Jump to content

Гидроксид натрия

Гидроксид натрия
Элементарная ячейка, модель заполнения пространства гидроксида натрия
  Sodium , Na
Образец гидроксида натрия в виде гранул в часовом стекле
Имена
Название ИЮПАК
Гидроксид натрия [3]
Другие имена
  • Аскарит
  • Каустическая сода
  • Щелок [1] [2]
  • Soda lye
  • Гидрат натрия
  • Белая каустика [3]
Идентификаторы
3D model ( JSmol )
ЧЭБИ
ХимическийПаук
Информационная карта ECHA 100.013.805 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 215-185-5
номер Е Е524 (регуляторы кислотности,...)
68430
КЕГГ
МеШ Натрий+гидроксид
номер РТЭКС
  • WB4900000
НЕКОТОРЫЙ
Число 1823 г. (сплошной)
1824 г. (решение)
Характеристики
NaOH
Молярная масса 39.9971 g/mol
Появление Белые непрозрачные кристаллы
Запах без запаха
Плотность 2,13 г/см 3 [4]
Температура плавления 323 ° С (613 ° F; 596 К) [4]
Точка кипения 1388 ° C (2530 ° F; 1661 К) [4]
418 г/л (0 °С)
1000 г/л (25 °С) [4]
3370 г/л (100 °С)
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 пара <2,4 кПа (20 °C)
0,1 кПа (700 °С)
Кислотность ( pKa ) 15.7
−15.8·10 −6 см 3 /моль (водн.) [5]
1.3576
Структура [6]
Орторомбический, oS8
Смсм, №63
а = 0,34013 нм, б = 1,1378 нм, с = 0,33984 нм
4
Термохимия [7]
59,5 Дж/(моль·К)
64,4 Дж/(моль·К)
−425,8 кДж/моль
-379,7 кДж/моль
Опасности
СГС Маркировка :
GHS05: Коррозионное вещество GHS07: Восклицательный знак
Опасность
Х290 , Х302 , Х314
П280 , П305+П351+П338 , П310
NFPA 704 (огненный алмаз)
Летальная доза или концентрация (LD, LC):
40 мг/кг (мыши, внутрибрюшинно) [9]
140–340 мг/кг (крыса, перорально)
1350 мг/кг (кролик, кожный)
500 мг/кг (кролик, перорально) [10]
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
МЕХ (Допускается)
СВВ 2 мг/м 3 [8]
РЕЛ (рекомендуется)
С 2 мг/м 3 [8]
IDLH (Непосредственная опасность)
10 мг/м 3 [8]
Паспорт безопасности (SDS) Внешний паспорт безопасности
Родственные соединения
Другие анионы
Другие катионы
Родственные соединения
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).

Гидроксид натрия , также известный как щелок и каустическая сода , [1] [2] представляет собой неорганическое соединение формулы НаОН . Это белое твердое ионное соединение, состоящее из натрия. катионов Уже + и гидроксид- анионы ОЙ .

Гидроксид натрия представляет собой высококоррозионное основание и щелочь , которая разлагает липиды и белки при температуре окружающей среды и может вызвать серьезные химические ожоги . Он хорошо растворим в воде и легко поглощает влагу и углекислый газ из воздуха . Образует ряд гидратов NaOH nH O 2 . · [11] Моногидрат NaOH·H 2 O кристаллизуется из водных растворов при температуре от 12,3 до 61,8 °C. Коммерчески доступный «гидроксид натрия» часто представляет собой этот моногидрат, и в опубликованных данных может 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 студентам-химикам шкалу pH. [12]

Гидроксид натрия используется во многих отраслях промышленности: при производстве древесной массы 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]

Характеристики

[ редактировать ]

Физические свойства

[ редактировать ]

Чистый гидроксид натрия представляет собой бесцветное кристаллическое твердое вещество, которое плавится при 318 °C (604 °F) без разложения и кипит при 1388 °C (2530 °F). Он хорошо растворим в воде и менее растворим в полярных растворителях, таких как этанол и метанол . [14] Гидроксид натрия нерастворим в эфире и других неполярных растворителях.

Подобно гидратации серной кислоты, растворение твердого гидроксида натрия в воде является сильно экзотермической реакцией. [15] где выделяется большое количество тепла, что представляет угрозу безопасности из-за возможности разбрызгивания. Полученный раствор обычно бесцветен и не имеет запаха. Как и другие щелочные растворы, при контакте с кожей он становится скользким из-за процесса омыления , происходящего между NaOH и натуральные масла для кожи.

