Ev Para

Sodyum hidroksit tuzu. Kostik soda nedir: formül, sodyum hidroksit elde etme

sodyum hidroksit, sodyum hidroksit- inorganik bileşik, hidroksit bileşimi NaOH. Beyaz, opak ve çok higroskopik kristallerdir. Suda çok iyi çözünen bir madde, su ile birleştiğinde açığa çıkar. çok sayıda sıcaklık.

Güçlü alkali özellikler gösterir. %1'lik sulu çözeltinin pH değeri 13'tür.

Sodyum hidroksit zehirlidir ve metallere karşı da aşındırıcı olabilir. Bu madde, özellikle yüzey aktif maddeler, kağıt, kozmetik ve ilaçlar olmak üzere çok sayıda ürünün imalatında kullanılır.

Fiziki ozellikleri

Sodyum hidroksit NaOH beyaz bir katıdır. Havada kalan kostik sodyum, havadaki nemi çektiği için kısa sürede dağılacaktır. Madde suda oldukça çözünür, büyük miktarda ısı açığa çıkar.

Metanolde çözünürlük 23,6 g/l'dir (28 °C'de), etanolde ise 14,7 g/l'dir (28 °C).

Kostik soda çözeltisi dokunulduğunda hatalıdır.

Çözümlerin termodinamiği

Sonsuz seyreltik sulu çözelti için çözünme entalpisi -44,45 kJ/mol'dür.

Hidratlar sulu çözeltilerden kristalleşir:

12.3-61.8 ° C'de - NaOH H20 monohidrat (eşkenar dörtgenler, erime noktası 65.1 ° C; yoğunluk 1.829 g / cm; ΔH 0 onaylandı-425,6 kJ/mol)
-28 ... -24 ° C aralığında - heptahidrat NaOH 7H20;
-24 ila -17,7 °C - NaOH pentahidrat 5H20;
-17,7 ila -5,4 °C - NaOH 4H20 tetrahidrat (a-modifikasyonu);
-8,8 ila 15,6 ° C - NaOH 3,5H20 (erime noktası 15,5 ° C).
0 ° C ila 12,3 ° C - dihidrat NaOH 2H20;

Fiş

Tarihsel olarak, sodyum hidroksit üretmenin ilk yöntemi soda Na2C03 ile sönmüş kireç suyu CaO'nun etkileşimiydi:

Reaksiyon karıştırma ve yüksek sıcaklık ile kolaylaştırıldığı için karıştırıcılı çelik reaktörlerde gerçekleştirildi. Ürünler elde edildikten sonra, ürünlerden çözünebilir kalsiyum karbonat ayrıştırıldı ve kalan sodyum hidroksit çözeltisi, hava erişimi olmayan dökme demir kaplarda 180 °C'de buharlaştırıldı. Böylece konsantrasyonu %95'e varan bir çözelti elde etmek mümkün oldu.

1892'de Amerikalı bilim adamı Hamilton Kastner ve Avusturyalı Karl Kellner birbirlerinden bağımsız olarak doğada yaygın olarak kullanılan sodyum klorürün elektrolizi yoluyla hidroksit üretme yöntemini keşfettiler. Reaksiyonların seyri genel denklemle açıklanabilir:

Bu güne kadar bu yöntem, NaOH'un ekstraksiyonu için ana endüstriyel yöntemdir, ancak bazı sentez koşulları modifikasyonlara uğramıştır. Özellikle ürünler ve başlangıç malzemeleri arasındaki reaksiyonları önlemek için çeşitli reaksiyon aşamaları ayrı reaktörlerde gerçekleştirilir veya ayrılır. Bu kritere göre üç ana yöntem vardır: cıva, diyafram ve membran.

cıva süreci

Orijinal NaOH sentez yöntemi katot olarak bir cıva elektrotu kullanır. Katoda varıldığında, sodyum iyonları değişken NaHg n bileşimine sahip sıvı amalgamlar oluşturur:

Amalgamlar reaksiyon sisteminden ayrılır ve başka bir sisteme aktarılır; burada amalgam su ile ayrıştırılarak sodyum hidroksit oluşturulur:

Bu yöntem, %50-73 konsantrasyonda bir NaOH çözeltisi üretir ve pratik olarak kirletici maddelerden (klor, sodyum klorür) arınmıştır. Ayrışma sonucu oluşan cıva elektroda geri döner.

Anotta (grafit veya diğer), klorür iyonları serbest klor oluşumuyla oksitlenir

Ayrıca yan reaksiyonlar da meydana gelir: hidroksit iyonunun oksidasyonu ve klorat iyonunun elektrokimyasal oluşumu. Ortaya çıkan klorun hidrolizi aynı zamanda küçük miktarlarda hipoklorit iyonları da oluşturabilir.

diyafram süreci

Diyafram yönteminde katot ile anot arasındaki boşluk, çözeltilerin ve gazların geçişine izin vermeyen ancak elektrik akımının geçişini ve iyonların geçişini engellemeyen bir bölme ile ayrılır. Bu tür bölmeler olarak genellikle asbest kumaş, gözenekli çimentolar, porselen vb. Kullanılır.

Anot alanına bir NaCl çözeltisi sağlanır: anotta (grafit veya manyetit) klorür iyonları azaltılır ve Na + katyonları (ve kısmen Cl - anyonları) diyaframdan katot alanına göç eder. Katyonların, bir demir veya bakır katot üzerinde suyun indirgenmesiyle oluşan hidroksit iyonlarıyla birleştiği durumlarda:

Sonuç olarak, katot alanından %10-15 (ve yaklaşık %18 NaCl) NaOH içeriğine sahip bir hidroksit ve sodyum klorür karışımı salınır. Buharlaştırma yoluyla hidroksit konsantrasyonunu %50'ye çıkarmak mümkündür ancak klorür içeriği hala önemli düzeydedir. Karışımdan klorürü izole etmek için, kolayca seyreltilmiş amonyum klorür oluşturmak üzere sıvı amonyakla işlenir (ancak bu yöntem yüksek maliyeti nedeniyle yaygın değildir). Karışımın soğutulmasını ve daha fazla susuzlaştırılan NaOH 3.5H20 hidrat kristallerinin ayrılmasından oluşan bir yöntem de kullanılır.

membran süreci

Bu yöntem 1970'lerde DuPont tarafından geliştirildi ve var olan en gelişmiş yöntem olarak kabul ediliyor. Membran prosesinde, reaktör içerisine, katot boşluğuna doğru hareket eden Na+ iyonlarını geçirgen olan ve katot boşluğuna göç eden hidroksit iyonlarının göçünü baskılayan bir katyon değişim membranı yerleştirilir. ters yön- böylece katot boşluğunda NaOH bileşenlerinin konsantrasyonu artar. %30-35'lik bir konsantrasyonun sentez için ekonomik açıdan faydalı olduğu düşünülmektedir ve en yeni membranlar bu değerin %50'ye çıkarılmasına olanak sağlamaktadır.

Bu yöntemde teorik olarak sodyum klorür oluşmaz, ancak klorür iyonlarının zardan nüfuz etmesi yine de gerçekleşebilir.

Katı NaOH elde edilmesi

Katı NaOH (kostik soda), çözeltisinin %0,5-1,5'ten daha az bir su içeriğine kadar buharlaştırılmasıyla elde edilir. İlk olarak, %50'lik bir çözelti vakumda %60'lık bir konsantrasyona kadar buharlaştırılır ve 400 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda ısı transfer ortamı (NaNO2, NaNO3, KNO3 karışımı) kullanılarak %99'luk bir konsantrasyona ulaşılır: çözelti, suyun geri kalanının ayrıldığı ısıtılmış bir buharlaştırma odasına pompalanır.

Pullar

Sodyum hidroksit iki formda mevcuttur: katı ve sıvı. Katı granüler kostik soda, pul büyüklüğü 0,5-2 cm olan beyaz bir katı kütledir, nadir bir kostik soda çözeltisi renksizdir. Ticari açıdan önemli olan %50 sodyum hidroksit çözeltileridir.

Teknik kostik soda aşağıdaki kalitelerde üretilmektedir:

TP - katı cıva;
TD - katı diyafram (sigortalı)
RR - cıva çözeltisi;
РХ - kimyasal çözelti;
RD - diyafram çözümü.

