Справочник химика 21
Каустическая сода: производство и применение
Гидроксид натрия
В год в мире производится и потребляется около 57 млн тонн едкого натра. Интересна история тривиальных названий как гидроксида натрия, так и других щелочей. До XVII века щёлочью фр. В настоящее время содой принято называть натриевые соли угольной кислоты. Гидроксид натрия — белое твёрдое вещество. Хорошо растворяется в воде, при этом выделяется большое количество теплоты. Раствор едкого натра мылок на ощупь. Менделеева , KOH едкое кали , Ba OH 2 едкий барит , LiOH , RbOH , CsOH , а также гидроксид одновалентного таллия TlOH. Щёлочность основность определяется валентностью металла, радиусом внешней электронной оболочки и электрохимической активностью: Чем больше гидроксид-ионов находится в растворе, тем сильнее щёлочь и тем интенсивнее окраска индикатора. Гидроксид натрия используется для осаждения гидроксидов металлов. К примеру, так получают гелеобразный гидроксид алюминия , действуя гидроксидом натрия на сульфат алюминия в водном растворе, при этом избегая избытка щёлочи и растворения осадка. Его и используют, в частности, для очистки воды от мелких взвесей. Гидроксид натрия вступает в реакцию с алюминием, цинком , титаном. Он не реагирует с железом и медью металлами, которые имеют низкий электрохимический потенциал. Эта реакция использовалась в первой половине XX века в воздухоплавании: Глицерин впоследствии извлекается из подмыльных щёлоков путём вакуум-выпарки и дополнительной дистилляционной очистки полученных продуктов. Этот способ получения мыла был известен на Ближнем Востоке с VII века. В результате взаимодействия жиров с гидроксидом натрия получают твёрдые мыла они используются для производства кускового мыла , а с гидроксидом калия либо твёрдые, либо жидкие мыла в зависимости от состава жира. К химическим методам получения гидроксида натрия относятся пиролитический, известковый и ферритный. Химические методы получения гидроксида натрия имеют существенные недостатки: Полученный оксид натрия охлаждают и очень осторожно реакция происходит с выделением большого количества тепла добавляют воду:. Этот процесс называется каустификацией и проходит по реакции:. В результате реакции получается раствор гидроксида натрия и осадок карбоната кальция. Затем NaOH плавят и разливают в железные барабаны, где он кристаллизуется. NaOH, а затем получают твёрдый продукт в виде гранул или хлопьев. Электрохимически гидроксид натрия получают электролизом растворов галита минерала, состоящего в основном из поваренной соли NaCl с одновременным получением водорода и хлора. Этот процесс можно представить суммарной формулой:. Едкая щёлочь и хлор вырабатываются тремя электрохимическими методами. В мировой производственной практике используются все три метода получения хлора и каустика с явной тенденцией к увеличению доли мембранного электролиза. Наиболее простым, из электрохимических методов, в плане организации процесса и конструкционных материалов для электролизера, является диафрагменный метод получения гидроксида натрия. Раствор соли в диафрагменном электролизере непрерывно подаётся в анодное пространство и протекает через, как правило, нанесённую на стальную катодную сетку асбестовую диафрагму, в которую, иногда, добавляют небольшое количество полимерных волокон. Во многих конструкциях электролизеров катод полностью погружен под слой анолита электролита из анодного пространства , а выделяющийся на катодной сетке водород отводится из под катода при помощи газоотводных труб, не проникая через диафрагму в анодное пространство благодаря противотоку. Именно благодаря противоточному потоку направленному из анодного пространства в катодное через пористую диафрагму становится возможным раздельное получение щёлоков и хлора. Противоточный поток рассчитывается так, чтобы противодействовать диффузии и миграции OH - ионов в анодное пространство. Если величина противотока недостаточна, тогда в анодном пространстве в больших количествах начинает образовываться гипохлорит-ион ClO - , который, затем, может окисляться на аноде до хлорат-иона ClO 3 -. Образование хлорат-иона серьёзно снижает выход по току хлора и является основным побочным процессом в этом методе получения гидроксида натрия. Также вредит и выделение кислорода, которое, к тому же, ведёт к разрушению анодов и, если они из углеродных материалов, попаданию в хлор примесей фосгена. В качестве анода в диафрагменных электролизерах может использоваться графитовый или угольный электроды. На сегодня их, в основном, заменили титановые аноды с окисно-рутениево-титановым покрытием аноды ОРТА или другие малорасходуемые. Поваренная соль, сульфат натрия и другие примеси при повышении их концентрации в растворе выше их предела