Гидроксид натрия: описание и производство
Натрия гидроксид (Na OH), также известный как щелочь или каустическая сода, представляет собой едкое металлическое основание.
Щелочь, каустическая сода обширно употребляется в почти во всех отраслях индустрии, как правило, в качестве мощной хим базы при производстве целлюлозы и бумаги, текстиля, питьевой воды и моющих средств.
Гидроксид натрия также является более распространенным основанием, которые используются в хим лабораториях, так как он может определять значительное число катионов, также для обеспечения щелочных сред для некоторых реакций, которые в данном нуждаются, таковых, как тест Биурета.
Общие характеристики
Чистый гидроксид натрия представляет из себя белое жесткое вещество, доступное в виде пеллет, хлопьев, гранул, также пятьдесят процентов насыщенного раствора. Он расплывается, также просто поглощает углекислый газ из воздуха, потому его следует хранить в герметичном контейнере. Он отлично растворяется в воде с выделением тепла. Кроме того, он растворяется в этаноле и метаноле, однако проявляет наименьшую растворимость в этих растворителях, чем гидроксид калия. Не растворяется в эфире и остальных неполярных растворителях. Раствор гидроксида натрия оставляет желтоватое пятно на ткани и бумаге.
Способы производства
Гидроксид натрия производится (вместе с хлором и водородом) с помощью хлорно-щелочного процесса. Это включает электролиз водного раствора хлорида натрия. Гидроксид натрия накапливается на катоде, где вода восстанавливается до газообразного водорода и гидроксид-иона. Для получения NaOH необходимо предотвратить реакцию NaOH с хлором. Обычно это делается одним из трех способов, из которых мембранно-клеточный процесс является наиболее экономически выгодным.
Процесс ртутного элемента - металлический натрий образует амальгаму на ртутном катоде; этот натрий затем реагирует с водой с образованием NaOH. Были опасения по поводу выбросов ртути, хотя современные заводы утверждают, что они безопасны в этом отношении.
Процесс с мембранной ячейкой - используется стальной катод, а реакция NaOH с Cl 2 предотвращается с помощью пористой диафрагмы. В процессе мембранной ячейки область анода отделена от области катода проницаемой диафрагмой. Рассол вводится в анодное отделение и проходит через диафрагму в катодное отделение. Из ячейки покидает разбавленный едкий рассол. Каустическая сода обычно должна быть сконцентрирована до 50%, а соль удалена. Это делается с помощью испарительного процесса с использованием примерно трех тонн пара на тонну каустической соды. Соль, отделенную от щелочного рассола, можно использовать для насыщения разбавленного рассола. Хлор содержит кислород, и его часто нужно очищать сжижением и испарением.
Процесс мембранной ячейки - аналогично процессу мембранной ячейки, с мембраной Nafion для разделения катодной и анодной реакций. Через мембрану проходят только ионы натрия и немного воды. Производит NaOH более высокого качества. Из трех процессов процесс с мембранной ячейкой требует наименьшего потребления электроэнергии, а количество пара, необходимого для концентрирования щелочи, относительно невелико (менее одной тонны на тонну каустической соды).
Более старый метод производства гидроксида натрия - это процесс ЛеБлана, который производил карбонат натрия с последующим обжигом для получения диоксида углерода и оксида натрия. Этот метод до сих пор иногда используется. Это помогло сделать гидроксид натрия важным товарным химическим веществом.
