Wstęp

Przyszedłeś do sklepu, próbując kupić mydło bezzapachowe. Naturalnie, aby zrozumieć, które produkty z tej serii mają zapach, a które nie, należy wziąć do ręki każdą butelkę mydła i zapoznać się z jego składem i właściwościami. W końcu wybraliśmy ten właściwy, jednak przeglądając różne składy mydeł zauważyliśmy dziwną tendencję – na prawie wszystkich butelkach widniał napis: „Struktura mydła zawiera wodorotlenek sodu”. To standardowa historia zapoznawania się większości ludzi z wodorotlenkiem sodu. Część ludzi „splunie i zapomni”, a niektórzy będą chcieli dowiedzieć się o nim więcej. To właśnie dla nich dzisiaj opowiem czym jest ta substancja.

Definicja

Wodorotlenek sodu (wzór NaOH) jest najpowszechniejszą zasadą na świecie. Dla porównania: zasada jest zasadą dobrze rozpuszczalną w wodzie.

Nazwa

W różnych źródłach można go nazwać wodorotlenkiem sodu, sodą kaustyczną, sodą kaustyczną, sodą kaustyczną lub zasadą kaustyczną. Chociaż nazwę „zasada żrąca” można zastosować do wszystkich substancji z tej grupy. Dopiero w XVIII wieku nadano im odrębne nazwy. Istnieje również „odwrócona” nazwa opisywanej obecnie substancji – wodorotlenek sodu, zwykle używana w ukraińskich tłumaczeniach.

Nieruchomości

Jak już powiedziałem, wodorotlenek sodu jest dobrze rozpuszczalny w wodzie. Jeśli wrzucisz choćby jego kawałek do szklanki z wodą, po kilku sekundach zapali się i sycząco „biega” i „przeskakuje” po jej powierzchni (zdjęcie). I tak będzie, dopóki całkowicie się w nim nie rozpuści. Jeśli po zakończeniu reakcji zanurzysz rękę w powstałym roztworze, będzie on w dotyku mydlany. Aby dowiedzieć się, jak silna jest zasada, zanurza się w niej wskaźniki - fenoloftaleinę lub oranż metylowy. Fenoloftaleina w nim staje się szkarłatna, a oranż metylowy zmienia kolor na żółty. Wodorotlenek sodu, jak wszystkie zasady, zawiera jony wodorotlenkowe. Im więcej ich w roztworze, tym jaśniejszy kolor wskaźników i silniejsza zasada.

Paragon

Istnieją dwa sposoby otrzymywania wodorotlenku sodu: chemiczny i elektrochemiczny. Przyjrzyjmy się bliżej każdemu z nich.

Aplikacja

Bez wodorotlenku sodu nie da się przeprowadzić delignifikacji celulozy, produkcji tektury, papieru, płyt pilśniowych i włókien sztucznych. A gdy reaguje z tłuszczami, otrzymuje się mydło, szampony i inne detergenty. W chemii stosuje się go jako odczynnik lub katalizator w wielu reakcjach. Wodorotlenek sodu jest również znany jako dodatek do żywności E524. A to nie wszystkie obszary jego zastosowania.

Wniosek

Teraz wiesz wszystko o wodorotlenku sodu. Jak widać przynosi to ludziom bardzo duże korzyści – zarówno w przemyśle, jak i w życiu codziennym.

Chemiczne metody wytwarzania wodorotlenku sodu obejmują wapno i ferryt.

Chemiczne metody wytwarzania wodorotlenku sodu mają istotne wady: zużywa się dużo nośników energii, a powstająca soda kaustyczna jest silnie zanieczyszczona zanieczyszczeniami.

Obecnie metody te zostały niemal całkowicie zastąpione elektrochemicznymi metodami produkcji.

