злучэннем вельмі небяспечная і патрабуе ахоўных прыстасаванняў.

хімічныя ўласцівасці

З'едлівы натр ўласцівасці праяўляе дакладна такія ж, як і ўсе шчолачы: ўзаемадзейнічае з кіслотамі, кіслотнымі аксідамі, амфатэрнасць аксідамі і гідраксід, солямі. З неметаллов ўступае ў рэакцыі з шэрай, фосфарам і галагенавыя. Таксама здольны рэагаваць з металамі.

У арганічнай хіміі гідраксід натрыю уступае ва ўзаемадзеянне з Амід, эфірамі, галогензамещенными алкана.

ўмовы захоўвання

Захоўванне натра з'едлівага ажыццяўляецца па вызначаным умовам. Гэта тлумачыцца тым, што ён вельмі реакционноспособен, асабліва, калі памяшканне вільготнае. Асноўнымі ўмовамі можна назваць наступныя.

1. Захоўванне удалечыні ад ацяпляльных прыбораў.
2. Герметычна зачыненыя і залітаваныя ўпакоўкі, не здольныя прапускаць вільгаць.
3. Сухі крышталічны Каўстык захоўваецца ў мяшках адмысловага складу (шчыльны поліэтылен), вадкі - у цёмнай шкляной тары з прыцёртымі коркамі. Калі ж колькасць яго вялікая і патрабуе транспарціроўкі, то раствор натра з'едлівага змяшчаюць у адмысловыя сталёвыя кантэйнеры і каністры.

Перавозіць гэтае рэчыва можна любым вядомым спосабам з захаваннем правіл тэхнікі бяспекі, выключаючы транспарціроўку па паветры.

Вадкая натрыевая шчолач

Акрамя крышталічнага, існуе яшчэ водны раствор з'едлівага натра. Формула яго тая ж, што і для цвёрдага. У хімічным дачыненні растворы больш дастасавальныя і зручныя ў выкарыстанні. Таму ў такой форме Каўстык выкарыстоўваецца часцей.

Раствор з'едлівага натра, формула якога - NaOH, знаходзіць прымяненне ва ўсіх вышэйпералічаных абласцях. Ён нязручны толькі пры транспартаванні, так як перавозіць лепш сухі Каўстык. Па ўсіх астатніх уласцівасцях ніколькі не саступае крышталям, а ў некаторых і пераўзыходзіць іх.