растворимости выпадают в осадок. Раствор едкой щёлочи декантируют от осадка и передают в качестве готового продукта на склад или продолжают стадию упаривания для получения твёрдого продукта, с последующим плавлением, чешуированием или грануляцией. Обратную, то есть кристаллизовавшуюся в осадок, поваренную соль возвращают назад в процесс, приготавливая из неё так называемый обратный рассол. От неё, во избежание накапливания примесей в растворах, перед приготовлением обратного рассола отделяют примеси. Убыль анолита восполняют добавкой свежего рассола, получаемого подземным выщелачиванием соляных пластов, минеральных рассолов типа бишофита , предварительно очищенного от примесей или растворением галита. Свежий рассол перед смешиванием его с обратным рассолом очищают от механических взвесей и значительной части ионов кальция и магния. Полученный хлор отделяется от паров воды, компримируется и подаётся либо на производство хлорсодержащих продуктов, либо на сжижение. Благодаря относительной простоте и дешевизне диафрагменный метод получения гидроксида натрия до сих пор широко используется в промышленности. Мембранный метод производства гидроксида натрия наиболее энергоэффективен, однако сложен в организации и эксплуатации. С точки зрения электрохимических процессов мембранный метод подобен диафрагменному, но анодное и катодное пространства полностью разделены непроницаемой для анионов катионообменной мембраной. Благодаря этому свойству становится возможным получение более чистых, чем в случае с диафрагменного метода, щелоков. Поэтому в мембранном электролизере, в отличие от диафрагменного, не один поток, а два. В анодное пространство поступает, как и в диафрагменном методе, поток раствора соли. Щёлочь, получаемая с помощью мембранного электролиза, практически не уступает по качеству получаемой при помощи метода с использованием ртутного катода и постепенно заменяет щёлочь, получаемую ртутным методом. Однако, питающий раствор соли как свежий, так и оборотный и вода предварительно максимально очищается от любых примесей. Такая тщательная очистка объясняется высокой стоимостью полимерных катионообменных мембран и их уязвимостью к примесям в питающем растворе. Кроме того, ограниченная геометрическая форма а также низкая механическая прочность и термическая стойкость ионообменных мембран во многом определяют сравнительно сложные конструкции установок мембранного электролиза. По той же причине мембранные установки требуют наиболее сложных систем автоматического контроля и управления. В ряду электрохимических методов получения щёлоков самым эффективным способом является электролиз с ртутным катодом. Щёлоки, полученные при электролизе с жидким ртутным катодом, значительно чище полученных диафрагменным способом для некоторых производств это критично. Например, в производстве искусственных волокон можно применять только высокочистый каустик , а по сравнению с мембранным методом организация процесса при получении щёлочи ртутным методом гораздо проще. Установка для ртутного электролиза состоит из электролизёра, разлагателя амальгамы и ртутного насоса, объединённых между собой ртутепроводящими коммуникациями. Катодом электролизёра служит поток ртути, прокачиваемой насосом. Вместе с ртутью через электролизёр непрерывно течёт поток питающего поваренной соли. На аноде происходит окисление ионов хлора из электролита , и выделяется хлор:. Хлор и анолит отводится из электролизёра. Анолит, выходящий из электролизёра, донасыщают свежим галитом, извлекают из него примеси, внесённые с ним, а также вымываемые из анодов и конструкционных материалов, и возвращают на электролиз. Перед донасыщением из анолита извлекают растворённый в нём хлор. На катоде восстанавливаются ионы натрия, которые образуют слабый раствор натрия в ртути амальгаму натрия:. Амальгама непрерывно перетекает из электролизёра в разлагатель амальгамы. В разлагатель также непрерывно подаётся высоко очищенная вода. В нём амальгама натрия в результате самопроизвольного химического процесса почти полностью разлагается водой с образованием ртути, раствора каустика и водорода:. Полученный таким образом раствор каустика, являющийся товарным продуктом, практически не содержит примесей. Ртуть почти полностью освобождается от натрия и возвращается в электролизер. Водород отводится на очистку. Растущие требования к экологической безопасности производств и дороговизна металлической ртути ведут к постепенному вытеснению ртутного метода методами получения щелочи с твёрдым катодом, в особенности мембранным методом. В лаборатории гидроксид натрия иногда получают химическими способами, но чаще используется небольшой электролизёр диафрагменного или мембранного типа. В России согласно ГОСТ производятся