Kimyasal özellikler

Sodyum hidroksit, havadaki nemi aktif olarak emer ve ısıtıldığında ayrışan çeşitli bileşimlerde hidratlar oluşturur:

Çözeltilerde bileşik iyi ayrışır:

Güçlü alkali özellikler gösteren sodyum hidroksit, asitler, asidik ve amfoterik oksitler ve hidroksitlerle kolaylıkla etkileşime girer:

NaOH halojenlerle kolayca etkileşime girer ve yüksek sıcaklıklar- metallerle de:

Zayıf bazların türevleri olan tuzlarla etkileşime girdiğinde karşılık gelen hidroksitler oluşur:

Karbon monoksit ile reaksiyona girerek sodyum format sentezlenir:

Güvenlik gereksinimleri

Kostik soda yangına ve patlamaya karşı dayanıklıdır. Aşındırıcı, aşındırıcı. Vücut üzerindeki etki derecesine göre 2. tehlike sınıfına ait maddelere aittir. Hem katı hem de konsantre çözeltileri çok ciddi yanıklara neden olur. Gözlerdeki alkali ile temas ciddi hastalıklara ve hatta görme kaybına yol açabilir. Cilt, mukoza, göz ile teması halinde ciddi kimyasal yanıklar oluşur. Cilt ile teması halinde zayıf asetik asit solüsyonu ile yıkayın.

Çalışırken koruyucu ekipman kullanın: gözlük, lastik eldiven, kimyasallara dayanıklı kauçuk giysiler.

Başvuru

Sodyum hidroksit birçok endüstride ve günlük yaşamda kullanılır:

Kostik kullanılır kağıt hamuru ve kağıt endüstrisi için kağıt, karton, suni elyaf, lif levha üretiminde selülozun delignifikasyonu (sülfat işlemi).
Yağların sabunlaştırılması için sabun, şampuan ve diğer deterjanların üretimi.İÇİNDE Son zamanlarda sodyum hidroksit bazlı ürünler (50-60 santigrat dereceye ısıtılan potasyum hidroksit ilavesiyle, endüstriyel yıkama alanında paslanmaz çelik ürünleri gres ve diğer yağlı maddelerden ve ayrıca mekanik işlem kalıntılarından temizlemek için kullanılır.
İÇİNDE kimya endüstrileri için asitlerin ve asit oksitlerin nötrleştirilmesi, reaktif veya katalizör olarak kimyasal reaksiyonlar titrasyon için kimyasal analizde, alüminyum aşındırmada ve saf metallerin üretiminde, petrol rafine etme- yağ üretimi için.
Biyodizel yakıt üretimi için - bitkisel yağlardan elde edilen ve geleneksel dizel yakıtın yerine kullanılan bir yakıttır. Biyodizel elde etmek için, dokuz kütle birimi bitkisel yağa bir kütle birimi alkol (yani 9: 1 oranı gözlenir) ve ayrıca bir alkalin katalizör (NaOH) eklenir. Ortaya çıkan ester (esas olarak linoleik asit), yüksek setan sayısıyla sağlanan mükemmel yanıcılık özelliğiyle karakterize edilir. Mineral dizel yakıt% 50-52'lik bir gösterge ile karakterize edilirse, metil eter sırasıyla% 56-58 setandır. Biyodizel üretimi için hammadde çeşitli bitkisel yağlar olabilir: kolza tohumu, soya fasulyesi ve diğerleri, yüksek oranda palmitik asit içerenler hariç ( Palmiye yağı). Üretimi sırasında, esterleştirme işlemi aynı zamanda gıda, kozmetik ve kağıt endüstrilerinde kullanılan veya Solvay yöntemiyle Epiklorohidrin'e işlenen gliserini de üretir.
Nasıl kanalizasyon borularındaki tıkanıklıkları çözen ajan, kuru granüller halinde veya jellerin bir parçası olarak. Sodyum hidroksit tıkanmayı ortadan kaldırır ve borunun aşağısına doğru kolay hareket etmesini kolaylaştırır.
Sivil savunma için gaz giderme ve nötralizasyon zehirli maddeler Sarin de dahil olmak üzere, karbondioksitten dışarı verilen havayı temizlemek için bir solunum cihazında (izole solunum cihazı (IDA)).
Lastik kalıplarını temizlemek için sodyum hidroksit de kullanılır.
Yemek pişirirken: meyve ve sebzelerin yıkanması ve soyulmasında, çikolata ve kakao üretiminde, içecek, dondurma, karamel renklendirmede, zeytinlerin yumuşatılması ve siyah renk verilmesinde, unlu mamuller üretiminde. Şu şekilde kayıtlı: Gıda katkı maddesi E524.
Keratinleşmiş cildin çıkarılması için kozmetolojide: siğiller, papillomlar.

İlgili videolar

İlgili Görseller

Fransız bilim adamı A. L. Duhamel du Monceau bu maddeleri ilk kez ayırt etti: sodyum hidroksit kostik soda, sodyum karbonat - soda külü (külünden çıkarıldığı Salsola Soda bitkisine göre) ve potasyum karbonat - potas olarak adlandırılmaya başlandı. Şu anda sodaya genellikle karbonik asidin sodyum tuzları adı verilmektedir. İngilizce ve Fransızca sodyum kelimesi sodyum, potasyum – potasyum anlamına gelir.

Fiziki ozellikleri

Sodyum hidroksit

Çözümlerin termodinamiği

Δ H0 sonsuz seyreltik sulu çözelti için çözünme -44,45 kJ / mol.

12.3 - 61.8 ° C'deki sulu çözeltilerden monohidrat kristalleşir (eşkenar dörtgen singony), erime noktası 65.1 ° C; yoğunluk 1,829 g/cm³; ΔH 0 sıra-734,96 kJ / mol), -28 ila -24 ° С aralığında - heptahidrat, -24 ila -17,7 ° С - pentahidrat, -17,7 ila -5,4 ° С - tetrahidrat ( α modifikasyonu), -5,4'ten 12,3 °C'ye kadar. Metanolde çözünürlük 23,6 g/l (t=28°C), etanolde 14,7 g/l (t=28°C). NaOH 3.5H20 (erime noktası 15.5 ° C);

Kimyasal özellikler

(genel olarak böyle bir reaksiyon basit bir iyonik denklemle temsil edilebilir, reaksiyon ısının salınmasıyla ilerler (ekzotermik reaksiyon): OH - + H3O + → 2H20.)

hem bazik hem de amfoterik oksitler ile asit özellikleri ve eridiğinde katı maddelerde olduğu gibi alkalilerle reaksiyona girme yeteneği:

ZnO + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2O

ve çözümlerle:

ZnO + 2NaOH (çözelti) + H2O → Na2 (çözelti)+H2

(Ortaya çıkan anyona tetrahidroksozinkat iyonu adı verilir ve çözeltiden izole edilebilen tuz, sodyum tetrahidroksozinkattır. Sodyum hidroksit de diğer amfoterik oksitlerle benzer reaksiyonlara girer.)

asit oksitlerle - tuz oluşumuyla; bu özellik asit gazlarından kaynaklanan endüstriyel emisyonları temizlemek için kullanılır (örneğin: CO 2 , SO 2 ve H 2 S):

2Na + + 2OH - + Cu 2+ + SO 4 2- → Cu(OH) 2 ↓+ Na 2 SO 4

Sodyum hidroksit, metal hidroksitleri çökeltmek için kullanılır. Örneğin jel benzeri alüminyum hidroksit, sulu bir çözelti içinde alüminyum sülfat üzerinde sodyum hidroksit ile etki edilerek bu şekilde elde edilir. Özellikle ince süspansiyonlardan suyun arıtılmasında kullanılır.

Ester hidrolizi

yağlarla (sabunlaşma) bu reaksiyon geri döndürülemez, çünkü alkali ile elde edilen asit sabun ve gliserin oluşturur. Gliserin daha sonra sabun likörlerinden vakumlu buharlaştırma ve elde edilen ürünlerin ilave damıtma saflaştırması yoluyla ekstrakte edilir. Bu sabun yapma yöntemi Ortadoğu'da 7. yüzyıldan beri bilinmektedir:

Yağların sabunlaşma süreci

Yağların sodyum hidroksit ile etkileşimi sonucunda katı sabunlar (kalıp sabun üretmek için kullanılırlar) ve potasyum hidroksit ile yağın bileşimine bağlı olarak katı veya sıvı sabunlar elde edilir.