Metoda wapienna

Wapienna metoda wytwarzania wodorotlenku sodu polega na reakcji roztworu sody z wapnem gaszonym w temperaturze około 80°C. Proces ten nazywany jest kaustyzacją; przechodzi przez reakcję:

Nie 2 WSPÓŁ 3 + Ca(OH) 2 = 2NaOH + CaCO3 3

W wyniku reakcji powstaje roztwór wodorotlenku sodu i osad węglanu wapnia. Z roztworu oddziela się węglan wapnia, który odparowuje się, otrzymując stopiony produkt zawierający około 92% wag. NaOH. NaOH jest następnie topiony i wlewany do żelaznych beczek, gdzie ulega zestaleniu.

Metoda ferrytowa

Metoda ferrytowa wytwarzania wodorotlenku sodu składa się z dwóch etapów:

Nie 2 WSPÓŁ 3 +Fe 2 O 3 = 2NaFeO 2 + CO 2

2NaFeO 2 + xH 2 O = 2NaOH + Fe 2 O 3 *xH 2 O

Reakcja 1 to proces spiekania sody kalcynowanej z tlenkiem żelaza w temperaturze 1100-1200°C. Ponadto tworzy się spiekany ferryt sodu i wydziela się dwutlenek węgla. Następnie placek traktuje się (ługuje) wodą zgodnie z reakcją 2; otrzymuje się roztwór wodorotlenku sodu i osad Fe 2 O 3*xH 2 O, który po wydzieleniu z roztworu zawraca się do procesu. Powstały roztwór alkaliczny zawiera około 400 g/l NaOH. Odparowuje się, otrzymując produkt zawierający około 92% masy. NaOH, po czym otrzymuje się stały produkt w postaci granulatu lub płatków.

Elektrochemiczne metody wytwarzania wodorotlenku sodu

Otrzymuje się elektrochemicznie wodorotlenek sodu elektroliza roztworów halitu(minerał składający się głównie z chlorku sodu NaCl) przy jednoczesnej produkcji chlorowodoru. Proces ten można przedstawić za pomocą podsumowującego wzoru:

2NaCl + 2H 2 Około ±2e - → H 2 + kl 2 + 2NaOH

Żrące zasady i chlor wytwarza się trzema metodami elektrochemicznymi. Dwie z nich to elektroliza z katodą stałą (metoda membranowa i membranowa), trzecia to elektroliza z katodą ciekłej rtęci (metoda rtęciowa).

W światowej praktyce produkcyjnej stosowane są wszystkie trzy metody wytwarzania chloru i sody kaustycznej, z wyraźną tendencją do zwiększania udziału elektrolizy membranowej.

7. Oczyszczanie dwutlenku siarki z trucizn katalitycznych.

Emisje gazowe bardzo niekorzystnie wpływają na sytuację środowiskową w lokalizacjach tych przedsiębiorstw przemysłowych, a także pogarszają warunki sanitarne i higieniczne pracy. Agresywne emisje masowe obejmują tlenki azotu, siarkowodór, dwutlenek siarki, dwutlenek węgla i wiele innych gazów.

Na przykład kwas azotowy, kwas siarkowy i inne rośliny w naszym kraju co roku emitują do atmosfery dziesiątki milionów metrów sześciennych tlenków azotu, które są silną i niebezpieczną trucizną. Z tych tlenków azotu można by wyprodukować tysiące ton kwasu azotowego.

Równie ważnym zadaniem jest oczyszczanie gazów z dwutlenku siarki. Całkowita ilość siarki emitowanej do atmosfery w naszym kraju wyłącznie w postaci dwutlenku siarki wynosi około 16 milionów ton . W roku. Z tej ilości siarki można wyprodukować do 40 milionów ton kwasu siarkowego.

W gazie koksowniczym zawarta jest znaczna ilość siarki, głównie w postaci siarkowodoru.

Co roku wraz ze spalinami z kominów fabrycznych i elektrowni do atmosfery uwalnianych jest kilka miliardów metrów sześciennych dwutlenku węgla. Gaz ten można wykorzystać do produkcji skutecznych nawozów węglowych.

Powyższe przykłady pokazują, jakie ogromne wartości materialne uwalniane są do atmosfery poprzez emisję gazów.

