Що таке гідроксид натрію, з чим взаємодіє і для чого використовується?
Серед усього розмаїття хімічних речовин є чимало справжніх універсалів, без яких складно уявити наше життя. Один із них – гідроксид натрію, також відомий як каустична сода, каустик або їдкий натр. Гідроксид натрію – це одна з найважливіших хімічних сполук у промислова хімія, що має широкий спектр застосування: у легкій та важкій промисловості, водопідготовці та навіть у лабораторних дослідженнях, а також для вирішення побутових задач.
Що таке гідроксид натрію?
Гідроксид натрію – біла кристалічна речовина, що добре розчиняється у воді з виділенням тепла. Його хімічна формула – NaOH, складається з трьох елементів, а його молярну масу нескладно порахувати:
· Na (натрій) – 22, 99 г/моль;
· O (кисень) – 16 г/моль;
· H (водень) – 1,01 г/моль.
Загальна сума складає 40 г/моль.
Зовні кристалічний гідроксид натрію може мати вигляд білих гранул, пластівців або лусочок. Основні його фізичні властивості:
· Повністю дисоціює у воді, утворюючи лужний розчин.
· Гігроскопічність – на відкритому повітрі речовина має властивість поглинати вологу та вуглекислий газ.
· Температура плавлення – 318 – 323°C.
· Температура кипіння – 1388 °C.
Важливо пам’ятати, що гідроксид натрію належить до високонебезпечних речовин хімічна продукція (II клас небезпеки). Під час контакту їдкого натру з водою відбувається екзотермічна реакція з виділенням тепла. Контакт людини з розчином натрію гідроксиду не менш небезпечний, може стати причиною серйозних хімічних опіків. Тож під час роботи із цим реактивом або його водним розчином не варто забувати про використання засобів індивідуального захисту – спецодягу, гумових рукавичок, захисного щитка, щоб уникнути потрапляння речовини на шкіру чи слизові.
Форми випуску
Гідроксид натрію надходить у продаж у вигляді кристалічної речовини або водного розчину.
· Лусочки – одна з найбільш поширених твердих форм їдкого натру, у такому вигляді його легко дозувати та готувати розчин. Але через високу гігроскопічність, вона потребує герметичної упаковки.
· Гранульований гідроксид натрію має більш однорідну структуру в порівнянні з лусочками, що зручно для механізованої подачі та дозування на механізованих технологічних лініях. Твердий гідроксид натрію надходить у продаж в мішках вагою по 25 кг.
Не менш затребувана – рідка форма. Є водні розчини натрій гідроксиду, які відрізняються за концентрацією:
· Розчини 30% – використовуються в технологічних процесах, що потребують помірної лужності, для нейтралізації кислот або обробки сировини.
· Розчини 40% – затребувані у виробництві мила, нафтохімії, металургії, текстильній промисловості, регулюванні pH води, травленні металів, видаленні стійких забруднень.
· Розчини 50% – кристалізуються при 12 – 15°C, є високо концентрованими розчинами, які вимагають ретельного дотримання техніки безпеки, застосовуються в очищенні нафтопродуктів, виготовленні деяких видів паперу, обробці хімічних волокон.
З чим взаємодіє гідроксид натрію?
Гідроксид натрію – сильна основа, луг, що вступає в хімічні реакції обміну та реакцію нейтралізації з різними класами хімічних сполук. Інформацію про те, якнатрій гідроксид взаємодіє зосновними класами неорганічних сполук, ви дізнаєтесь з наведеної таблиці.
Речовина, що реагує з натрій гідроксидом
|
Тип реакції |
Речовина, що реагує з натрій гідроксидом |
Що утворюється? |
|
Нейтралізація |
Кислоти (HCl, H2SO4) |
Сіль + вода, залежно від співвідношення інгредієнтів, це можуть бути середні або кислі солі |
|
|
Кислотні оксиди (CO2, SO2) |
Сіль + вода (сульфати, карбонати) |
|
Реакція обміну |
Деякі солі |
Гідроксид + сіль |
|
Реакція окислення |
Амфотерні метали (Al, Zn) |
В розплаві: сіль + водень, в розчині комплексна сіль + водень |
|
Реакція обміну |
Амфотерні оксиди й гідроксиди (Al2O3, Al(OH)3, ZnO |
Комплексна сіль + гідроксид металу |
Знання хімічних властивостей дозволяє з максимальною ефективністю використовувати, безпечно транспортувати та зберігати агресивну речовину – каустичну соду.
У якості чого використовують гідроксид натрію?
У гідроксиду натрію надзвичайно широка сфера застосування:
· Очищення і підготовка води, регулювання кислотно-лужного балансу – каустична сода допомагає підтримувати робочі параметри води в технологічних лініях, системах охолодження. У комплексній технології підготовки води часто використовується сумісно з коагулянтами, флокулянтами та перекисом водню, а також незамінна для нейтралізації стічних вод.
· Переробка нафти – для нейтралізації кислот, очищення обладнання, технологічних реакцій.
· Целюлозно-паперова промисловість – для виготовлення паперу, картону, ДСП, штучних волокон.
· Хімічна промисловість – миловаріння, виготовлення шампунів, побутових миючих засобів, у технологіях хімічного синтезу.
· В харчовій промисловості – харчова добавка E524, для обробки какао, оливок, процесу карамелізації.
· В текстильній промисловості – у технології мерсеризації ниток або тканин.
· Для виробництва біодизелю.
Служби житлово-комунального господарства використовують розчин або гранули їдкого натру для прочищення засмічення каналізаційних труб.
Гідроксид натрію в промисловості та водопідготовці в Україні
В Україні гідроксид натрію є затребуваним компонентом багатьох технологічних процесів, але одна з найважливіших галузей використання речовини – водопідготовка, у якій він допомагає ефективно розв’язувати декілька задач:
· Регулювання pH – вода з природних джерел може мати нейтральний або кислий рівень рН, що провокує корозію трубопроводів та обладнання. Додавання каустичної соди дозволяє коригувати кислотність води.
· Видалення карбонатної жорсткості (солі кальцію і магнію) та переведення їх у нерозчинну форму для подальшого виведення фільтрацією або відстоюванням.
· Осадження важких металів – додавання каустичної соди підвищує pH стоків (зокрема в металообробці та гальваніці), зв'язуючи іони важких металів у нерозчинні гідроксиди для їхньої подальшої фільтрації.
Отже, українську промисловість, від хімпрому та нафтопереробки до виготовлення учнівських зошитів, неможливо уявити без застосування гідроксиду натрію – важливого компоненту багатьох технологічних процесів.