HO-CH2-CH2OH + 2NaOH → NaO-CH2-CH2-ONa + 2H20

2NaCl + 2H20 \u003d H2 + Cl2 + 2NaOH,

Şu anda kostik alkali ve klor üç elektrokimyasal yöntemle üretilmektedir. Bunlardan ikisi katı asbest veya polimer katotla elektroliz (diyafram ve membran üretim yöntemleri), üçüncüsü ise sıvı katotla elektrolizdir (cıva üretim yöntemi). Pek çok elektrokimyasal üretim yönteminde en kolay ve kullanışlı yöntem cıva katotlu elektrolizdir ancak bu yöntem ciddi zararlara neden olur. çevre metalik cıvanın buharlaşması ve sızması sonucu. Membran üretim yöntemi en verimli, en az enerji tüketen ve en çevre dostu olanıdır, ancak aynı zamanda en kaprisli olanıdır, özellikle daha yüksek saflıkta hammadde gerektirir.

Sıvı cıva katodu ile elektroliz yoluyla elde edilen kostik alkaliler, diyafram yöntemiyle elde edilenlerden çok daha temizdir. Bazı endüstriler için bu önemlidir. Bu nedenle suni elyaf üretiminde yalnızca sıvı cıva katotlu elektrolizle elde edilen kostik kullanılabilir. Dünya pratiğinde, klor ve kostik elde etmek için her üç yöntem de kullanılmaktadır ve membran elektrolizinin payındaki artışa yönelik açık bir eğilim vardır. Rusya'da üretilen toplam kostiğin yaklaşık %35'i cıva katotlu elektrolizle, %65'i ise katı katotlu elektrolizle (diyafram ve membran yöntemleri) üretilmektedir.

Üretim prosesinin verimliliği sadece kostik soda verimi ile değil, aynı zamanda elektroliz sırasında elde edilen klor ve hidrojen verimi ile de hesaplanır, çıkıştaki klor ve sodyum hidroksit oranı 100/110'dur, reaksiyon şu şekilde ilerler: aşağıdaki oranlar:

1,8 NaCl + 0,5 H20 + 2,8 MJ = 1,00 Cl2 + 1,10 NaOH + 0,03 H2,

Temel göstergeler çeşitli metodlarüretim tabloda verilmiştir:

1 ton NaOH başına endeks	cıva yöntemi	diyafram yöntemi	Membran yöntemi
Klor çıkışı %	97	96	98,5
Elektrik (kWh)	3 150	3 260	2 520
NaOH konsantrasyonu	50	12	35
Klorun saflığı	99,2	98	99,3
Hidrojen saflığı	99,9	99,9	99,9
Klordaki O2'nin kütle oranı,%	0,1	1-2	0,3
Cl'nin NaOH içindeki kütle oranı, %	0,003	1-1,2	0,005

Katı katotlu elektrolizin teknolojik şeması

diyafram yöntemi - Katı bir katotlu hücrenin boşluğu, gözenekli bir bölme - bir diyafram - ile hücrenin katot ve anotunun sırasıyla bulunduğu katot ve anot alanına bölünür. Bu nedenle, böyle bir elektrolizöre genellikle diyafram elektrolizörü denir ve üretim yöntemi diyafram elektrolizidir. Doymuş bir anolit akışı sürekli olarak diyafram hücresinin anot alanına girer. Elektrokimyasal işlem sonucunda halitin ayrışması nedeniyle anotta klor, suyun ayrışması nedeniyle katotta hidrojen açığa çıkar. Klor ve hidrojen elektrolizörden karıştırılmadan ayrı ayrı çıkarılır:

2Cl - - 2 e\u003d Cl 2 0, H 2 O - 2 e− 1/2 O2 \u003d H2.

Bu durumda katoda yakın bölge sodyum hidroksit ile zenginleştirilir. Katot bölgesinden, elektrolitik sodalı su adı verilen ve ayrışmamış anolit ve sodyum hidroksit içeren bir çözelti, elektrolizörden sürekli olarak çıkarılır. Açık Sonraki etap elektrolitik kül suyu buharlaştırılır ve içindeki NaOH içeriği standarda uygun olarak %42-50'ye ayarlanır. Halit ve sodyum sülfat, artan sodyum hidroksit konsantrasyonuyla birlikte çökelir. Kostik çözelti çökeltiden boşaltılır ve bitmiş ürün olarak bir depoya veya katı bir ürün elde etmek için buharlaştırma aşamasına aktarılır, ardından eritme, pullama veya granülasyon yapılır. Kristal halit (ters tuz) elektrolize geri döndürülür ve ondan sözde ters tuzlu su hazırlanır. Çözeltilerde sülfat birikmesini önlemek için, geri dönüş tuzlu suyunu hazırlamadan önce sülfat çıkarılır. Anolit kaybı, tuz katmanlarının yer altından süzülmesiyle veya katı halitin çözünmesiyle elde edilen taze tuzlu suyun eklenmesiyle telafi edilir. Ters salamura ile karıştırılmadan önce taze salamura, mekanik süspansiyonlardan ve önemli miktarda kalsiyum ve magnezyum iyonlarından arındırılır. Ortaya çıkan klor, su buharından ayrılır, sıkıştırılır ve klor içeren ürünlerin üretimine veya sıvılaştırmaya beslenir.

Membran yöntemi - Diyaframa benzer, ancak anot ve katot boşlukları bir katyon değişim membranı ile ayrılmıştır. Membran elektrolizi en saf kostiği sağlar.

Teknoloji sistemi elektroliz.

Ana teknolojik aşama elektrolizdir, ana aparat, iletişim yoluyla birbirine bağlanan bir elektrolizör, bir ayrıştırıcı ve bir cıva pompasından oluşan bir elektrolitik banyodur. Elektrolitik banyoda, bir cıva pompasının etkisi altında cıva, elektrolizörden ve ayrıştırıcıdan geçerek dolaşır. Elektrolizörün katotu bir cıva akışıdır. Anotlar - grafit veya düşük aşınma. Cıva ile birlikte bir anolit akışı (bir halit çözeltisi) elektrolizörden sürekli olarak akar. Halitin elektrokimyasal ayrışması sonucunda anotta Cl iyonları oluşur ve klor açığa çıkar:

2Cl - - 2 e= Cl 2 0 ,

elektrolizörden çıkarılır ve cıva katodu üzerinde amalgam adı verilen zayıf bir cıva sodyum çözeltisi oluşturulur:

Na ++ e \u003d Na 0 nNa + + nHg - = Na + Hg

Amalgam sürekli olarak elektrolizörden ayrıştırıcıya akar. Ayrıştırıcıya sürekli olarak iyi arıtılmış su da sağlanır. İçinde, spontan bir elektrokimyasal sürecin bir sonucu olarak sodyum amalgam, cıva, kostik bir çözelti ve hidrojen oluşumu ile neredeyse tamamen su ile ayrışır:

Na + Hg + H20 = NaOH + 1/2H2 + Hg

Bu şekilde elde edilen ticari bir ürün olan kostik çözelti, viskon üretiminde zararlı olan halit safsızlıklarını içermemektedir. Cıva neredeyse tamamen sodyum amalgamdan arındırılır ve elektrolitik hücreye geri döner. Saflaştırma için hidrojen çıkarılır. Elektrolizörden çıkan anolit taze halit ile doyurulur, onunla birlikte gelen yabancı maddeler ve ayrıca anotlardan ve yapısal malzemelerden yıkanır, ondan çıkarılır ve elektrolize geri gönderilir. Yeniden doygunlaştırmadan önce, içinde çözünen klor, iki veya üç aşamalı bir işlemle anolitten ekstrakte edilir.