Ale te emisje powodują poważniejsze szkody, ponieważ zatruwają powietrze w miastach i przedsiębiorstwach: toksyczne gazy niszczą roślinność, mają niezwykle szkodliwy wpływ na zdrowie ludzi i zwierząt, niszczą konstrukcje metalowe i powodują korozję sprzętu.

Chociaż w ostatnie lata Krajowe przedsiębiorstwa przemysłowe nie działają na pełnych obrotach, ale problem zwalczania szkodliwych emisji jest bardzo dotkliwy. Biorąc pod uwagę ogólną sytuację środowiskową na planecie, konieczne jest podjęcie najpilniejszych i najbardziej radykalnych środków w celu oczyszczenia gazów emisyjnych ze szkodliwych zanieczyszczeń.

Trucizny katalityczne

trucizny kontaktowe, substancje powodujące „zatrucie” katalizatorów (patrz. Katalizatory) (zwykle heterogeniczne), tj. zmniejszające ich aktywność katalityczną lub całkowicie zatrzymujące efekt katalityczny. Zatrucie katalizatorów heterogenicznych następuje w wyniku adsorpcji trucizny lub produktu jej przemiany chemicznej na powierzchni katalizatora. Zatrucie może być odwracalne lub nieodwracalne. Zatem w reakcji syntezy amoniaku na katalizatorze żelaznym tlen i jego związki zatruwają Fe w sposób odwracalny; w tym przypadku po wystawieniu na działanie czystej mieszaniny N2 + H2 powierzchnia katalizatora zostaje uwolniona od tlenu i zmniejszone jest zatrucie. Związki siarki zatruwają Fe nieodwracalnie; działanie czystej mieszaniny nie jest w stanie przywrócić aktywności katalizatora. Aby zapobiec zatruciu, mieszanina reakcyjna wchodząca do katalizatora jest dokładnie czyszczona. Wśród najczęstszych K. i. w przypadku katalizatorów metalicznych obejmują substancje zawierające tlen (H 2 O, CO, CO 2), siarkę (H 2 S, CS 2, C 2 H 2 SH itp.), Se, Te, N, P, As, Sb, as a także nienasycone węglowodory (C 2 H 4, C 2 H 2) i jony metali (Cu 2+, Sn 2+, Hg 2+, Fe 2+, Co 2+, Ni 2+). Katalizatory kwasowe są zwykle zatruwane przez zanieczyszczenia zasadowe, a katalizatory zasadowe przez zanieczyszczenia kwasowe.

8. Otrzymywanie gazów azotowych.

Uwolnione po bieleniu tlenki azotu są kondensowane w kondensatorach wody i solanki i wykorzystywane do przygotowania surowej mieszaniny. Ponieważ temperatura wrzenia N 2 O 4 wynosi 20,6 ° C przy ciśnieniu 0,1 MPa, w tych warunkach gazowy NO 2 może zostać całkowicie skondensowany (prężność pary nasyconej N 2 O 4 przy 21,5 ° C powyżej ciekłego N 2 O 4 równe 0,098 MPa, czyli mniejsze od atmosferycznego). Innym sposobem otrzymania ciekłych tlenków azotu jest ich kondensacja pod ciśnieniem i w niskich temperaturach. Jeśli przypomnimy sobie, że podczas kontaktowego utleniania NH3 pod ciśnieniem atmosferycznym stężenie tlenków azotu wynosi nie więcej niż 11% objętościowych, ich ciśnienie cząstkowe odpowiada 83,5 mm Hg. Ciśnienie tlenków azotu nad cieczą (elastyczność pary) w temperaturze kondensacji (–10°C) wynosi 152 mm Hg. Oznacza to, że bez zwiększenia ciśnienia skraplania z tych gazów nie można uzyskać ciekłych tlenków azotu, dlatego też kondensacja tlenków azotu z takiego gazu azotowego w temperaturze –10°C rozpoczyna się przy ciśnieniu 0,327 MPa. Stopień kondensacji gwałtownie wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia do 1,96 MPa, przy dalszym wzroście ciśnienia stopień kondensacji nieznacznie się zmienia.