Вязкость

[ редактировать ]

Концентрированные (50%) водные растворы гидроксида натрия имеют характеристическую вязкость 78 мПа · с, что значительно превышает вязкость воды (1,0 мПа·с) и близка к вязкости оливкового масла (85 мПа·с) при комнатной температуре. . Вязкость водного NaOH , как и любой жидкий химикат, обратно пропорционален его температуре, т. е. его вязкость уменьшается с повышением температуры, и наоборот. Вязкость растворов гидроксида натрия играет непосредственную роль при их применении, а также при хранении. [14]

Гидроксид натрия может образовывать несколько гидратов. NaOH· n H 2 O , что приводит к сложной диаграмме растворимости, подробно описанной Спенсером Умфревиллем Пикерингом в 1893 году. [16] Известные гидраты и примерные диапазоны температуры и концентрации (массовая доля NaOH) их насыщенных водных растворов: [11]

  • гептагидрат, NaOH·7H 2 O : от -28°С (18,8%) до -24°С (22,2%). [16]
  • Пентагидрат, NaOH·5H 2 O : от -24 °С (22,2%) до -17,7 °С (24,8%). [16]
  • Тетрагидрат, NaOH·4H 2 O , α-форма: от -17,7 °С (24,8%) до 5,4 °С (32,5%). [16] [17]
  • Тетрагидрат, NaOH·4H 2 O , β-форма: метастабильна. [16] [17]
  • тригемигидрат, NaOH·3,5H 2 O : от 5,4°С (32,5%) до 15,38°С (38,8%) и затем до 5,0°С (45,7%). [16] [11]
  • тригидрат, NaOH·3H 2 O : метастабилен. [16]
  • дигидрат, NaOH·2H 2 O : от 5,0 °С (45,7%) до 12,3 °С (51%). [16] [11]
  • Моногидрат, NaOH·H 2 O : от 12,3°С (51%) до 65,10°С (69%), затем до 62,63°С (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]

Единственными гидратами со стабильной температурой плавления являются NaOH·H 2 O (65,10 °С) и NaOH·3,5H 2 O (15,38 °С). Остальные гидраты, кроме метастабильных NaOH·3H 2 O и NaOH·4H 2 O (β) можно кристаллизовать из растворов соответствующего состава, указанного выше. Однако растворы NaOH легко переохлаждаются на много градусов, что позволяет образовывать гидраты (в том числе метастабильные) из растворов различной концентрации. [11] [18]

Например, когда раствор NaOH и воды с мольным соотношением 1:2 (52,6% NaOH по массе) охлаждается, моногидрат обычно начинает кристаллизоваться (при температуре около 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 непосредственно в раствор при температуре 13,35 °C; однако, когда температура превышает 12,58 ° C, он часто разлагается на твердый моногидрат и жидкий раствор. Даже гидрат с n = 3,5 трудно кристаллизовать, так как раствор переохлаждается настолько, что другие гидраты становятся более устойчивыми. [11]

Раствор в горячей воде, содержащий 73,1% (по массе) NaOH, представляет собой эвтектику , которая затвердевает при температуре около 62,63 ° C в виде однородной смеси кристаллов безводного и моногидрата. [19] [18]

Второй стабильный эвтектический состав состоит из 45,4% (по массе) NaOH, который при температуре около 4,9 °C затвердевает с образованием смеси кристаллов дигидрата и 3,5-гидрата. [11]

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

При охлаждении растворов 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 плавится конгруэнтно при 7,55 °C с образованием жидкости с содержанием 35,7% NaOH и плотностью 1,392 г/см. 3 , и поэтому плавает на нем, как лед на воде. Однако при температуре около 4,9 ° C он может вместо этого плавиться в смесь твердых веществ. NaOH·3,5H 2 O и жидкий раствор. [17]

β-форма тетрагидрата метастабильна и часто самопроизвольно превращается в α-форму при охлаждении ниже -20 ° C. [17] После начала экзотермическое превращение завершается через несколько минут с увеличением объема твердого вещества 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 2). 3 ). Физические данные в технической литературе могут относиться к этой форме, а не к безводному соединению.

Кристаллическая структура

[ редактировать ]

NaOH и его моногидрат образуют ромбические кристаллы с пространственными группами Cmcm ( oS8 ) и Pbca (oP24) соответственно. Размеры ячеек моногидрата составляют a = 1,1825, b = 0,6213, c = 0,6069 нм . Атомы расположены в слоистой структуре, напоминающей гидраргиллит , где каждый атом натрия окружен шестью атомами кислорода, по три из ионов гидроксида и три из молекул воды. Атомы водорода гидроксилов образуют прочные связи с атомами кислорода внутри каждого слоя O. Соседние слои O удерживаются вместе водородными связями между молекулами воды. [21]

Химические свойства

[ редактировать ]

Реакция с кислотами

[ редактировать ]

Гидроксид натрия реагирует с протонными кислотами с образованием воды и соответствующих солей. Например, при реакции гидроксида натрия с кислотой соляной хлорид натрия образуется :

NaOH(водн.) + HCl(водн.) → NaCl(водн.) + H 2 O(ж)

В общем случае такие реакции нейтрализации представляются одним простым ионным уравнением:

ОЙ (вод) + Н + (водн.) → H 2 O(ж)

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 первичного стандарта , поскольку он гигроскопичен и поглощает углекислый газ из воздуха.