Elde etmek için laboratuvar yöntemleri

Sodyum hidroksit laboratuvarda üretilir kimyasal yollarla pratik öneminden çok tarihsel önemi olan.

kireç yöntemi Sodyum hidroksit üretimi, bir soda çözeltisinin kireç sütü ile yaklaşık 80 ° C sıcaklıkta etkileşiminden oluşur. Bu işleme kostikleştirme denir; reaksiyonla açıklanmaktadır:

Na 2 C0 3 + Ca (OH) 2 \u003d 2NaOH + CaC0 3

Reaksiyon sonucunda bir sodyum hidroksit çözeltisi ve bir kalsiyum karbonat çökeltisi oluşur. Kalsiyum karbonat çözeltiden ayrılır ve yaklaşık %92 NaOH içeren erimiş bir ürün elde etmek üzere buharlaştırılır. Erimiş NaOH, katılaştığı demir varillere dökülür.

ferritik yol iki reaksiyonla tanımlanır:

Na 2 C0 3 + Fe 2 0 3 = Na 2 0 Fe 2 0 3 + C0 2 (1) Na 2 0 Fe 2 0 3 -f H 2 0 \u003d 2 NaOH + Fe 2 O 3 (2)

(1) - 1100-1200°C sıcaklıkta soda külünün demir oksitle sinterlenmesi işlemi. Bu durumda sodyum zerresi ferrit oluşur ve karbondioksit açığa çıkar. Daha sonra kek, reaksiyon (2)'ye göre su ile işlenir (süzülür); bir sodyum hidroksit çözeltisi ve bir Fe203 çökeltisi elde edilir; bu, çözeltiden ayrıldıktan sonra işleme geri gönderilir. Çözelti yaklaşık 400 g/l NaOH içerir. Yaklaşık %92 NaOH içeren bir ürün elde etmek üzere buharlaştırılır.

Sodyum hidroksit üretmeye yönelik kimyasal yöntemlerin önemli dezavantajları vardır: büyük miktarda yakıt tüketilir, elde edilen kostik soda yabancı maddelerle kirlenir ve cihazın bakımı zahmetlidir. Şu anda, bu yöntemlerin yerini neredeyse tamamen elektrokimyasal üretim yöntemi almıştır.

Kostik soda pazarı

Dünya kostik soda üretimi, 2005

Üretici firma	Üretim hacmi, milyon ton	Dünya üretimindeki pay
DOW	6.363	11.1
Occidental Kimya Şirketi	2.552	4.4
Formosa Plastik	2.016	3.5
PPG	1.684	2.9
Bayer	1.507	2.6
Akzo Nobel	1.157	2.0
Toso	1.110	1.9
Arkema	1.049	1.8
Olin	0.970	1.7
Rusya	1.290	2.24
Çin	9.138	15.88
Diğer	27.559	47,87
Toplam:	57,541	100

Rusya'da GOST 2263-79'a göre aşağıdaki derecelerde kostik soda üretilmektedir:

TR - katı cıva (pul pul);

TD - katı diyafram (kaynaşmış);

RR - cıva çözeltisi;

РХ - kimyasal çözelti;

RD - diyafram çözümü.

Göstergenin adı	TR OKP 21 3211 0400	TD OKP 21 3212 0200	RR OKP 21 3211 0100	РХ 1 dereceli OKP 21 3221 0530	РХ 2 dereceli OKP 21 3221 0540	RD En yüksek derece OKP 21 3212 0320	RD Birinci sınıf OKP 21 3212 0330
Dış görünüş	Ölçeklendirilmiş kütle Beyaz renk. Zayıf renklendirmeye izin verilir	Erimiş beyaz kütle. Zayıf renklendirmeye izin verilir	Renksiz şeffaf sıvı		Renksiz veya renkli sıvı. Kristalize çökeltiye izin verildi	Renksiz veya renkli sıvı. Kristalize çökeltiye izin verildi	Renksiz veya renkli sıvı. Kristalize çökeltiye izin verildi
Sodyum hidroksitin kütle oranı, %, en az	98,5	94,0	42,0	45,5	43,0	46,0	44,0

2005-2006'da Rusya sıvı sodyum hidroksit pazarının göstergeleri

İş adı	2005 bin ton	2006 bin ton	2005 yılındaki pay	2006'daki payı %
JSC "Kaustik", Sterlitamak	239	249	20	20
JSC "Kaustik", Volgograd	210	216	18	18
JSC "Sayanskkhimplast"	129	111	11	9
Usoliekhimprom LLC	84	99	7	8
OAO Sibur-Neftekhim	87	92	7	8
OJSC "Khimprom", Cheboksary	82	92	7	8
VOAO "Khimprom", Volgograd	87	90	7	7
ZAO Ilimkhimprom	70	84	6	7
JSC "KChKhK"	81	79	7	6
NAK "AZOT"	73	61	6	5
OAO Khimprom, Kemerovo	42	44	4	4
Toplam:	1184	1217	100	100

2005-2006 yıllarında Rusya katı kostik soda pazarının göstergeleri

İş adı	2005 ton	2006 ton	2005 yılındaki pay	2006'daki payı %
JSC "Kaustik", Volgograd	67504	63510	62	60
JSC "Kaustik", Sterlitamak	34105	34761	31	33
OAO Sibur-Neftekhim	1279	833	1	1
VOAO "Khimprom", Volgograd	5768	7115	5	7
Toplam:	108565	106219	100	100

Başvuru

Biyodizel

Cod Lutefisk Norveç Anayasa Günü kutlamasında

Fiziki ozellikleri

Sodyum hidroksit NaOH beyaz bir katıdır. Bir parça kostik sodayı havada bırakırsanız, havadaki nemi çektiği için kısa sürede yayılır. Kostik soda suda oldukça çözünür ve büyük miktarda ısı açığa çıkar. Dokunulduğunda kostik soda sabunu çözeltisi.

Çözümlerin termodinamiği

Δ H0 Sonsuz derecede seyreltilmiş sulu çözelti için çözünme −44,45 kJ/mol.

Monohidrat sulu çözeltilerden 12,3-61,8 °C'de (eşkenar dörtgen kristal sistemi) kristalleşir, erime noktası 65,1 °C; yoğunluk 1,829 g/cm³; ΔH 0 sıra-425,6 kJ/mol), -28 ila -24 °C aralığında - heptahidrat, -24 ila -17,7 °C arası - pentahidrat, -17,7 ila -5,4 °C arası - tetrahidrat (α-modifikasyonu), - 5,4 ila 12,3°C. Metanolde çözünürlük 23,6 g/l (t = 28 °C), etanolde 14,7 g/l (t = 28 °C). NaOH 3.5H20 (erime noktası 15.5 ° C);

Kimyasal özellikler

(1) H2S + 2NaOH = Na2S + 2H20 (fazla NaOH ile)

(2) H2S + NaOH = NaHS + H20 (asit tuzu, 1:1 oranında)

(genel olarak böyle bir reaksiyon basit bir iyonik denklemle temsil edilebilir, reaksiyon ısının salınmasıyla ilerler (ekzotermik reaksiyon): OH - + H3O + → 2H20.)

hem bazik hem de asidik özelliklere sahip amfoterik oksitler ve kaynaştıklarında katı maddelerde olduğu gibi alkalilerle reaksiyona girme yeteneği:

ZnO + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2O

ve çözümlerle:

ZnO + 2NaOH (çözelti) + H2O → Na2 (çözelti)

Al(OH)3 + 3NaOH = Na3

2Na + + 2OH − + Cu 2+ + SO 4 2− → Cu(OH) 2 ↓+ Na 2 SO 4

Sodyum hidroksit, metal hidroksitleri çökeltmek için kullanılır. Örneğin jel benzeri alüminyum hidroksit, sulu bir çözelti içinde alüminyum sülfat üzerinde sodyum hidroksit ile etki edilerek, fazla alkaliden kaçınılarak ve çökelti çözülerek bu şekilde elde edilir. Özellikle ince süspansiyonlardan suyun arıtılmasında kullanılır.

4P + 3NaOH + 3H20 → PH3 + 3NaH2P02.