Przetwarzanie azotu (tj. po przekształceniu NH 3) w ciekłe tlenki azotu jest nieefektywne, ponieważ nawet przy P = 2,94 MPa stopień kondensacji wynosi 68,3%.

W warunkach kondensacji czystego N 2 O 4 nie należy prowadzić chłodzenia poniżej temperatury –10°C, gdyż w –10,8°C N 2 O 4 krystalizuje. Obecność zanieczyszczeń NO, NO 2, H 2 O obniża temperaturę krystalizacji. Zatem mieszanina o składzie N 2 O 4 + 5% N 2 O 3 krystalizuje w temperaturze –15,8 °C.

Powstałe ciekłe tlenki azotu magazynowane są w stalowych zbiornikach.

9. Otrzymywanie superfosfatu prostego i podwójnego

„Superfosfat” to mieszanina Ca(H 2 PO 4) 2 * H 2 O i CaSO 4. Najpopularniejszy prosty nawóz mineralny fosforowy. Fosfor w superfosfacie występuje głównie w postaci fosforanu jednowapniowego i wolnego kwasu fosforowego. Nawóz zawiera gips i inne zanieczyszczenia (fosforany żelaza i glinu, krzemionkę, związki fluoru itp.). Superfosfat prosty otrzymuje się z fosforytów poprzez działanie kwasem siarkowym zgodnie z reakcją:

Sa 3 (RO 4 ) 2 + 2H 2 WIĘC 4 = Sa(H 2 PO 4 ) 2 + 2CaSO 4 .

Prosty superfosfat- proszek szary, prawie niezbrylający, średnio zdyspergowany; w nawozie znajduje się 14-19,5% P 2 O 5 przyswajalnego przez rośliny. Istotą produkcji superfosfatu prostego jest przemiana naturalnego fluoroapatytu, nierozpuszczalnego w roztworach wodnych i glebowych, w związki rozpuszczalne, głównie fosforan jednowapniowy Ca(H 2 PO 4) 2. Proces rozkładu można przedstawić za pomocą następującego równania podsumowującego:

2Ca5F(PO4)3 +7H2SO4+3H2O=3Ca(H2PO4)2*H2O]+7+2HF; (1) ΔН= - 227,4 kJ.

W praktyce podczas produkcji superfosfatu prostego rozkład zachodzi dwuetapowo. W pierwszym etapie około 70% apatytu reaguje z kwasem siarkowym. W ten sposób powstaje kwas fosforowy i półwodzian siarczanu wapnia:

Ca 5 F(PO 4) 3 +5H 2 SO 4 +2,5H 2 O = 5(CaSO 4 *0,5H 2 O) +3H3PO 4 +HF (2)

Schemat funkcjonalny wytwarzania prostego superfosfatu pokazano na ryc. Główne procesy zachodzą w pierwszych trzech etapach: mieszanie surowców, tworzenie i utwardzanie masy superfosfatowej, dojrzewanie superfosfatu w magazynie.

Ryż. Schemat funkcjonalny wytwarzania superfosfatu prostego

Aby uzyskać produkt handlowy o wyższej jakości, superfosfat po dojrzewaniu neutralizuje się dodatkami stałymi (wapień, fosforyt itp.) i granuluje.

Podwójny superfosfat- skoncentrowany nawóz fosforowy. Głównym składnikiem zawierającym fosfor jest monohydrat diwodoroortofosforanu wapnia Ca(H 2 PO 4) 2 H 2 O. Zwykle zawiera także inne fosforany wapnia i magnezu. W porównaniu do fosforanu prostego nie zawiera balastu – CaSO 4. Główną zaletą superfosfatu podwójnego jest niewielka ilość balastu, czyli zmniejsza koszty transportu, koszty przechowywania i pakowania