Реакция с кислотными оксидами

[ редактировать ]

Гидроксид натрия также реагирует с кислотными оксидами , например, с диоксидом серы . Такие реакции часто используются для « очистки » вредных кислых газов (таких как SO 2 и H 2 S ), образующихся при сжигании угля, и тем самым предотвращают их выброс в атмосферу. Например,

2 NaOH + SO 2 → Na 2 SO 3 + H 2 O

Реакция с металлами и оксидами

[ редактировать ]

Стекло медленно реагирует с водными растворами гидроксида натрия при температуре окружающей среды с образованием растворимых силикатов . Из-за этого стеклянные соединения и запорные краны, подвергающиеся воздействию гидроксида натрия, имеют тенденцию «замерзать». Колбы и эмалированные химические реакторы повреждаются в результате длительного воздействия горячего гидроксида натрия, который также замораживает стекло. Гидроксид натрия не разрушает железо при комнатной температуре, поскольку железо не обладает амфотерными свойствами (т. е. растворяется только в кислоте, а не в щелочи).Тем не менее, при высоких температурах (например, выше 500 °C) железо может эндотермически реагировать с гидроксидом натрия с образованием оксида железа (III) , металлического натрия и газообразного водорода . [22] Это связано с более низкой энтальпией образования оксида железа(III) (-824,2 кДж/моль) по сравнению с гидроксидом натрия (-500 кДж/моль) и положительным изменением энтропии реакции, что предполагает самопроизвольность при высоких температурах ( ΔST > ΔH , ΔG < 0 ) и несамопроизвольность при низких температурах ( ΔST < ΔH , ΔG > 0 ). Рассмотрим следующую реакцию между расплавленным гидроксидом натрия и мелкоизмельченными железными опилками:

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

некоторые переходные металлы Однако могут довольно бурно реагировать с гидроксидом натрия в более мягких условиях.

В 1986 году алюминиевую автоцистерну в Великобритании по ошибке использовали для перевозки 25% раствора гидроксида натрия. [23] вызывая повышение давления содержимого и повреждение цистерн. Повышение давления происходит за счет газообразного водорода, который образуется в результате реакции между гидроксидом натрия и алюминием:

2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O → 2 Na[Al(OH) 4 ] + 3 H 2

осаждение

[ редактировать ]

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

  • Медь - синий
  • Железо(II) – зеленый
  • Железо(III) – желтый/коричневый

Соли цинка и свинца растворяются в избытке гидроксида натрия с образованием прозрачного раствора. Na 2 ZnO 2 или Na2PbO2 2PbO.

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 (SO 4 ) 3 + 6 NaOH → 2 Al(OH) 3 + 3 Na 2 SO 4
Al 2 (SO 4 ) 3 + 6 NaHCO 3 → 2 Al(OH) 3 + 3 Na 2 SO 4 + 6 CO 2

Омыление

[ редактировать ]

Гидроксид натрия можно использовать для гидролиза сложных эфиров (также называемого омылением ), амидов и алкилгалогенидов . [14] Однако ограниченная растворимость гидроксида натрия в органических растворителях означает, что более растворимый гидроксид калия часто предпочтительнее (КОН). Прикосновение к раствору гидроксида натрия голыми руками, хотя и не рекомендуется, вызывает ощущение скользкости. Это происходит потому, что жиры на коже, такие как кожное сало, превращаются в мыло.Несмотря на растворимость в пропиленгликоле, маловероятно, что он заменит воду при омылении из-за первичной реакции пропиленгликоля с жиром до реакции между гидроксидом натрия и жиром.

Массовая доля NaOH (мас.%) 4 10 20 30 40 50
Молярная концентрация NaOH (M) 1.04 2.77 6.09 9.95 14.30 19.05
Массовая концентрация NaOH (г/л) 41.7 110.9 243.8 398.3 572.0 762.2
Плотность раствора (г/мл) 1.043 1.109 1.219 1.328 1.430 1.524

Производство

[ редактировать ]

Гидроксид натрия промышленно производится в виде 50% раствора вариациями электролитического хлорщелочного процесса . [24] газообразный хлор . В этом процессе также производится [24] Из этого раствора выпариванием воды получают твердый гидроксид натрия. Твердый гидроксид натрия чаще всего продается в виде хлопьев, гранул и литых блоков. [13]

В 2004 году мировое производство оценивалось в 60 миллионов сухих тонн гидроксида натрия, а спрос оценивался в 51 миллион тонн. [13] В 1998 году общий объем мирового производства составил около 45 миллионов тонн . Северная Америка и Азия произвели около 14 миллионов тонн каждая, а Европа произвела около 10 миллионов тонн. В Соединенных Штатах основным производителем гидроксида натрия является компания Olin , годовой объем производства которой составляет около 5,7 миллионов тонн на предприятиях во Фрипорте, штат Техас ; Плакемин, Луизиана ; Сент-Габриэль, Луизиана ; Макинтош, Алабама ; Чарльстон, Теннесси ; Ниагара-Фолс, Нью-Йорк ; и Беканкур, Канада . Другие крупные производители в США включают Oxychem , Westlake , Shintek и Formosa . Все эти компании используют хлорщелочной процесс . [25]

Исторически гидроксид натрия получали путем обработки карбоната натрия гидроксидом кальция в реакции метатезиса , в которой используется тот факт, что гидроксид натрия растворим, а карбонат кальция - нет. Этот процесс назывался каустизацией. [26]

Ca(OH) 2 (водн.) + Na 2 CO 3 (тв) → CaCO 3 (тв) + 2 NaOH(тв)

этот процесс был заменен процессом Сольве В конце 19 века , который, в свою очередь, был вытеснен процессом Леблана , а затем хлорщелочным процессом , который используется сегодня.

Гидроксид натрия также получают путем соединения чистого металлического натрия с водой. Побочными продуктами являются газообразный водород и тепло, что часто приводит к возгоранию.

