Что такое натр едкий? Плотность натра едкого

В современном мире невозможна жизнь без химических реакций, которые протекают повсюду и носят как полезный, так и опасный характер. Согласно периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева, металлы 1 группы главной подгруппы, в число которых входит и натрий (Na), бурно реагируют с водой, образуя щелочи – химически активные вещества.

Понятие о щелочах

Растворимые в воде гидроксиды активных металлов – щелочи – едкие и довольно опасные химические вещества. По своей форме они твердые, белого цвета. Растворяясь в воде, эти основания выделяют тепло. Также щелочи способны разрушать кожу, древесину, ткани, в результате чего и получили тривиальное название "едкие", которое обычно применяется только к гидроксидам щелочных металлов. К наиболее известным щелочам относятся гидроксиды натрия (NaOH), калия (KOH), лития (LiOH), бария (Ba(OH)₂), цезия (CsOH), кальция (Ca(OH)₂) и некоторые другие.

Гидроксид натрия: характеристика

Едкий натр – это тривиальное название гидроксида натрия – одной из самых распространенных щелочей. Она относится к опасным химическим веществам, потому что легко разъедает кожу человека, поэтому нужно соблюдать необходимые меры безопасности при работе с ней. Также гидроксид натрия иногда называют каустической содой, или каустиком. Как и все остальные щелочи, он хорошо взаимодействует с водой с выделением тепла и представляет собой белое, гигроскопичное, то есть способное поглощать водяные пары из воздуха, соединение. Плотность едкого натра составляет 2,13 г/см³.

Реакционная способность

Раствор едкого натра может вступать в реакции разного типа, образуя другие вещества.

1. При взаимодействии этого соединения с кислотами всегда образуются соль и вода:

NaOH + HCl = NaCl₂ + H₂O.

2. Едкий натр способен реагировать с кислотными и амфотерными оксидами металлов (в растворе и при сплавлении), также образуя соответствующую соль и воду:

• 2NaOH + SO₃ = Na₂SO₄ + H₂O (SO₃ – кислотный оксид);
• 2NaOH + ZnO = Na₂ZnO₂ + H₂O (ZnO – амфотерный оксид, данная реакция проходит при сплавлении и нагревании).

При взаимодействии гидроксида натрия с раствором амфотерного оксида образуется растворимая комплексная соль.

3. Реакция щелочи с амфотерными гидроксидами также приводит к образованию расплава или комплексной натриевой соли в зависимости от условий ее проведения.

4. Путем взаимодействия каустика с солями получают натриевые и соответствующий нерастворимый в воде гидроксид.

• 2NaOH + MgCl₂ = 2NaCl + Mg(OH)₂ (гидроксид магния – нерастворимое в воде основание).

5. Гидроксид натрия способен реагировать и с неметаллами, например с серой или галогенами с образованием смеси натриевых солей, а также с амфотерными металлами с образованием комплексных солей, железом и медью.

• 3S + 6NaOH = 2Na₂S + Na₂SO₄ + 3H₂O.

6. Едкий натр способен вступать во взаимодействие и с органическими веществами, например: эфирами, амидами, многоатомными спиртами.

• 2C₂H₆O₂ + 2NaOH = C₂H₄O₂Na₂ + 2H₂O (продукт реакции – алкоголят натрия).

Получение

Существует несколько методов получения едкого натра в промышленности, основными из которых являются химические и электрохимические.

В основу первого метода входят несколько способов: пиролиз, известковый и ферритный.

1. Пиролиз проводится при прокаливании карбоната натрия при высокой температуре (не менее 1000 градусов) с образованием оксида натрия и углекислого газа. Далее полученный охлажденный оксид растворяют в воде, в результате чего и получается едкий натр.

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

Иногда вместо карбоната натрия используют его гидрокарбонат, и процесс, соответственно, проходит немного сложнее.

2. Известковый метод получения гидроксида натрия заключается во взаимодействии натриевой соли угольной кислоты с гидроксидом кальция (гашеной известью) при нагревании до температуры не менее 80 градусов. В результате такого взаимодействия получаются растворы щелочи и карбоната кальция (CaCO₃), который затем отфильтровывается от основного раствора.

• Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ = 2NaOH + CaCO_3.

3. Ферритный метод проводится в два этапа: сначала осуществляется сплавление соды с оксидом железа III при температуре до 1200 градусов для получения феррита натрия, затем последний обрабатывают водой, в результате чего получается щелочь.

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

При электрохимическом методе получения едкого натра также применяются несколько способов: электролиз раствора поваренной соли (NaCl), диафрагменный, мембранный и ртутный метод с жидким катодом. Последние три способа являются более сложными по сравнению с первым, но все они связаны с пропусканием через раствор соответствующих солей электрического тока, то есть с электролизом.

Самый распространенный метод получения щелочи – электролиз раствора галита, состоящего из поваренной соли, в результате чего на аноде и катоде выделяются хлор и водород, и получается гидроксид натрия:

• 2NaCl + 2H₂O = H₂ + Cl₂ + 2NaOH.

В лаборатории каустическую соду также получают химическими способами, но чаще всего используются диафрагменный и мембранный методы.

Применение

Едкий натр находит применение не только в различных отраслях промышленности, но и в быту. Его применяют:

1. При производстве моющих средств.
2. Для нейтрализации кислот или в качестве катализатора в химических отраслях промышленности.
3. Для приготовления биодизельного топлива, которое является более экологически чистым, чем обычное дизельное.
4. Из него делают сухие гранулы, с помощью которых очищают канализационные трубы и раковины от пищевых засоров.
5. Едкий натр применим и при изготовлении продуктов питания, например хлеба или какао. Его используют в качестве добавки к пище.
6. В косметологии вещество применяют для удаления мертвых участков кожи.
7. Для ускоренной обработки фотографий.
8. Технический едкий натр широко используется в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной, горнодобывающей, текстильной, пищевой и многих других отраслях промышленности.

Меры предосторожности

Едкий натр - сильное основание. Оно может легко повредить не только ткань, но и кожу человека, что будет сопровождаться ожогами. При работе с этим веществом необходимо соблюдать определенные меры безопасности, а именно:

• Необходимо носить специальные резиновые перчатки, очки для предотвращения попадания раствора на руки и глаза.
• Нужно ходить в одежде, которая будет устойчива к химическим соединениям и не позволит им попасть на кожу тела. Обычно такая одежда обработана поливинилхлоридом.