3S + 6NaOH → 2Na2S + Na2S03 + 3H20

Ester hidrolizi

HO-CH2-CH2OH + 2NaOH → NaO-CH2-CH2-ONa + 2H20

Anot: 2Cl - - 2e - → Cl 2 - ana süreç 2H 2 Ö - 2e - → Ö 2 + 4H + 6ClO - + 3H 2 O - 6e - → 2ClO 3 - + 4Cl - + 1.5O 2 + 6H + Katot: 2H20 + 2e - → H2 + 2OH - - ana süreç ClO - + H 2 O + 2e - → Cl - + 2OH - ClO3 - + 3H20 + 6e - → Cl - + 6OH -

Diyafram elektrolizörlerinde anot olarak grafit veya karbon elektrotlar kullanılabilir. Bugüne kadar bunların yerini çoğunlukla rutenyum oksit-titanyum kaplamalı titanyum anotlar (ORTA anotlar) veya diğer düşük tüketimli anotlar almıştır.

Bir sonraki aşamada, elektrolitik sıvı buharlaştırılır ve içindeki NaOH içeriği, ağırlıkça %42-50'lik ticari bir konsantrasyona ayarlanır. standarda uygun olarak.

Na ++ e \u003d Na 0 nNa + + nHg − = Na + Hg

Amalgam sürekli olarak elektrolizörden amalgam ayrıştırıcıya akar. Ayrıştırıcı ayrıca sürekli olarak yüksek oranda saflaştırılmış su ile beslenir. İçinde, spontan bir kimyasal sürecin bir sonucu olarak sodyum amalgam, cıva, kostik bir çözelti ve hidrojen oluşumuyla neredeyse tamamen su tarafından ayrışır:

Na + Hg + H20 = NaOH + 1/2H2 + Hg

Bu şekilde elde edilen ve ticari bir ürün olan kostik çözelti pratikte hiçbir yabancı madde içermez. Cıva neredeyse tamamen sodyumdan arındırılır ve elektrolizöre geri gönderilir. Saflaştırma için hidrojen çıkarılır.

Bununla birlikte, alkali çözeltinin cıva kalıntılarından tamamen arıtılması pratik olarak imkansızdır, bu nedenle bu yöntem metalik cıva ve buharlarının sızıntısıyla ilişkilidir.

için artan talepler Çevre güvenliğiüretimi ve metalik cıvanın yüksek maliyeti, cıva yönteminin, katı bir katotla alkali elde etme yöntemleri, özellikle de membran yöntemi ile kademeli olarak değiştirilmesine yol açmaktadır.

Laboratuar elde etme yöntemleri

Laboratuvarda sodyum hidroksit bazen kimyasal yollarla üretilir, ancak daha yaygın olarak küçük diyafram veya membran tipi elektrolizör kullanılır.

Kostik soda pazarı

Dünya kostik soda üretimi, 2005

Üretici firma	Üretim hacmi, milyon ton	Dünya üretimindeki pay
DOW	6.363	11.1
Occidental Kimya Şirketi	2.552	4.4
Formosa Plastik	2.016	3.5
PPG	1.684	2.9
Bayer	1.507	2.6
Solvay	1.252	2.2
Akzo Nobel	1.157	2.0
Toso	1.110	1.9
Arkema	1.049	1.8
Olin	0.970	1.7
Rusya	1.290	2.24
Çin	9.138	15.88
Diğer	27.559	47,87
Toplam:	57,541	100

Rusya'da GOST 2263-79'a göre aşağıdaki derecelerde kostik soda üretilmektedir:

TR - katı cıva (pul pul);

TD - katı diyafram (kaynaşmış);

RR - cıva çözeltisi;

РХ - kimyasal çözelti;

RD - diyafram çözümü.

Göstergenin adı	TR OKP 21 3211 0400	TD OKP 21 3212 0200	RR OKP 21 3211 0100	РХ 1 dereceli OKP 21 3221 0530	РХ 2 dereceli OKP 21 3221 0540	RD En yüksek derece OKP 21 3212 0320	RD Birinci sınıf OKP 21 3212 0330
Dış görünüş	Ölçekli beyaz renkli kütle. Zayıf renklendirmeye izin verilir	Erimiş beyaz kütle. Zayıf renklendirmeye izin verilir	Renksiz şeffaf sıvı		Renksiz veya renkli sıvı. Kristalize bir çökeltiye izin verilir	Renksiz veya renkli sıvı. Kristalize bir çökeltiye izin verilir	Renksiz veya renkli sıvı. Kristalize bir çökeltiye izin verilir
Sodyum hidroksitin kütle oranı, %, en az	98,5	94,0	42,0	45,5	43,0	46,0	44,0

2005-2006'da Rusya sıvı sodyum hidroksit pazarının göstergeleri

İş adı	2005 bin ton	2006 bin ton	2005 yılındaki pay	2006'daki payı %
JSC "Kaustik", Sterlitamak	239	249	20	20
JSC "Kaustik", Volgograd	210	216	18	18
JSC "Sayanskkhimplast"	129	111	11	9
Usoliekhimprom LLC	84	99	7	8
OAO Sibur-Neftekhim	87	92	7	8
OJSC "Khimprom", Cheboksary	82	92	7	8
VOAO "Khimprom", Volgograd	87	90	7	7
ZAO Ilimkhimprom	70	84	6	7
JSC "KChKhK"	81	79	7	6
NAK "AZOT"	73	61	6	5
OAO Khimprom, Kemerovo	42	44	4	4
Toplam:	1184	1217	100	100

2005-2006 yıllarında Rusya katı kostik soda pazarının göstergeleri

İş adı	2005 ton	2006 ton	2005 yılındaki pay	2006'daki payı %
JSC "Kaustik", Volgograd	67504	63510	62	60
JSC "Kaustik", Sterlitamak	34105	34761	31	33
OAO Sibur-Neftekhim	1279	833	1	1
VOAO "Khimprom", Volgograd	5768	7115	5	7
Toplam:	108565	106219	100	100

Başvuru

Biyodizel

Biyodizel elde edilmesi

Sodyum hidroksit birçok endüstride ve evsel ihtiyaçlarda kullanılır:

