Kaj je kavstična soda? Gostota natrijevega hidroksida

2024 Avtor: Angel Austin | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-02 17:55

V sodobnem svetu je življenje nemogoče brez kemičnih reakcij, ki potekajo povsod in so tako koristne kot nevarne. Po periodnem sistemu kemičnih elementov D. I. Mendelejeva kovine 1. skupine glavne podskupine, ki vključujejo natrij (Na), burno reagirajo z vodo in tvorijo alkalije - kemično aktivne snovi.

Koncept alkalij

Vodotopni hidroksidi aktivnih kovin - alkalije - jedke in precej nevarne kemikalije. So enobarvne in bele barve. Te baze, ki se raztopijo v vodi, sproščajo toploto. Alkalije so sposobne tudi uničiti kožo, les, tkanine, zaradi česar so prejele trivialno ime "kavstična", ki se običajno uporablja samo za hidrokside alkalijskih kovin. Najbolj znane alkalije vključujejo natrijeve (NaOH), kalijeve (KOH), litijeve (LiOH), barije (Ba(OH)₂), cezija (CsOH), kalcija (Ca(OH)_{2) in nekateri drugi.}

Natrijev hidroksid: značilnosti

Kavstična soda je nepomembnaime natrijevega hidroksida - ena najpogostejših alkalij. Spada med nevarne kemikalije, saj zlahka razjeda človeško kožo, zato morate pri delu z njim upoštevati potrebne varnostne ukrepe. Tudi natrijev hidroksid včasih imenujemo kavstična soda ali kavstična. Tako kot vse druge alkalije dobro sodeluje z vodo s sproščanjem toplote in je bela, higroskopna, torej sposobna absorbirati vodno paro iz zraka. Gostota kavstične sode je 2,13 g/cm³.

Reaktivnost

Raztopina kavstične sode lahko vstopi v reakcije različnih vrst, pri čemer nastane druge snovi.

1. Ko ta spojina reagira s kislinami, vedno nastaneta sol in voda:

NaOH + HCl=NaCl₂ + H_2O.

2. Kavstična soda lahko reagira s kislimi in amfoternimi kovinskimi oksidi (v raztopini in pri taljenju), pri čemer tvori tudi ustrezno sol in vodo:

• 2NaOH + SO₃=Na₂SO₄ + H ₂O (SO_{3 – kislinski oksid);}
• 2NaOH + ZnO=Na₂ZnO₂ + H_{2O (ZnO – amfoterni oksid, ta reakcija poteka s fuzijo in segrevanjem).}

Ko natrijev hidroksid reagira z raztopino amfoternega oksida, nastane topna kompleksna sol.

3. Reakcija alkalij z amfoternimi hidroksidi vodi tudi do tvorbe taline ali kompleksne natrijeve soli, odvisno od njenih pogojev.

4. Z reakcijo kavstika s solmi dobimo natrij in ustrezen v vodi netopen hidroksid.

• 2NaOH + MgCl₂=2NaCl + Mg(OH)_{2 (magnezijev hidroksid je v vodi netopna baza).}

5. Natrijev hidroksid lahko reagira tudi z nekovinami, kot so žveplo ali halogeni, da tvori mešanico natrijevih soli, kot tudi z amfoternimi kovinami, da tvori kompleksne soli, železo in baker.

• 3S + 6NaOH=2Na₂S + Na₂SO₄ + 3H _2O.

6. Kavstična soda lahko komunicira tudi z organskimi snovmi, na primer: estri, amidi, polihidrični alkoholi.

• 2C₂H₆O₂ + 2NaOH=C₂ H₄O₂Na₂ + 2H_{2 O (reakcijski produkt je natrijev alkoholat).}

Prejmi

Obstaja več metod za proizvodnjo kavstične sode v industriji, glavni sta kemični in elektrokemični.

Prva metoda temelji na več metodah: piroliza, apno in ferit.

1. Piroliza se izvaja s kalciniranjem natrijevega karbonata pri visoki temperaturi (vsaj 1000 stopinj) s tvorbo natrijevega oksida in ogljikovega dioksida. Nato nastali ohlajen oksid raztopimo v vodi, zaradi česar dobimo kavstično sodo.

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

Včasih se namesto natrijevega karbonata uporablja natrijev bikarbonat, zato je postopek nekoliko bolj zapleten.

2. Apnena metoda za proizvodnjo natrijevega hidroksida je interakcija natrijeve soli ogljikove kisline s kalcijevim hidroksidom (gašeno apno), ko se segreje na temperaturo najmanj 80 stopinj. Kot rezultat te interakcije dobimo raztopine alkalij in kalcijevega karbonata (CaCO_{3), ki se nato filtrirajo iz glavne raztopine.}

• Na₂CO₃ + Ca(OH)₂=2NaOH + CaCO _3.

3. Feritna metoda se izvaja v dveh fazah: najprej se soda zlije z železovim oksidom III pri temperaturah do 1200 stopinj, da dobimo natrijev ferit, nato se slednji obdela z vodo, kar povzroči alkalijo.

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

Pri elektrokemični metodi pridobivanja kavstične sode se uporablja tudi več metod: elektroliza raztopine natrijevega klorida (NaCl), diafragma, membrana in živosrebrova metoda s tekočo katodo. Zadnje tri metode so bolj zapletene od prve, vendar so vse povezane s prehajanjem električnega toka skozi raztopino ustreznih soli, torej z elektrolizo.

Najpogostejša metoda za proizvodnjo alkalij je elektroliza raztopine halita, sestavljene iz namizne vodesol, zaradi katere se na anodi in katodi sprostita klor in vodik ter dobimo natrijev hidroksid:

• 2NaCl + 2H₂O=H₂ + Cl_{2 + 2NaOH.}

V laboratoriju se kavstična soda proizvaja tudi s kemičnimi metodami, vendar se najpogosteje uporabljajo diafragmske in membranske metode.

Prijava

Kavstična soda se ne uporablja samo v različnih panogah, ampak tudi v vsakdanjem življenju. Uporablja se:

1. Pri proizvodnji detergentov.
2. Za nevtralizacijo kisline ali kot katalizator v kemični industriji.
3. Za proizvodnjo biodizla, ki je okolju prijaznejši od običajnega dizla.
4. Iz njega izdelujejo suhe granule, s pomočjo katerih čistijo kanalizacijske cevi in korita pred zamašitvami hrane.
5. Kavstična soda se uporablja tudi pri proizvodnji živil, kot sta kruh ali kakav. Uporablja se kot prehransko dopolnilo.
6. V kozmetologiji se snov uporablja za odstranjevanje odmrle kože.
7. Za hitrejšo obdelavo fotografij.
8. Tehnična kavstična soda se pogosto uporablja v kemični, petrokemični, rafinaciji nafte, celuloze in papirja, rudarstvu, tekstilni, živilski in mnogih drugih industrijah.

Previdnostni ukrepi

Kavstična soda je močna osnova. Z lahkoto lahko poškoduje ne samo tkivo, ampak tudi človeško kožo, kar bo spremljaloopekline. Pri delu s to snovjo je treba upoštevati nekatere varnostne ukrepe, in sicer:

• Nositi je treba posebne gumijaste rokavice, očala, da preprečite, da bi raztopina prišla na roke in oči.
• Nositi morate oblačila, ki bodo odporna na kemične spojine in ne bodo dovolila, da pridejo na kožo telesa. Običajno so takšna oblačila obdelana s PVC.