2 Na(тв) + 2 H 2 O(ж) → 2 NaOH(водн.) + H 2 (г)

Эта реакция обычно используется для демонстрации реакционной способности щелочных металлов в академической среде; однако это коммерчески нежизнеспособно, поскольку выделение металлического натрия обычно осуществляется путем восстановления или электролиза соединений натрия, включая гидроксид натрия.

Использование

[ редактировать ]

Гидроксид натрия – популярное сильное основание, используемое в промышленности. Гидроксид натрия используется в производстве натриевых солей и моющих средств, регулировании pH и органическом синтезе. В больших количествах с ним чаще всего обращаются в виде водного раствора . [27] поскольку решения 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 бентонитового системах раствора, для увеличения вязкости бурового раствора и для нейтрализации любого кислого газа (например, сероводорода и углекислого газа ), который может быть встречаются в геологических формациях по мере бурения. Другое применение — испытания 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.

низкого качества Сырую нефть можно обработать гидроксидом натрия для удаления сернистых примесей в процессе, известном как щелочная промывка . 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, поэтому процесс запрещен во многих странах. В 2006 году компания Trafigura использовала этот процесс, а затем выбросила отходы в Кот-д'Ивуар . [28] [29]

Другие распространенные применения гидроксида натрия включают:

  • для изготовления мыла и моющих средств. Гидроксид натрия используется для твердого мыла, а гидроксид калия — для жидкого мыла. [30] [31] Гидроксид натрия используется чаще, чем гидроксид калия, поскольку он дешевле и его требуется в меньшем количестве.
  • в качестве очистителей канализации, которые превращают жиры и жиры, засоряющие трубы, в мыло, растворяющееся в воде.
  • для изготовления искусственных текстильных волокон, таких как вискоза
  • в производстве бумаги . Около 56% производимого гидроксида натрия используется в промышленности, из них 25% — в бумажной промышленности.
  • при очистке бокситовой руды , из которой алюминий извлекают металлический . Это известно как процесс Байера .
  • обезжиривание металлов
  • нефтепереработка
  • изготовление красителей и отбеливателей
  • на водоочистных станциях для регулирования pH
  • для обработки бубликов и теста для кренделей, придания характерного блестящего покрытия

Химическая варка целлюлозы

[ редактировать ]

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 последующих стадиях процесса отбеливания коричневой целлюлозы, образующейся в процессе варки целлюлозы. Эти стадии включают кислородную делигнификацию, окислительную экстракцию и простую экстракцию, все из которых требуют сильнощелочной среды с pH > 10,5 в конце стадий.

Тканевое пищеварение

[ редактировать ]

Аналогичным образом гидроксид натрия используется для переваривания тканей, как в процессе, который когда-то использовался на сельскохозяйственных животных. Этот процесс включал помещение туши в герметичную камеру, а затем добавление смеси гидроксида натрия и воды (которая разрушает химические связи, сохраняющие плоть неповрежденной). В конечном итоге это превращает тело в жидкость темно-коричневого цвета. [32] [33] и единственные твердые тела, которые остались, — это костяные оболочки, которые можно раздавить кончиками пальцев. [34]

Гидроксид натрия часто используется в процессе разложения погибших на свалках подрядчиков по утилизации животных. [33] Благодаря своей доступности и дешевизне его стали использовать преступники для утилизации трупов. Итальянский серийный убийца Леонарда Чианчулли использовал это химическое вещество, чтобы превращать трупы в мыло. [35] В Мексике мужчина, работавший на наркокартели, признался, что избавился от него более чем 300 телами. [36]

Гидроксид натрия является опасным химическим веществом из-за его способности гидролизовать белок. При попадании разбавленного раствора на кожу могут возникнуть ожоги, если не промыть это место тщательно и в течение нескольких минут проточной водой. Брызги в глаза могут быть более серьезными и привести к слепоте. [37]

Растворение амфотерных металлов и соединений.

[ редактировать ]

Сильные основания атакуют алюминий . Гидроксид натрия реагирует с алюминием и водой с выделением газообразного водорода. Алюминий забирает атом кислорода у гидроксида натрия, который, в свою очередь, забирает атом кислорода у воды и выделяет 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 Ал + 2 NaOH + 2 H 2 O → 2 NaAlO 2 + 3 Ч 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, по-разному обозначаемую как НаАлО 2 , Na3AlO3 AlO3, Na[Al(OH) 4 ] , Na 2 O·Al 2 O 3 или Na 2 Al 2 O 4 . Образование тетрагидроксоалюмината(III) натрия или гидратированного алюмината натрия происходит по формуле: [38]

2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O → 2 Na[Al(OH) 4 ] + 3 H 2

Эта реакция может быть полезна при травлении , удалении анодирования или преобразовании полированной поверхности в сатиновую, 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 переработке глиноземсодержащих руд ( бокситов ) для получения глинозема ( оксида алюминия ), который является сырьем, используемым для производства алюминия посредством электролитического процесса Холла-Эру . Поскольку оксид алюминия амфотерен , он растворяется в гидроксиде натрия, оставляя примеси, менее растворимые при высоком pH, такие как оксиды железа, в виде сильнощелочного красного шлама .