Kostik kullanılır kağıt hamuru ve kağıt endüstrisi kağıt, karton, suni elyaf, ahşap elyaf levha üretiminde selülozun delignifikasyonu (sülfat işlemi) için.
Yağların sabunlaştırılması için sabun, şampuan ve diğer deterjanların üretimi. Eski zamanlarda, yıkama sırasında suya kül eklenirdi ve görünüşe göre ev hanımları, külün pişirme sırasında ocağa giren yağ içermesi durumunda bulaşıkların iyi yıkandığını fark ettiler. Sabunculuk mesleğinden (saponarius) ilk kez MS 385 civarında bahsedilmiştir. e. Theodore Priscianus. Araplar 7. yüzyıldan beri yağlardan ve sodadan sabun yapıyorlardı, bugün sabunlar 10 yüzyıl önce nasıl yapılıyorsa aynı şekilde yapılıyor. Şu anda, endüstriyel yıkama alanında paslanmaz çelik ürünleri gres ve diğer yağlı maddelerden ve ayrıca işleme kalıntılarından temizlemek için sodyum hidroksit bazlı ürünler (50-60 santigrat dereceye ısıtılan potasyum hidroksit ilavesiyle) kullanılmaktadır.
İÇİNDE kimya endüstrileri- asitlerin ve asit oksitlerin nötrleştirilmesi için, kimyasal reaksiyonlarda reaktif veya katalizör olarak, titrasyon için kimyasal analizde, alüminyumun aşındırılmasında ve saf metallerin üretiminde, petrol rafine etme- yağ üretimi için.
Biyodizel yakıt üretimi için- Bitkisel yağlardan elde edilir ve geleneksel dizel yakıtın yerine kullanılır. Biyodizel elde etmek için, dokuz kütle birimi bitkisel yağa bir kütle birimi alkol (yani 9: 1 oranı gözlenir) ve ayrıca bir alkalin katalizör (NaOH) eklenir. Ortaya çıkan ester (esas olarak linoleik asit), yüksek setan sayısından dolayı iyi yanıcılık özelliğine sahiptir. Setan sayısı, motor silindirindeki dizel yakıtların kendiliğinden tutuşmasının koşullu bir niceliksel özelliğidir (benzin için oktan sayısının benzeri). Mineral dizel yakıt% 50-52'lik bir gösterge ile karakterize edilirse, o zaman metil eter zaten başlangıçta% 56-58 setana karşılık gelir. Biyodizel üretimi için hammadde çeşitli bitkisel yağlar olabilir: kolza tohumu, soya fasulyesi ve diğerleri, yüksek oranda palmitik asit (palmiye yağı) içerenler hariç. Üretimi sırasında esterleştirme işlemi aynı zamanda gıda, kozmetik ve kağıt endüstrilerinde kullanılan veya Solvay yöntemi kullanılarak epiklorohidrine işlenen gliserini de üretir.
Gibi Kanalizasyon borularındaki tıkanıklıkları çözen madde kuru granüller halinde veya jellerin bir parçası olarak. Sodyum hidroksit tıkanıklığı çözer ve borunun aşağılarına doğru kolayca hareket etmesini kolaylaştırır.
Sivil savunma için gaz giderme ve nötralizasyon Solunum cihazlarında (solunan havayı karbondioksitten temizlemek için izole edilmiş solunum cihazı (IDA)) sarin dahil zehirli maddeler.
Sodyum hidroksit ayrıca odaklama için çinko ile kombinasyon halinde kullanılır.. Bir bakır para, metalik çinko granüllerinin varlığında sodyum hidroksit çözeltisinde kaynatılır, 45 saniye sonra kuruşun rengi gümüşe döner. Bundan sonra, kuruş çözeltiden çıkarılır ve bir brülör alevinde ısıtılır, burada neredeyse anında "altın" olur. Bu değişikliklerin nedenleri şunlardır: çinko iyonları, sodyum hidroksit (eksiklik durumunda) ile reaksiyona girerek Zn (OH) 4 2− oluşturur; bu, ısıtıldığında metalik çinkoya ayrışır ve madeni paranın yüzeyinde çöker. Ve ısıtıldığında çinko ve bakır altın bir alaşım - pirinç oluşturur.
Lastik kalıplarını temizlemek için sodyum hidroksit de kullanılır.
Sodyum hidroksit yasa dışı üretimde de kullanılıyor metamfetaminler ve diğer ilaçlar.
Yemek pişirirken: meyve ve sebzelerin yıkanması ve soyulmasında, çikolata ve kakao üretiminde, içecek, dondurma, karamel renklendirmede, zeytinlerin yumuşatılması ve siyah renk verilmesinde, unlu mamuller üretiminde. Besin takviyesi olarak kayıtlı E524.
Bazı yemekler kostik kullanılarak hazırlanır:
- lutefisk- bir İskandinav balık yemeği - kurutulmuş morina 5-6 gün kostik alkalide ıslatılır ve yumuşak, jöle benzeri bir doku kazanır.
- Çubuk kraker- Alman simitleri - pişirmeden önce, benzersiz bir gevrek oluşumuna katkıda bulunan bir kostik alkali çözeltisi ile işlenirler.
Keratinleşmiş cildin çıkarılması için kozmetolojide: siğiller, papillomlar.

Sodyum hidroksit kullanımına ilişkin önlemler

Sodyum hidroksit yakıcı ve aşındırıcıdır.İkinci tehlike sınıfına ait maddelere aittir. Bu nedenle onunla çalışırken dikkatli olunmalıdır. Cilt, mukoza ve gözlerle teması ciddi kimyasal yanıklara neden olur. Gözlerle temas, optik sinirde geri dönüşü olmayan değişikliklere (atrofi) ve bunun sonucunda görme kaybına neden olur. Mukoza yüzeylerinin kostik alkali ile teması durumunda, etkilenen bölgeyi su akışıyla ve cilt ile teması halinde zayıf bir asetik asit çözeltisiyle yıkamak gerekir. Kostik sodyum ile çalışırken, aşağıdaki koruyucu ekipmanların kullanılması tavsiye edilir: gözleri korumak için kimyasal sıçrama gözlükleri, elleri korumak için lastik eldivenler veya kauçuk yüzeyli eldivenler, vücudu korumak için - kimyasallara dayanıklı vinil emdirilmiş giysiler veya kauçuk giysiler.

Havadaki sodyum hidroksitin MAC değeri 0,5 mg/m³'tür.

Edebiyat

Genel kimya teknolojisi. Ed. I. P. Mukhlenova. Üniversitelerin kimyasal-teknolojik uzmanlıkları için ders kitabı. - M.: Lise.
Genel Kimyanın Temelleri, v. 3, B. V. Nekrasov. - M.: Kimya, 1970.
Genel kimya teknolojisi. Furmer I.E., Zaitsev V.N. - M.: Yüksek Okul, 1978.
Rusya Federasyonu Sağlık Bakanlığı'nın 28 Mart 2003 tarihli Kararı N 126 "Etkisi altında önleyici amaçlarla süt veya diğer eşdeğer gıda ürünlerinin kullanılması tavsiye edilen zararlı üretim faktörleri listesinin onaylanması üzerine. "
Rusya Federasyonu Baş Devlet Sıhhi Doktoru'nun 4 Nisan 2003 tarihli Kararı N 32 “Yasama Hakkında Sıhhi düzenlemeler kargo taşımacılığının organizasyonu için demiryolu taşımacılığı. SP 2.5.1250-03".
21 Temmuz 1997 tarih ve 116-FZ sayılı “Tehlikeli Üretim Tesislerinin Endüstriyel Güvenliği Hakkında” Federal Kanun (18 Aralık 2006'da değiştirildiği şekliyle).
Rusya Federasyonu Doğal Kaynaklar Bakanlığı'nın 2 Aralık 2002 tarihli Kararı N 786 “Federal Atık Sınıflandırma Kataloğunun Onaylanması Hakkında” (30 Temmuz 2003 tarihinde değiştirilen ve eklenen şekliyle).
SSCB Devlet Çalışma Komitesi'nin 25 Ekim 1974 tarihli Kararı N 298 / P-22 "Zararlı çalışma koşullarına sahip, ek izin ve daha kısa çalışma hakkı veren işler, atölyeler, meslekler ve pozisyonlar listesinin onaylanması hakkında gün" (29 Mayıs 1991'de değiştirildiği şekliyle).
Rusya Çalışma Bakanlığı'nın 22 Temmuz 1999 tarihli Kararı N 26 “Kimya endüstrilerindeki işçiler için özel kıyafetlerin, özel ayakkabıların ve diğer kişisel koruyucu ekipmanların ücretsiz dağıtımına ilişkin standart endüstri standartlarının onaylanması hakkında”.
Rusya Federasyonu Baş Devlet Sıhhi Doktorunun 30 Mayıs 2003 tarihli Kararnamesi N 116 GN 2.1.6'nın yürürlüğe girmesi hakkında. atmosferik hava nüfuslu alanlar” (3 Kasım 2005'te değiştirildiği şekliyle).

Asitlerin, bazların ve tuzların suda çözünürlüğü

H+

Li +

K+

Na+

NH4+

Ba 2+

Ca2+

Mg2+

Sr2+

Al 3+

Cr3+

Fe2+

Fe3+

Ni2+

Co2+

Mn2+

Zn2+

Ag+

Hg2+

Hg 2 2+

Pb2+

sn 2+

Cu+

Cu2+

AH-

F-

Cl-

Kardeşim...

BEN-

S2−

SO 3 2−

Sodyum Alkali metallere aittir ve PSE'lerin birinci grubunun ana alt grubunda yer alır. DI. Mendeleev. Atomunun dış enerji seviyesinde, çekirdekten nispeten büyük bir mesafede, alkali metal atomlarının kolayca vazgeçip tek yüklü katyonlara dönüştüğü bir elektron vardır; bu, alkali metallerin çok yüksek kimyasal aktivitesini açıklar.

Alkali elde etmenin yaygın bir yöntemi, tuzlarının (genellikle klorürlerin) eriyiklerinin elektrolizidir.

Bir alkali metal olarak sodyum, düşük sertlik, düşük yoğunluk ve düşük erime noktaları ile karakterize edilir.

Oksijenle etkileşime giren sodyum esas olarak sodyum peroksit oluşturur

2 Na + O2 Na2O2

Peroksitleri ve süperoksitleri aşırı alkali metalle indirgeyerek bir oksit elde edilebilir:

Na2O2 + 2 Na 2 Na2O

Sodyum oksit su ile reaksiyona girerek hidroksit oluşturur: Na2O + H2O → 2 NaOH.