Superfosfat podwójny powstaje w wyniku działania kwasu siarkowego H 2 SO 4 na naturalne fosforany. W Rosji stosują głównie metodę in-line: rozkład surowców, a następnie granulację i suszenie powstałej pulpy w granulatorze-suszarce bębnowej. Handlowy podwójny superfosfat z powierzchni neutralizuje się kredą lub NH3 w celu uzyskania standardowego produktu. Pewną ilość superfosfatu podwójnego wytwarza się metodą komorową. Składniki zawierające fosfor są w zasadzie takie same jak w prostym superfosfacie, ale w większych ilościach, a zawartość CaSO 4 wynosi 3-5%. Po podgrzaniu powyżej 135-140°C superfosfat podwójny zaczyna się rozkładać i topić w wodzie krystalizacyjnej, a po ochłodzeniu staje się porowaty i kruchy. W temperaturze 280-320°C ortofosforany przekształcają się w meta-, piro- i polifosforany, które występują w postaciach strawnych i częściowo rozpuszczalnych w wodzie. Topi się w temperaturze 980°C, po ochłodzeniu zamienia się w szklisty produkt, w którym 60-70% metafosforanów jest rozpuszczalnych w cytrynianie. Podwójny superfosforan zawiera 43-49% strawnego bezwodnika fosforu (pentatlenku fosforu) P 2 O 5 (37-43% rozpuszczalny w wodzie), 3,5-6,5% wolnego kwasu fosforowego H 3 PO 4 (2,5-4,6% R 2 O 5):

Ca 3 (PO 4) 2 + 2H 2 SO 4 = Ca(H 2 PO 4) 2 + 2CaSO 4

Istnieje również metoda rozkładu surowców zawierających fosfor za pomocą kwasu fosforowego:

Ca 5 (PO 4) 3 F + 7H 3 PO 4 = 5Ca(H 2 PO 4) 2 + HF

Schemat technologiczny procesu technologicznego wytwarzania superfosfatu podwójnego: 1 - mieszanie rozdrobnionego fosforytu i kwasu fosforowego; 2 - rozkład fosforytu I etapu; 3 - rozkład fosforytu II etapu; 4 - granulacja pulpy; 5 - oczyszczanie gazów zawierających fosfor z pyłu; 6 - suszenie granulek pulpy; 7 - produkcja gazów spalinowych (w piecu); 8 - przesiewanie suchego produktu; 9 - mielenie dużych frakcji; 10 - separacja frakcji drobnej i średniej (towarowej) na drugim sicie; 11 - mieszanie rozdrobnionych frakcji grubych i drobnych; 12 - amoniak (neutralizacja) resztkowego kwasu fosforowego; 13 - oczyszczanie gazów zawierających amoniak i pyły; 14 - chłodzenie zobojętnionej frakcji handlowej superfosfatu podwójnego;

10.Wytwarzanie ekstrakcyjnego kwasu ortofosforowego

Przygotowanie ekstrakcyjnego kwasu fosforowego

Bezpośrednio przed otrzymaniem EPA fosfor otrzymywany jest specjalną technologią

Rysunek 1. Schemat produkcji fosforu: 1 - bunkry surowcowe; 2 - mikser; 3 - podajnik pierścieniowy; 4 - kosz zasypowy; 5 - piec elektryczny; 6 - kadź na żużel; 7 - chochla na żelazofosfor; 8 - elektrofiltr; 5 - kondensator; 10 - zbiór ciekłego fosforu; 11 - osadnik

Metoda ekstrakcji (pozwala na otrzymanie najczystszego kwasu fosforowego) obejmuje główne etapy: spalanie (utlenianie) fosforu elementarnego w nadmiarze powietrza, hydratację i absorpcję powstałego P4O10, kondensację kwasu fosforowego i wychwytywanie mgły z fazy gazowej . Istnieją dwie metody otrzymywania P4O10: utlenianie par P (rzadko stosowane w przemyśle) i utlenianie ciekłego P w postaci kropli lub błon. Stopień utlenienia P w warunkach przemysłowych zależy od temperatury w strefie utleniania, dyfuzji składników i innych czynników. Drugi etap termicznego wytwarzania kwasu fosforowego – hydratacja P4O10 – odbywa się poprzez absorpcję kwasem (wodą) lub poprzez oddziaływanie pary P4O10 z parą wodną. Hydratacja (P4O10 + 6H2O4H3PO4) przebiega poprzez etapy powstawania kwasów polifosforowych. Skład i stężenie powstałych produktów zależą od temperatury i ciśnienia cząstkowego pary wodnej.