следующие марки натра едкого:. Оно относится к веществам второго класса опасности. Поэтому при работе с ним требуется соблюдать осторожность. При попадании на кожу, слизистые оболочки и в глаза образуются серьёзные химические ожоги. Попадание в глаза вызывает необратимые изменения зрительного нерва атрофию и, как следствие, потерю зрения [4]. При попадании едкого натра в глаза следует немедленно промыть их сначала слабым раствором борной кислоты, а затем водой. При работе с едким натром рекомендуется следующие защитные средства: Материал из Википедии — свободной энциклопедии. Гидроксид натрия Общие Традиционные названия едкий натр, каустик, каустическая сода, едкая щёлочь Хим. Железная соль Трилона Б. Щёлочи Пищевые добавки Соединения натрия Фотографические реактивы. Статьи с переопределением значения из Викиданных Википедия: Статьи с источниками из Викиданных Страницы, использующие волшебные ссылки ISBN. Навигация Персональные инструменты Вы не представились системе Обсуждение Вклад Создать учётную запись Войти. Пространства имён Статья Обсуждение. Просмотры Читать Править Править вики-текст История. В других проектах Викисклад. Эта страница последний раз была отредактирована 10 июня в Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike ; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия. Свяжитесь с нами Политика конфиденциальности Описание Википедии Отказ от ответственности Разработчики Соглашение о cookie Мобильная версия.
Справочник химика 21 Химия и химическая технология Статьи Рисунки Таблицы О сайте Реклама. Определить процентную концентрацию едкого натра в растворе. Прежде чем приступить к анализу, нужно рассчитать величину навески. Для лучшей сходимости результатов рекомендуется приготовлять большие объемы анализируемого раствора 0,5—1,0 л. Концентрация раствора всегда должна быть близкой к концентрации рабочего раствора в данном случае 0,1 н. Следовательно, для приготовления 0,5 л раствора нужно взять навеску Данные о плотности водных растворов едкого натра различной концентрации приведены в Приложении 1. Применяется для очистки газа от СО2 и НгЗ. Растворы едкого натра каустической соды вызывают химичеокие ожоги кожи. Действие раствора тем сильнее, чем выше его концентрация и температура. При попадании щелочи на кожу следует обмыть пораженный участок большим количеством воды под напором. Особенно опасно попадание едкого натра В глаза. К работе следует приступать только в специальной одежде хлопчатобумажные брюки и куртка , резиновых сапогах или галошах, в резиновых перчатках и головном уборе. Глаза должны быть защищены предохранительными очками. При наливании или растворении каустической соды необходимо дополнительно одевать резиновый фартук. При этом будет происходить нежелательное снижение концентрации щелочи. С уменьшением концентрации едкого натра в католите увеличиваются затраты на его переработку в товарную каустическую соду. С большим количеством анолита в катодное пространство будет переноситься также значительное количество растворенного хлора , который взаимодействует со щелочью, образуя гипохлорит, восстанавливающийся на катоде. Поэтому выбирают такие условия процесса электролиза , при которых суммарные потери выхода по току из-за миграции гидроксильных ионов и проникания хлора в катодное пространство будут наименьшими. На ряде установок используют раствор регенерированной щелочи, получаемой при переработке фенолятов. Такие растворы не могут быть использованы в производствах, потребляющих едкий натр. Перевозка разбавленных растворов NaOH с примесями соли и соды привела бы к непроизводительным затратам и излишней загрузке транспорта. Так, при транспортировании электролитического щелока на 1 т едкого натра пришлось бы перевозить около 9 т балласта — воды и соли. Опыт показывает , что таким способом можно получить плавленую каустическую соду непосредственно из разлагателя амальгамы []. Более концентрированный расплав можно получить в более мощной установке. Так, например, применяя для разложения амальгамы в пиле вместо чугунных решеток графитовые палочки, как это делает в своих ваннах Вильдерман см. У нас в Союзе такие опыты успешно осуществил в заводском масштабе инж. Значительно ускоряет процесс разложения амальгамы присутствие некоторых катализаторов. Вопрос находится еще в стадии изучения. В Союзе этим вопросом занимается проф. Концентрация едкого натра в растворе 90— г л. Непрореагировавшая кальцинированная сода при выпарке выпадает в осадок и выводится для повторного использования. Кроме того, хотя сильное увеличение скорости потока анолита и позволяет полностью исключить проникновение ионов ОН- в анодное пространство , однако это не приводит к повышению выхода по току. С большим количеством анолита