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

Реагент этерификации и переэтерификации

[ редактировать ]

Гидроксид натрия традиционно используется в мыловарении ( холодным способом мыло , омыление ). [39] Его сделали в девятнадцатом веке для твердой поверхности, а не для жидкого продукта, потому что его было легче хранить и транспортировать.

Для производства биодизеля гидроксид натрия используется в качестве метанола и катализатора переэтерификации триглицеридов. Это работает только с безводным гидроксидом натрия, потому что в сочетании с водой жир превратится в мыло , испорченное метанолом . NaOH используется чаще, чем гидроксид калия , поскольку он дешевле и его требуется меньшее количество. Из-за производственных затрат NaOH, который производят с использованием поваренной соли, дешевле гидроксида калия. [40]

Ингредиент для ухода за кожей

[ редактировать ]

Гидроксид натрия является ингредиентом, используемым в некоторых средствах по уходу за кожей и косметических средствах, таких как очищающие средства для лица, кремы, лосьоны и косметика. Обычно его используют в низкой концентрации в качестве балансировщика pH из-за его сильнощелочной природы. [41]

Приготовление еды

[ редактировать ]

Пищевое использование гидроксида натрия включает мытье или химическую очистку фруктов и овощей , обработку шоколада и какао , производство карамельных красителей , ошпаривание птицы , обработку безалкогольных напитков и загущение мороженого . [42] Оливки часто замачивают в гидроксиде натрия для смягчения; крендели и немецкие булочки перед выпечкой глазируют раствором гидроксида натрия, чтобы они стали хрустящими. Из-за сложности получения пищевого гидроксида натрия в небольших количествах для домашнего использования карбонат натрия . вместо гидроксида натрия часто используют [43] Он известен как номер E E524.

Конкретные продукты, обработанные гидроксидом натрия, включают:

  • Немецкие крендели перед выпечкой варят в кипящем растворе карбоната натрия или холодном растворе гидроксида натрия, что способствует образованию их уникальной корочки.
  • Щелочная вода является важным ингредиентом корочки традиционных китайских лунных пирогов.
  • желтого цвета Большинство китайской лапши готовятся на щелочной воде, но ее часто ошибочно принимают за содержащую яйцо.
  • В одной из разновидностей цзунцзы используется щелочная вода для придания сладкого вкуса.
  • Гидроксид натрия вызывает желирование яичных белков при производстве столовых яиц .
  • Некоторые методы приготовления оливок включают обработку их рассолом на основе щелочи. [44]
  • В филиппинском десерте ( филиппинский : каканин ) под названием 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 , известное как лютефиск ( норвежский : lutfisk , букв. «Щёлочная рыба»).
  • Бублики перед выпечкой часто варят в щелочном растворе, благодаря чему их корочка становится блестящей.
  • Мамалыга — это сушеные зерна кукурузы, восстановленные путем замачивания в щелочной воде. Они значительно увеличиваются в размерах и могут быть дополнительно обработаны путем обжаривания для получения кукурузных орехов или путем сушки и измельчения для получения крупы . Из мамалыги делают масу , популярную муку, используемую в мексиканской кухне для приготовления кукурузных лепешек и тамале . Никстамал аналогичен, но использует гидроксид кальция . вместо гидроксида натрия

Чистящее средство

[ редактировать ]

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 способен растворять жиры , масла , жиры и белковой отложения на основе. Он также используется для очистки канализационных труб под раковинами и канализациями в жилых домах. К раствору гидроксида натрия можно добавлять поверхностно-активные вещества , чтобы стабилизировать растворенные вещества и тем самым предотвратить повторное осаждение. Раствор для замачивания гидроксида натрия используется как мощное обезжиривающее средство для посуды из нержавеющей стали и стекла. Это также распространенный ингредиент в средствах для чистки духовок.

Гидроксид натрия обычно используется в производстве для мытья деталей моющих средств . Моющие средства для мойки деталей на основе гидроксида натрия являются одними из наиболее агрессивных химикатов для чистки 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. Используемый таким образом гидроксид натрия заменил многие системы на основе растворителей в начале 1990-х годов. [ нужна ссылка ] когда трихлорэтан был объявлен вне закона Монреальским протоколом . Моющие средства для деталей на основе воды и гидроксида натрия считаются более экологичными по сравнению с методами очистки на основе растворителей.

в хозяйственных магазинах, Гидроксид натрия, используемый можно использовать в качестве средства для очистки канализации. [ сломанный якорь ] .
Удаление краски каустической содой

Гидроксид натрия используется в домашних условиях в качестве открывателя для прочистки засоренных стоков, обычно в форме сухих кристаллов или густого жидкого геля. Щелочь растворяет жиры с образованием водорастворимых продуктов . Он также гидролизует белки , например, содержащиеся в волосах , что может блокировать водопроводные трубы. Эти реакции ускоряются за счет тепла, выделяющегося при растворении гидроксида натрия и других химических компонентов очистителя в воде. Такие щелочные средства для очистки канализации и их кислотные версии обладают высокой коррозионной активностью , и с ними следует обращаться с большой осторожностью.

Релаксант

[ редактировать ]

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

Средство для снятия краски

[ редактировать ]

Водный раствор гидроксида натрия традиционно использовался в качестве наиболее распространенного средства для снятия краски с деревянных предметов. Его использование стало менее распространенным, поскольку оно может повредить поверхность древесины, повысить текстуру и испачкать цвет.