Peroksitler alkali oluşumuyla su ile tamamen hidrolize edilir: Na2O2 + 2 HOH → 2 NaOH + H2O2

Tüm alkali metaller gibi, sodyum da güçlü bir indirgeyici maddedir ve birçok metal olmayan maddeyle (nitrojen, iyot, karbon, soy gazlar hariç) güçlü bir şekilde etkileşime girer:

Kızdırma deşarjında nitrojenle son derece zayıf reaksiyona girerek çok kararsız bir madde olan sodyum nitrür oluşturur.

Normal bir metal gibi seyreltik asitlerle reaksiyona girer:

Konsantre oksitleyici asitlerle indirgeme ürünleri açığa çıkar:

Sodyum hidroksit NaOH (kostik alkali) güçlü bir kimyasal bazdır. Endüstride sodyum hidroksit kimyasal ve elektrokimyasal yöntemlerle üretilir.

Elde etmenin kimyasal yöntemleri:

Bir soda çözeltisinin kireç sütü ile yaklaşık 80 ° C sıcaklıkta etkileşiminden oluşan kireç. Bu işleme kostikleştirme denir; reaksiyondan geçer:

Na2C03 + Ca (OH)2 → 2NaOH + CaC03

İki aşamayı içeren ferritik:

Na2C03 + Fe203 → 2NaFeO2 + C02

2NaFeO 2 + xH 2 O \u003d 2NaOH + Fe 2 O 3 * xH 2 O

Elektrokimyasal olarak sodyum hidroksit, halit çözeltilerinin (çoğunlukla ortak tuz NaCl'den oluşan bir mineral) eş zamanlı hidrojen ve klor üretimi ile elektrolizi ile elde edilir. Bu süreç özet formülle temsil edilebilir:

2NaCl + 2H20 ± 2e- → H2 + Cl2 + 2NaOH

Sodyum hidroksit reaksiyona girer:

1) nötralizasyon:

NaOH + HCl → NaCl + H20

2) çözeltideki tuzlarla değişim:

2NaOH + CuS04 → Cu (OH) 2 ↓ + Na2S04

3) metal olmayanlarla reaksiyona girer

3S + 6NaOH → 2Na2S + Na2S03 + 3H20

4) metallerle reaksiyona girer

2Al + 2NaOH + 6H20 → 3H2 + 2Na

Sodyum hidroksit çeşitli endüstrilerde, örneğin hamurlaştırmada, sabun üretiminde yağların sabunlaştırılmasında yaygın olarak kullanılır; dizel yakıt üretiminde vb. kimyasal reaksiyonlar için katalizör olarak.

Sodyum karbonat ya Na2C03 (soda külü) formunda ya da kristalli Na2C03 * 10H20 (kristalli soda) formunda ya da NaHC03 bikarbonat (içme sodası) formunda üretilir.

Soda çoğunlukla reaksiyona dayalı olarak amonyak-klorür yöntemiyle üretilir:

NaCl + NH4HCO3 ↔NaHC03 + NH4Cl

Pek çok endüstri sodyum karbonat tüketmektedir: kimya, sabun, kağıt hamuru ve kağıt, tekstil, gıda vb.

· Sodyum hidroksit kullanımına ilişkin önlemler · Literatür ·

Sodyum hidroksit endüstriyel olarak kimyasal ve elektrokimyasal yöntemlerle üretilebilir.

Sodyum hidroksit elde etmek için kimyasal yöntemler

İLE kimyasal yöntemler sodyum hidroksit üretimi kalkerli ve ferritik içerir.

Sodyum hidroksit üretmeye yönelik kimyasal yöntemlerin önemli dezavantajları vardır: çok fazla enerji taşıyıcısı tüketilir, ortaya çıkan kostik soda, yabancı maddelerle ağır şekilde kirlenir.

Günümüzde bu yöntemlerin yerini neredeyse tamamen elektrokimyasal üretim yöntemleri almıştır.

kireç yöntemi

Sodyum hidroksit üretimi için kireç yöntemi, bir soda çözeltisinin sönmüş kireç ile yaklaşık 80 ° C sıcaklıkta etkileşiminden oluşur. Bu işleme kostikleştirme denir; reaksiyondan geçer:

Na2C03 + Ca (OH) 2 \u003d 2NaOH + CaC03

Reaksiyon sonucunda bir sodyum hidroksit çözeltisi ve bir kalsiyum karbonat çökeltisi elde edilir. Kalsiyum karbonat çözeltiden ayrılır ve kütlenin yaklaşık %92'sini içeren erimiş bir ürün elde etmek üzere buharlaştırılır. NaOH. NaOH eritilip demir varillere döküldükten sonra burada katılaşır.

ferrit yöntemi

Sodyum hidroksit üretimine yönelik ferritik yöntem iki aşamadan oluşur:

Na2C03 + Fe203 \u003d 2NaFeO2 + CO2
2NaFeO 2 + xH 2 O \u003d 2NaOH + Fe 2 O 3 * xH 2 O

Reaksiyon 1, soda külünün demir oksit ile 1100-1200 °C sıcaklıkta sinterlenmesi işlemidir. Ayrıca sodyum zerresi oluşur ve karbondioksit açığa çıkar. Daha sonra kek, reaksiyon 2'ye göre suyla işlenir (süzülür); bir sodyum hidroksit çözeltisi ve bir Fe203 *xH20 çökeltisi elde edilir ve çözeltiden ayrıldıktan sonra işleme geri gönderilir. Ortaya çıkan alkali çözelti yaklaşık 400 g/l NaOH içerir. Kütlenin yaklaşık %92'sini içeren bir ürün elde etmek üzere buharlaştırılır. NaOH ve ardından granül veya pul şeklinde katı bir ürün elde edin.

Sodyum hidroksit üretimi için elektrokimyasal yöntemler

Elektrokimyasal olarak sodyum hidroksit elde edilir halit çözeltilerinin elektrolizi(esas olarak sofra tuzu NaCl'den oluşan bir mineral) eş zamanlı olarak hidrojen ve klor üretimi ile. Bu süreç özet formülle temsil edilebilir:

2NaCl + 2H20 ± 2e - → H2 + Cl2 + 2NaOH

Kostik alkali ve klor üç elektrokimyasal yöntemle üretilir. Bunlardan ikisi katı katotla elektroliz (diyafram ve membran yöntemleri), üçüncüsü ise sıvı cıva katotla elektrolizdir (cıva yöntemi).

Klor ve kostik elde etmenin üç yöntemi de dünya üretim uygulamalarında kullanılmaktadır ve membran elektrolizinin payının artmasına yönelik açık bir eğilim bulunmaktadır.

Rusya'da üretilen tüm kostiklerin yaklaşık %35'i cıva katotlu elektrolizle, %65'i ise katı katotlu elektrolizle üretilmektedir.

diyafram yöntemi

Klor ve kül suyu üretimi için eski bir diyafram elektrolitik hücrenin şeması: A- anot, İÇİNDE- izolatörler, İLE- katot, D- gazlarla dolu alan (anotun üstünde - klor, katodun üstünde - hidrojen), M- diyafram

Proses ve elektrolizör için yapısal malzemelerin düzenlenmesi açısından elektrokimyasal yöntemlerin en basiti, sodyum hidroksit üretimine yönelik diyafram yöntemidir.

Diyafram elektrolitik hücresindeki tuz çözeltisi sürekli olarak anot boşluğuna beslenir ve genellikle çelik bir katot ızgarası üzerinde biriktirilen ve bazı durumlarda az miktarda polimer elyafın eklendiği bir asbest diyaframından akar.

Birçok elektrolizör tasarımında, katot tamamen anolit tabakasının (anot boşluğundan gelen elektrolit) altına daldırılır ve katot ızgarasında salınan hidrojen, diyaframdan anot boşluğuna girmeden gaz boruları kullanılarak katodun altından çıkarılır. ters akıntı nedeniyle.