в катодное пространство будет переноситься также значительное количество растворенного в нем хлора, который взаимодействует со щелочью, образуя гипохлорит, восстанавливающийся на катоде. Водород, выделяющийся на насадке, барботпрует через раствор едкого натра , заполняющий разлагатель, и при этом может приводить в движение графитовую насадку. Происходит измельчение кусков графита, трущихся друг о друга, и загрязнение каустической соды графитовой пылью. Во избежание этого явления , ухудшающего качество каустической соды и условия работы разлагателя, применяют специальные приспособления, прижимающие графитовую насадку и обеспечивающие ее неподвижность. Диафрагменным методом получают растворы едкого натра , которые даже при выпарке до концентрации о и тщательном осветлении содержат значительное количество загрязняющих примесей. Поэтому растворы едкого натра концентрируют, выпаривая из них воду. При дальнейшем обезвоживании упаренного раствора до полного удаления воды в плавильных котлах , обогреваемых горячими газами , или в выпарных аппаратах , обогреваемых высококипящими органическими теплоносителями , получают твердую плавленую каустическую соду каустик. Растворимость поваренной соли в растворах едкого натра уменьшается также с понижением температуры раствора схм. В 1 варочном аппарате жир омыляют раствором щелочи с получением натриевого или калиевого мыла. Для приготовления натриевого мыла в варочный аппарат с паровым подогревом и интенсивным перемешиванием загружают расчетное количество технического стеарина и такое же количество воды. По окончании омыления, о котором можно судить по оседанию пены, концентрацию натриевого мыла доводят до требуемой подачей в котел холодной воды. Особенно сильной коррозии подвергаются сварные швы. Твердая поваренная соль , находящаяся в циркулирующем растворе , способствует механическому износу и эрозии трубок выпарных аппаратов. Коррозия усиливается с повышением концентрации едкого натра и температуры раствора. Поэтому выпарные аппараты , центрифуги, наиболее ответственные участки труб и арматуры изготовляют из нержавеющей стали марки 1Х18Н9Т. Применяют также греющие трубки из хромистой стали марки Х При повышении концентрации едкого натра в исходной электролитической щелочи на 10 г л NaOH расход пара может быть снижен на 0, -0,4 т около 0,25 млн. Соответственно сокращаются расход воды и электроэнергии и повышается производительность выпарных установок. Известно, что растворимость поваренной соли в растворах едкого натра уменьшается с понижением температуры. Поэтому чем ниже температура каустической соды , тем меньше потери соли. При получении едкого натра диафрагменным электролизом колебания нагрузки как возмущающее воздействие дойдут и до системы автоматического регулирования вьшарной установки через изменение концентрации NaOH в электролитической щелочи. Это возмущение, правда, будет значительно ослаблено промежуточными емкостями усреднение концентрации NaOH. Выпуск этим предприятием соды каустической более высокого сорта сдерживается из-за недостаточно стабильной работы горизонтальных разлагателей, что не позволяет поддерживать высокую концентрацию едкого натра в воде каустической в соответствии с ГОСТ Очевидно, что предприятию следует ускорить работы по замене горизонатльных разлагателей электролизеров Р Для более полного протекания реакции в раствор соды для повышения температуры впускали пар. Процесс каустификации протекал при непрерывном перемешивании посредством специальной мешалки , которой были снабжены реакционные аппараты , а также при вдувании воздуха, что, как мы уже говорили выше, содействовало окислению находящихся в щелоке сернистых соединений. Процесс продолжался 12 часов, после чего раствор едкого натра поступал в отстойники, а затем на фильтры для очистки от твердых примесей. Расплавленный едкий натр вычерпывали из горшков и разлизали в железные барабаны, которые после застывания продукта запаивали. Чтобы соли щелочноземельных металлов не отлагались в разлагателе на графитовых пластинках и не вызывали потерю их активности, вода, используемая для разложения, должна быть очищена от солей жесткости. Очистка воды необходима также в связи с требованиями, предъявляемыми к чистоте получаемой каустической соды. Обычно удовлетворяются катионитовой очисткой воды на сульфоугле иногда для разложения амальгамы используют конденсат технического пара. В течение 3—15 мин в зависимости от химического состава прутков и концентрации раствора поверхность прутка становится чистой и на ней видны поверхностные дефекты.
Какими словами поздравить друга
Предложение сотрудничества на английском образец
Что сделать с тюльпанами когда они отцвели
Зуд кожи на ногах фото
Расписание автобуса 18 братск