Очистка воды

[ редактировать ]

Гидроксид натрия иногда используется при очистке воды для повышения pH воды. Повышенный pH делает воду менее агрессивной для водопровода и уменьшает количество свинца, меди и других токсичных металлов, которые могут растворяться в питьевой воде. [45] [46]

Историческое использование

[ редактировать ]

Гидроксид натрия использовался для выявления отравлений угарным газом : образцы крови таких пациентов приобретали ярко-красный цвет при добавлении нескольких капель гидроксида натрия. [47] Сегодня отравление угарным газом можно обнаружить с помощью оксиметрии CO .

В цементных смесях, растворах, бетоне, растворах

[ редактировать ]

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

Безопасность

[ редактировать ]
Химические ожоги , вызванные раствором гидроксида натрия, сфотографированы через 44 часа после воздействия.

Как и другие агрессивные кислоты и щелочи , несколько капель растворов гидроксида натрия могут легко разлагать белки и липиды в живых тканях посредством амидного и сложноэфирного гидролиза , что, как следствие, вызывает химические ожоги и может вызвать необратимую слепоту при попадании в глаза. [1] [2] Твердая щелочь также может проявлять свою коррозионную природу при наличии воды, например водяного пара. Таким образом, защитное оборудование , такое как резиновые перчатки , защитную одежду и средства защиты глаз при работе с этим химическим веществом или его растворами всегда следует использовать . Стандартными мерами первой помощи при попадании щелочи на кожу, как и при других разъедающих веществах, является промывание большим количеством воды. Промывание продолжают не менее десяти-пятнадцати минут.

Более того, растворение гидроксида натрия является сильно экзотермическим , и образующееся тепло может вызвать тепловые ожоги или воспламенить легковоспламеняющиеся материалы. Он также выделяет тепло при реакции с кислотами.

Гидроксид натрия оказывает слабое коррозионное воздействие на стекло , что может привести к повреждению остекления или заеданию швов притертого стекла . [48] Гидроксид натрия вызывает коррозию некоторых металлов, например алюминия , который вступает в реакцию со щелочью с образованием легковоспламеняющегося газообразного водорода при контакте. [49]

Хранилище

[ редактировать ]
Две промышленные бочки из стекловолокна с каустической содой

При использовании гидроксида натрия, особенно в больших объемах, необходимо тщательное хранение. Учитывая опасность ожога химического вещества, всегда рекомендуется следовать надлежащим правилам хранения NaOH и обеспечивать безопасность работников и окружающей среды.

Гидроксид натрия часто хранят в бутылках для мелкомасштабного лабораторного использования, в контейнерах среднего объема (контейнеры среднего объема) для погрузочно-разгрузочных работ и транспортировки или в больших стационарных резервуарах для хранения объемом до 100 000 галлонов для производственных предприятий или предприятий по очистке сточных вод с большим количеством NaOH. использовать. Обычные материалы, совместимые с гидроксидом натрия и часто используемые для хранения NaOH, включают: полиэтилен ( HDPE , обычный, XLPE , реже), углеродистую сталь , поливинилхлорид (ПВХ), нержавеющую сталь и пластик, армированный стекловолокном (FRP, с устойчивым лайнер). [14]

