У сучасному світі неможливе життя без хімічних реакцій, які протікають всюди і носять як корисний, так і небезпечний характер. Згідно періодичної таблиці хімічних елементів Менделєєва Д. І., метали 1 групи головної підгрупи, в число яких входить і натрій (Na), бурхливо реагують з водою, утворюючи лугу – хімічно активні речовини.

Поняття про лугах

Розчинні у воді гідроксиди активних металів – луги – їдкі і досить небезпечні хімічні речовини. За своєю формою вони тверді, білого кольору. Розчиняючись у воді, ці підстави виділяють тепло. Також лугу здатні руйнувати шкіру, деревину, тканини, в результаті чого і отримали тривіальне назва «їдкі», яке зазвичай застосовується тільки до гидроксидам лужних металів. До найбільш відомим лугів відносяться гідроксиди натрію (NaOH), калію (КОН), літію (LiOH), барію (Ba(OH)2), цезію (CsOH), кальцію (Ca(OH)2) і деякі інші.

Гідроксид натрію: характеристика

Їдкий натр – це тривіальна назва гідроксиду натрію – одного з найпоширеніших лугів. Вона відноситься до небезпечних хімічних речовин, тому що легко роз’їдає шкіру людини, тому потрібно дотримуватися необхідних заходів безпеки при роботі з нею. Також гідроксид натрію іноді називають каустичною содою, або каустиком. Як і всі інші луги, він добре взаємодіє з водою з виділенням тепла і являє собою біле, гігроскопічна, тобто здатне поглинати водяні пари з повітря, що з’єднання. Щільність їдкого натру становить 2,13 г/см3.

Реакційна здатність

Розчин їдкого натру може вступати в реакції різного типу, утворюючи інші речовини.

1. При взаємодії цього з’єднання з кислотами завжди утворюються сіль і вода:

NaOH + HCl = NaCl2 + H2O.

2. Їдкий натр здатний реагувати з кислотними та амфотерними оксидами металів (в розчині і при сплавленні), також утворюючи відповідну сіль і воду:

  • 2NaOH + SO3 = Na2SO4 + H2O (SO3 – кислотний оксид);
  • 2NaOH + ZnO = Na2ZnO2 + H2O (ZnO – амфотерний оксид, дана реакція проходить при сплавці і нагріванні).
Дивіться також:  Єгерські полки – прообраз сучасного спецназу

При взаємодії гідроксиду натрію з розчином амфотерного оксиду утворюється розчинна комплексна сіль.

3. Реакція лугу з амфотерними гідроксидами також призводить до утворення розплаву або комплексної натрієвої солі в залежності від умов її проведення.

4. Шляхом взаємодії каустику з солями отримують натрієві і відповідний нерозчинний у воді гідроксид.

  • 2NaOH + MgCl2 = 2NaCl + Mg(OH)2 (гідроксид магнію – нерозчинна у воді підстава).

5. Гідроксид натрію здатний реагувати і з неметалами, наприклад, із сіркою або галогенами з утворенням суміші натрієвих солей, а також з амфотерними металами з утворенням комплексних солей, залізом і міддю.

  • 3S + 6NaOH = 2Na2S + Na2SO4 + 3H2O.

6. Їдкий натр здатний вступати у взаємодію і з органічними речовинами, наприклад: ефірами, амідами, багатоатомними спиртами.

  • 2C2H6O2 + 2NaOH = C2H4O2Na2 + 2H2O (продукт реакції – алкоголят натрію).

Отримання

Існує кілька методів одержання їдкого натру в промисловості, основними з яких є хімічні і електрохімічні.

В основу першого методу входять кілька способів: піроліз, вапняний і феритний.

1. Піроліз проводиться при прожарюванні карбонату натрію при високій температурі (не менше 1000 градусів) з утворенням оксиду натрію і вуглекислого газу. Далі одержаний охолоджений оксид розчиняють у воді, внаслідок чого і виходить їдкий натр.

  • Na2CO3 = Na2O + CO2 (при 1000 градусів);
  • Na2O + H2O = 2NaOH.

Іноді замість карбонату натрію використовують його гідрокарбонат, і процес, відповідно, проходить трохи складніше.

2. Вапняний метод отримання гідроксиду натрію полягає у взаємодії натрієвої солі вугільної кислоти з гідроксидом кальцію (гашеним вапном) при нагріванні до температури не менше 80 градусів. В результаті такої взаємодії виходять розчини лугу і карбонату кальцію (CaCO3), який потім фільтрується від основного розчину.

  • Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaCO3.

3. Феритний метод проводиться в два етапи: спочатку здійснюється сплавлення соди з оксидом заліза III при температурі до 1200 градусів для отримання фериту натрію, потім останній обробляють водою, в результаті чого виходить луг.

  • Na2CO3 + Fe2O3 = 2NaFeO2 + CO2;
  • 2NaFeO2 + 2H2O = 2NaOH + Fe2O3*H2O.
Дивіться також:  Значення слова індиго: таємниця незвичайних дітей

При електрохімічному метод одержання їдкого натру також застосовуються декілька способів: електроліз розчину кухонної солі (NaCl), діафрагмовий, мембранний і ртутний метод з рідким катодом. Останні три способи є більш складними в порівнянні з першим, але всі вони пов’язані з пропусканням через розчин відповідних солей електричного струму, тобто з електролізом.

Найпоширеніший метод отримання лугу – електроліз розчину галіту, що складається з кухонної солі, в результаті чого на аноді і катоді виділяються хлор і водень, і виходить гідроксид натрію:

  • 2NaCl + 2H2O = H2 + Cl2 + 2NaOH.

В лабораторії каустичну соду також отримують хімічними способами, але найчастіше використовуються діафрагмовий і мембранний методи.

Застосування

Їдкий натр знаходить застосування не тільки у різних галузях промисловості, але і в побуті. Його застосовують:

  • При виробництві миючих засобів.
  • Для нейтралізації кислот або в якості каталізатора в хімічних галузях промисловості.
  • Для приготування біодизельного палива, яке є більш екологічно чистим, ніж звичайне дизельне.
  • З нього роблять сухі гранули, з допомогою яких очищають каналізаційні труби і раковини від харчових засмічень.
  • Їдкий натр застосовується і при виготовленні продуктів харчування, наприклад, хліба або какао. Його використовують в якості добавки до їжі.
  • У косметології речовину застосовують для видалення мертвих ділянок шкіри.
  • Для прискореної обробки фотографій.
  • Технічний їдкий натр широко використовується в хімічній, нафтохімічній, нафтопереробній, целюлозно-паперової, гірничодобувної, текстильної, харчової та багатьох інших галузях промисловості.
  • Запобіжні заходи

    Їдкий натр — сильне підставу. Воно може легко пошкодити не тільки тканина, але і шкіру людини, що буде супроводжуватися опіками. При роботі з цією речовиною необхідно дотримувати певні заходи безпеки, а саме:

    • Необхідно носити спеціальні гумові рукавички, окуляри для запобігання попадання розчину на руки і очі.
    • Потрібно ходити в одязі, яка буде стійка до хімічних сполук і не дозволить їм потрапити на шкіру тіла. Зазвичай такий одяг оброблена полівінілхлоридом.
    Дивіться також:  Джерело — це що таке: тлумачення