Wszystkie etapy procesu są połączone w jednym aparacie, z wyjątkiem zbierania mgły, które zawsze odbywa się w oddzielnym aparacie. W przemyśle zwykle stosuje się obwody dwóch lub trzech głównych urządzeń. W zależności od zasady chłodzenia gazu, istnieją trzy metody termicznego wytwarzania kwasu fosforowego: przez odparowanie, odparowanie cyrkulacyjne, odparowanie poprzez wymianę ciepła.

Systemy wyparne oparte na odprowadzeniu ciepła podczas odparowywania wody lub rozcieńczonego kwasu fosforowego są najprostszymi w konstrukcji sprzętu. Jednakże, ze względu na stosunkowo dużą ilość gazów odlotowych, stosowanie tego typu układów wskazane jest jedynie w instalacjach o małej wydajności jednostkowej.

Układy obiegowo-odparowujące umożliwiają połączenie w jednym aparacie etapów spalania P, chłodzenia fazy gazowej krążącym kwasem i hydratacji P4O10. Wadą tego schematu jest konieczność chłodzenia dużych objętości kwasu. Układy wymiany ciepła i odparowania łączą w sobie dwie metody usuwania ciepła: przez ścianę wież paleniskowych i chłodniczych, a także poprzez odparowanie wody z fazy gazowej; Istotną zaletą systemu jest brak obiegów cyrkulacji kwasu z urządzeniami pompującymi i chłodniczymi.

Przedsiębiorstwa krajowe stosują schematy technologiczne z metodą chłodzenia obiegowo-wyparnego (system z podwójną wieżą). Charakterystyczne cechy schematu: obecność dodatkowej wieży do chłodzenia gazu, zastosowanie wydajnych płytowych wymienników ciepła w obwodach cyrkulacyjnych; zastosowanie wysokowydajnej dyszy do spalania P, zapewniającej równomierne drobne rozpylenie strumienia ciekłego P i jego całkowite spalenie bez tworzenia niższych tlenków.

Schemat technologiczny instalacji o wydajności 60 tys. ton rocznie 100% H3PO4 przedstawiono na rys. 2. Stopiony żółty fosfor jest rozpylany przez ogrzane powietrze pod ciśnieniem do 700 kPa przez dyszę w wieży spalania nawadnianej krążącym kwasem. Kwas ogrzany w wieży jest chłodzony wodą obiegową w płytowych wymiennikach ciepła. Produkt kwasowy zawierający 73-75% H3PO4 usuwany jest z obiegu cyrkulacyjnego do magazynu. Ponadto w wieży chłodniczej (hydratacyjnej) odbywa się chłodzenie gazów z wieży spalania i absorpcja kwasu, co zmniejsza porody, obciążenie temperaturowe elektrofiltru i sprzyja efektywnemu oczyszczaniu gazów. Usuwanie ciepła w wieży hydratacyjnej odbywa się poprzez cyrkulację 50% H3PO4, chłodzonego w płytowych wymiennikach ciepła. Gazy z wieży hydratacyjnej po oczyszczeniu z mgły H3PO4 w elektrofiltrze płytowym uwalniane są do atmosfery. 1 tona 100% H3PO4 zużywa 320 kg P.

Ryż. 2. Schemat cyrkulacji dwuwieżowej do produkcji ekstrakcji H3PO4: 1 - kolektor wody kwaśnej; 2 - magazynowanie fosforu; 3,9 - kolektory obiegowe; 4.10 - pompy głębinowe; 5.11 - płytowe wymienniki ciepła; 6 - wieża spalania; 7 - dysza fosforowa; 8 - wieża hydratacyjna; 12 - elektrofiltr; 13 - wentylator.

11. Katalizatory utleniania dwutlenku siarki do bezwodnika siarkowego. Kontaktowanie się

Bezwodnik siarkowy powstaje w wyniku utleniania dwutlenku siarki tlenem atmosferycznym:

2SO2 + O2 ↔ 2SO3,

Jest to reakcja odwracalna.