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

Гидроксид натрия впервые был получен производителями мыла. [50] : стр. 45 Процедура изготовления гидроксида натрия появилась как часть рецепта изготовления мыла в арабской книге конца XIII века: «Аль-мухтара фи фунун мин ас-суна» («Изобретения различных промышленных искусств»), которую составил аль -Музаффар Юсуф ибн Умар ибн Али ибн Расул (ум. 1295), король Йемена. [51] [52] Рецепт предусматривал многократное пропускание воды через смесь щелочей (по-арабски: al-qily , где qily — это зола растений солянки , богатой натрием; следовательно, щелочью был нечистый карбонат натрия ). [53] и негашеную известь ( оксид кальция , СаО), 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 , природной «кальцинированной соды» (нечистого карбоната натрия, который получали из золы растений, богатых натрием). [50] :стр36 был заменен этой искусственной версией. [50] : стр. 46 Однако к 20 веку электролиз хлорида натрия стал основным методом производства гидроксида натрия. [54]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с «Паспорт безопасности материала» (PDF) . сертифицированный-lye.com . Архивировано из оригинала (PDF) 28 февраля 2008 г. Проверено 24 февраля 2010 г.
  2. ^ Jump up to: а б с «Паспорт безопасности материала 2» (PDF) . Hillbrothers.com . Архивировано из оригинала (PDF) 3 августа 2012 г. Проверено 20 мая 2012 г.
  3. ^ Jump up to: а б «Гидроксид натрия - Краткое описание соединений» . Проверено 12 июня 2012 г.
  4. ^ Jump up to: а б с д Хейнс, с. 4,90
  5. ^ Хейнс, с. 4.135
  6. ^ Джейкобс, Х.; Кокелькорн Дж. и Таке Т. (1985). «Гидроксиды натрия, калия и рубидия: рост монокристаллов и определение рентгеноструктурной структуры при стабильной модификации при комнатной температуре». З. Анорг. Генерал Хим . 531 (12): 119–124. дои : 10.1002/zaac.19855311217 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  7. ^ Хейнс, с. 5.13
  8. ^ Jump up to: а б с Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0565» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  9. ^ Майкл Чемберс. «ChemIDplus – 1310-73-2 – HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M – Гидроксид натрия [NF] – Поиск подобных структур, синонимы, формулы, ссылки на ресурсы и другая химическая информация». . nih.gov .
  10. ^ «Натрий гидроксид» . Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  11. ^ Jump up to: а б с д и ж г Сименс, PR; Джаок, Уильям Ф. (1969). «Энтропия гидратов гидроксида натрия. II. Низкотемпературные теплоемкости и теплоты плавления NaOH·2H2O и NaOH·3,5H2O». Журнал физической химии . 73 (1): 149–157. дои : 10.1021/j100721a024 .
  12. ^ «Примеры распространенных лабораторных химикатов и их класс опасности» . Архивировано из оригинала 10 января 2018 г. Проверено 9 января 2018 г.
  13. ^ Jump up to: а б с Четин Курт, Юрген Биттнер. «Гидроксид натрия». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a24_345.pub2 . ISBN  978-3527306732 .
  14. ^ Jump up to: а б с д «Резервуары для хранения гидроксида натрия и технические характеристики» . Протанк . 08.09.2018 . Проверено 21 ноября 2018 г.
  15. ^ «Экзотермический против эндотермического: химия дает и берет» . Дискавери Экспресс для детей . 29 августа 2014 года. Архивировано из оригинала 28 марта 2023 года . Проверено 28 марта 2023 г.
  16. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к Умфревиль Пикеринг, Спенсер (1893). «LXI. — Гидраты гидроксидов натрия, калия и лития» . Журнал Химического общества, Сделки . 63 : 890–909. дои : 10.1039/CT8936300890 .
  17. ^ Jump up to: а б с д и Мрав, Южная Каролина; Джауке, ВФ (1974). «Энтропии гидратов гидроксида натрия. III. Низкотемпературные теплоемкости и теплоты плавления α- и β-кристаллических форм тетрагидрата гидроксида натрия». Журнал физической химии . 78 (17): 1701–1709. дои : 10.1021/j100610a005 .
  18. ^ Jump up to: а б с д Марч, Ле; Джауке, ВФ (1962). «Термодинамические свойства гидроксида натрия и его моногидрата. Теплоемкость до низких температур. Теплоемкость растворения». Журнал физической химии . 66 (10): 2052–2059. дои : 10.1021/j100816a052 .
  19. ^ Бродейл, GE; Джауке, ВФ (1962). «Кривая температуры замерзания-растворимости водного гидроксида натрия в области вблизи эвтектики безводного моногидрата». Журнал физической химии . 66 (10): 2051. doi : 10.1021/j100816a051 .
  20. ^ М. Конде Инжиниринг: « Равновесие твердого тела и жидкости (SLE) и равновесие пара и жидкости (VLE) водного NaOH. Архивировано 7 октября 2020 г. в Wayback Machine ». Онлайн-отчет, доступ 29 апреля 2017 г.
  21. ^ Джейкобс Х. и Мецнер У. (1991). «Необычные Н-связи в моногидрате гидроксида натрия: дифракция рентгеновских лучей и нейтронов на NaOH·H<sub»>2</sub»>O и NaOD·D<sub»>2</sub»>O соответственно». Журнал неорганической и общей химии . 597 (1): 97–106. дои : 10.1002/zaac.19915970113 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  22. ^ Цзу Энь, Сюй (1992), Отслеживание калия и калийных удобрений [J]
  23. ^ Стэмелл, Джим (2001), EXCEL HSC Chemistry , Pascal Press, стр. 199, ISBN  978-1-74125-299-6
  24. ^ Jump up to: а б Фэнмин Ду, Дэвид М. Варсингер, Таманна И Урми, Грегори П. Тиль, Амит Кумар, Джон Х. Линхард (2018). «Производство гидроксида натрия из рассола опреснения морской воды: технологический дизайн и энергоэффективность». Экологические науки и технологии . 52 (10): 5949–5958. Бибкод : 2018EnST...52.5949D . дои : 10.1021/acs.est.8b01195 . hdl : 1721.1/123096 . ПМИД   29669210 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  25. ^ Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера [ постоянная мертвая ссылка ] , 5-е издание, Джон Уайли и сыновья