Karşı akış, diyafram hücresi tasarımının çok önemli bir özelliğidir. Anot alanından katot alanına gözenekli bir diyafram aracılığıyla yönlendirilen karşı akım akışı sayesinde kül suyu ve klorun ayrı ayrı elde edilmesi mümkün hale gelir. Karşı akım akışı, OH iyonlarının anot boşluğuna difüzyonunu ve göçünü engellemek için tasarlanmıştır. Karşı akım miktarı yetersizse, anot alanında büyük miktarlarda hipoklorit iyonu (ClO -) oluşmaya başlar ve bundan sonra anotta klorat iyonu ClO3 -'e oksitlenebilir. Klorat iyonunun oluşumu, klorun mevcut verimliliğini ciddi şekilde azaltır ve bu sodyum hidroksit üretme yönteminin önemli bir yan işlemidir. Oksijenin salınması da zararlıdır, bu da anotların tahrip olmasına ve karbon malzemelerden yapılmışlarsa fosgen safsızlıklarının klorun içine girmesine yol açar.

Anot: 2Cl - 2e → Cl 2 - ana süreç 2H 2 Ö - 2e - → Ö 2 + 4H + Katot: 2H 2 Ö + 2e → H 2 + 2OH - ana süreç ClO - + H 2 O + 2e - → Cl - + 2OH - ClO3 - + 3H20 + 6e - → Cl - + 6OH -

Bir sonraki aşamada, elektrolitik sıvı buharlaştırılır ve içindeki NaOH içeriği, ağırlıkça %42-50'lik ticari bir konsantrasyona ayarlanır. standarda uygun olarak.

Sofra tuzu, sodyum sülfat ve diğer safsızlıklar, çözeltideki konsantrasyonları çözünürlük sınırlarının üzerine çıktığında çökelir. Kostik çözelti çökeltiden boşaltılır ve bitmiş ürün olarak depoya aktarılır veya katı bir ürün elde etmek için buharlaştırma aşamasına devam edilir, ardından eritme, pullama veya granülasyon yapılır.

Tersi, yani bir çökelti halinde kristalleştirilen sofra tuzu, işleme geri döndürülür ve ondan sözde ters tuzlu su hazırlanır. Çözeltilerde yabancı maddelerin birikmesini önlemek için, geri dönüş tuzlu suyunu hazırlamadan önce yabancı maddeler ayrılır.

Anolit kaybı, tuz katmanlarının yer altından liç edilmesiyle elde edilen taze tuzlu suyun, önceden safsızlıklardan arındırılmış bişofit gibi mineral tuzlu suların veya halitin çözülmesiyle elde edilen taze tuzlu suyun eklenmesiyle telafi edilir. Ters salamura ile karıştırılmadan önce taze salamura, mekanik süspansiyonlardan ve önemli miktarda kalsiyum ve magnezyum iyonlarından arındırılır.

Ortaya çıkan klor, su buharından ayrılır, sıkıştırılır ve klor içeren ürünlerin üretimine veya sıvılaştırmaya beslenir.

Nispeten basitliği ve düşük maliyeti nedeniyle, sodyum hidroksit üretimine yönelik diyafram yöntemi endüstride hala yaygın olarak kullanılmaktadır.

Membran yöntemi

Sodyum hidroksit üretimi için membran yöntemi enerji açısından en verimli yöntemdir ancak aynı zamanda organize edilmesi ve çalıştırılması zordur.

Elektrokimyasal prosesler açısından membran yöntemi diyafram yöntemine benzer, ancak anot ve katot boşlukları anyon geçirimsiz katyon değişim membranı ile tamamen ayrılmıştır. Bu özellik sayesinde diyafram yöntemine göre daha saf likörler elde etmek mümkün hale gelir. Bu nedenle membran elektrolizörde diyafram hücresinin aksine bir değil iki akış vardır.

Diyafram yönteminde olduğu gibi anot boşluğuna bir tuz çözeltisi akışı girer. Ve katotta deiyonize su var. Aynı zamanda hipoklorit ve klorat iyonları ve klorun safsızlıklarını da içeren katot alanından ve pratik olarak safsızlık içermeyen ve ticari konsantrasyona yakın olan ve enerji maliyetlerini azaltan anot alanından - kül suyu ve hidrojenden tükenmiş bir anolit akışı akar. buharlaşması ve saflaştırılması için.

Membran elektroliziyle üretilen alkali, neredeyse cıva katot yöntemiyle üretilen alkali kadar iyidir ve yavaş yavaş cıva yöntemiyle üretilen alkalinin yerini alır.

Aynı zamanda, besleme tuzu (hem taze hem de dolaşımdaki) ve su çözeltisi, mümkün olduğunca her türlü yabancı maddeden ön olarak temizlenir. Bu tür kapsamlı bir temizlik, polimerik katyon değişim membranlarının yüksek maliyeti ve bunların besleme çözeltisindeki yabancı maddelere karşı hassasiyeti tarafından belirlenir.

Ek olarak, iyon değişim membranlarının sınırlı geometrik şekli ve buna ek olarak düşük mekanik mukavemeti ve termal stabilitesi, membran elektroliz tesislerinin nispeten karmaşık tasarımlarını büyük ölçüde belirlemektedir. Aynı sebepten dolayı membran tesisleri en karmaşık otomatik kontrol ve yönetim sistemlerine ihtiyaç duyar.

Membran elektrolizör şeması.

Sıvı katotlu cıva yöntemi

Alkali üretmek için elektrokimyasal yöntemler arasında en çok etkili yol cıva katodu ile elektrolizdir. Sıvı cıva katodu ile elektroliz yoluyla elde edilen alkaliler, diyafram yöntemiyle elde edilenlerden çok daha temizdir (bu, bazı endüstriler için kritik öneme sahiptir). Örneğin, yapay elyafların üretiminde yalnızca yüksek saflıkta kostik kullanılabilir) ve membran yöntemiyle karşılaştırıldığında, cıva yöntemiyle alkali elde etme işleminin organizasyonu çok daha basittir.

Cıva elektrolizörünün şeması.

Cıva elektrolizi için kurulum, cıva ileten iletişimlerle birbirine bağlanan bir elektrolizör, bir amalgam ayrıştırıcı ve bir cıva pompasından oluşur.

Elektrolizörün katotu, bir pompa tarafından pompalanan cıva akışıdır. Anotlar - grafit, karbon veya düşük aşınma (ORTA, TDMA veya diğerleri). Cıva ile birlikte, elektrolizörden sürekli olarak bir besleme sofra tuzu akışı akar.

Anotta, klor iyonları elektrolitten oksitlenir ve klor açığa çıkar:

2Cl - 2e → Cl 2 0 - ana süreç 2H 2 Ö - 2e - → Ö 2 + 4H + 6ClO - + 3H 2 O - 6e - → 2ClO 3 - + 4Cl - + 1.5O 2 + 6H +

Klor ve anolit elektrolizörden uzaklaştırılır. Elektrolizörden çıkan anolit taze halit ile doyurulur, beraberinde gelen yabancı maddeler buradan uzaklaştırılır ve ayrıca anotlardan ve yapısal malzemelerden yıkanarak elektrolize geri döndürülür. Doymadan önce içinde çözünmüş olan klor anolitten ekstrakte edilir.

Katotta, cıvada zayıf bir sodyum çözeltisi (sodyum amalgam) oluşturan sodyum iyonları azalır:

Na ++ e \u003d Na 0 nNa + + nHg = Na + Hg

Na + Hg + H20 = NaOH + 1/2H2 + Hg

Bununla birlikte, alkali çözeltinin cıva kalıntılarından tamamen arıtılması pratik olarak imkansızdır, bu nedenle bu yöntem metalik cıva ve buharlarının sızıntısıyla ilişkilidir.

Üretimin çevre güvenliğine yönelik artan gereksinimler ve metalik cıvanın yüksek maliyeti, cıva yönteminin, katı bir katotla alkali üretme yöntemlerinin, özellikle de membran yönteminin kademeli olarak değiştirilmesine yol açmaktadır.

Laboratuar elde etme yöntemleri

Laboratuvarda sodyum hidroksit bazen kimyasal yollarla üretilir, ancak daha yaygın olarak küçük diyafram veya membran tipi elektrolizör kullanılır.