  26. ^ Деминг, Гораций Г. (1925). Общая химия: элементарный обзор с акцентом на промышленное применение фундаментальных принципов (2-е изд.). Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., с. 452.
  27. ^ «Документ 2 — CausticSodamanual2008.pdf» (PDF) . 2013. Архивировано из оригинала (PDF) 19 марта 2015 года . Проверено 17 июля 2014 г.
  28. ^ Сэмпл, Ян (16 сентября 2009 г.). «Дело Трафигуры: токсичные отходы, оставшиеся после промывки едким раствором» . Хранитель . Проверено 17 сентября 2009 г.
  29. ^ «Трафигура знала об опасности отходов» . Вечер новостей BBC. 16 сентября 2009 года . Проверено 17 сентября 2009 г.
  30. ^ «Руководство по едким химикатам, используемым в производстве мыла | Бреннтаг» . www.brenntag.com . Проверено 3 октября 2020 г.
  31. ^ «Гидроксид натрия | Использование, преимущества и факты химической безопасности» . ChemicalSafetyFacts.org . 06.09.2016 . Проверено 3 октября 2020 г.
  32. Эйрс, Крис (27 февраля 2010 г.) Чистая зеленая отделка, которая отправляет любимого человека в канализацию Times Online. Проверено 20 февраля 2013 г.
  33. ^ Jump up to: а б Такер, Х. Леон; Кастнер, Джастин (август 2004 г.). Утилизация туш: всесторонний обзор. Глава 6. Архивировано 2 февраля 2017 г. в Wayback Machine . Национальный центр сельскохозяйственной биобезопасности, Университет штата Канзас, 2004 г. Проверено 8 марта 2010 г.
  34. ^ Роуч, Мэри (2004). Стифф: Любопытная жизнь человеческих трупов , Нью-Йорк: WW Norton & Company. ISBN   0-393-32482-6 .
  35. ^ «Натрий: Избавление от грязи – и жертв убийств» . Новости Би-би-си . 3 мая 2014 г.
  36. ^ Уильям Бут (27 января 2009 г.). « «Стюмейкер» сеет ужас в Мексике» . Вашингтон Пост .
  37. ^ «ATSDR – Рекомендации по медицинскому ведению (MMG): гидроксид натрия» . www.atsdr.cdc.gov . Архивировано из оригинала 28 мая 2010 года.
  38. ^ ПабХим. «Тетрагидроксид алюминия-натрия» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 3 октября 2020 г.
  39. ^ Морфит, Кэмпбелл (1856). Трактат по химии, применимой к производству мыла и свечей . Пэрри и Макмиллан.
  40. ^ «Прямое сравнение: гидроксид калия и гидроксид натрия - сходства, различия и варианты использования» . info.noahtech.com . Архивировано из оригинала 10 октября 2020 г. Проверено 3 октября 2020 г.
  41. ^ «Оценка безопасности неорганических гидроксидов, используемых в косметике» (PDF) . cir-safety.org . 2015 . Проверено 12 мая 2024 г.
  42. ^ «Гидроксид натрия» . rsc.org . 2014 . Проверено 9 ноября 2014 г.
  43. ^ «Малышка без щелока» . Национальный центр домашнего сохранения продуктов питания. Архивировано из оригинала 11 сентября 2011 г. Проверено 15 января 2019 г.
  44. ^ «Оливки: безопасные методы домашнего маринования (приложение / объект в формате PDF)» (PDF) . ucanr.org . 2010. Архивировано из оригинала (PDF) 17 января 2012 года . Проверено 22 января 2012 г.
  45. ^ «Очистка питьевой воды – регулирование pH» . 2011. Архивировано из оригинала 10 августа 2018 года . Проверено 23 июня 2016 г.
  46. ^ Брайан Орам, разыгрывающий (2014). «Проблемы с питьевой водой. Коррозионная вода (свинец, медь, алюминий, цинк и другие)» . Архивировано из оригинала 1 июля 2016 года . Проверено 23 июня 2016 г.
  47. ^ Страница 168 в: Обнаружение ядов и сильнодействующих наркотиков .Автор: Вильгельм Аутенрит.Издатель: Сын П. Блэкистона и компания, 1909 г.
  48. ^ Пубхим. «НАТРИЯ ГИДРОКСИД | NaOH – ПабХим» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 4 сентября 2016 г.
  49. ^ «aluminium_water_гидроген.pdf (приложение/объект PDF)» (PDF) . www1.eere.energy.gov . 2008. Архивировано из оригинала (PDF) 14 сентября 2012 года . Проверено 15 января 2013 г.
  50. ^ Jump up to: а б с Торп, Томас Эдвард, изд., Словарь прикладной химии (Лондон, Англия: Longmans, Green и Co., 1913), том. 5, [1]
  51. ^ См.: История науки и технологий в исламе: описание изготовления мыла.
  52. ^ Английский химик и археолог Генри Эрнест Стэплтон (1878–1962) представил доказательства того, что персидский алхимик и врач Мухаммад ибн Закария ар-Рази (ок. 865–925) знал о гидроксиде натрия. Видеть Стэплтон, Генри Э .; Азо, РФ; Хидаят Хусейн, М. (1927). «Химия в Ираке и Персии в десятом веке нашей эры» Мемуары Азиатского общества Бенгалии . VIII (6): 317–418. OCLC   706947607 . п. 322.
  53. ^ Стэплтон, Генри Э .; Азо, РФ (1905). «Алхимическое оборудование в одиннадцатом веке нашей эры» Мемуары Азиатского общества Бенгалии . Я (4): 47–71. См. сноску 5 на стр. 53. Со с. 53: «5. Карбонат натрия. Кили — это зола некоторых растений, например солянки и солянки…, которые растут вблизи моря или в соленых местах…»
  54. ^ О'Брайен, Томас Ф.; Боммараджу, Тилак В. и Хайн, Фумио (2005) Справочник по хлор-щелочной технологии , том. 1. Берлин, Германия: Шпрингер. Глава 2: История хлорщелочной промышленности, с. 34. ISBN   9780306486241

Библиография

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 3cbf669f687d8439eabaef159dc53012__1719718980
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/3c/12/3cbf669f687d8439eabaef159dc53012.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Sodium hydroxide - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)