Od dawna zauważono, że tlenek żelaza, pięciotlenek wanadu, a zwłaszcza drobno pokruszona platyna, przyspieszają utlenianie dwutlenku siarki do bezwodnika siarkowego. Substancje te są katalizatorami reakcji utleniania dwutlenku siarki. Na przykład w temperaturze 400°C w obecności platynowanego azbestu (tj. azbestu, na którego powierzchnię nanoszona jest drobno pokruszona platyna) prawie 100% dwutlenku siarki ulega utlenieniu pod wpływem tlenu atmosferycznego do bezwodnika siarkowego. Z więcej wysoka temperatura wydajność bezwodnika siarkowego maleje wraz z przyspieszaniem reakcji odwrotnej - rozkładu bezwodnika siarkowego na dwutlenek siarki i tlen. W temperaturze 1000°C bezwodnik siarkowy niemal całkowicie rozkłada się na swoje pierwotne substancje. Zatem głównymi warunkami syntezy bezwodnika siarkowego jest zastosowanie katalizatorów i ogrzewanie do określonej, niezbyt wysokiej temperatury.

Synteza bezwodnika siarkowego wymaga również spełnienia dwóch kolejnych warunków: dwutlenek siarki należy oczyścić z zanieczyszczeń hamujących działanie katalizatorów; dwutlenek siarki i powietrze należy osuszyć, ponieważ wilgoć zmniejsza wydajność bezwodnika siarkowego.

Wstęp .

Wodorotlenek sodu lub soda kaustyczna (NaOH), chlor, kwas solny HCl i wodór są obecnie produkowane na skalę przemysłową poprzez elektrolizę roztworu chlorku sodu.

Soda kaustyczna lub wodorotlenek sodu – silna zasada, potocznie zwana sodą kaustyczną, stosowana jest w produkcji mydła, przy produkcji tlenku glinu – półproduktu do produkcji aluminium metalicznego, w przemyśle farb i lakierów, przemyśle rafinacji ropy naftowej, w przemyśle produkcja sztucznego jedwabiu, w przemyśle syntezy organicznej i innych sektorach gospodarki narodowej.

Podczas pracy z chlorem, chlorowodorem, kwasem solnym i sodą kaustyczną należy ściśle przestrzegać zasad bezpieczeństwa: wdychanie chloru powoduje ostry kaszel i uduszenie, zapalenie błon śluzowych drogi oddechowe, obrzęk płuc, a następnie powstawanie ognisk zapalnych w płucach.

Chlorowodór już przy niewielkich stężeniach w powietrzu powoduje podrażnienie nosa i krtani, mrowienie w klatce piersiowej, chrypkę i uduszenie. W przypadku przewlekłego zatrucia niskimi stężeniami szczególnie dotknięte są zęby, których szkliwo ulega szybkiemu zniszczeniu.

Zatrucie kwasem solnym przebiega bardzo podobnie Z zatrucie chlorem.

Chemiczne metody wytwarzania wodorotlenku sodu.

Chemiczne metody wytwarzania wodorotlenku sodu obejmują wapno i ferryt.

Metoda wapienna otrzymywania wodorotlenku sodu polega na reakcji roztworu sody z mlekiem wapiennym w temperaturze około 80°C. Proces ten nazywany jest kaustyzacją; opisuje to reakcja

Na 2 CO 3 + Ca (OH) 2 = 2 NaOH + CaCO 3 (1)

osad roztworu

W wyniku reakcji (1) powstaje roztwór wodorotlenku sodu i osad węglanu wapnia. Węglan wapnia oddziela się od roztworu, który odparowuje się, otrzymując stopiony produkt zawierający około 92% NaOH. Stopiony NaOH wlewa się do żelaznych beczek, gdzie twardnieje.

Metodę ferrytyczną opisują dwie reakcje:

Na 2 C0 3 + Fe 2 0 3 = Na 2 0 Fe 2 0 3 + C0 2 (2)

ferryt sodu

Na 2 0 Fe 2 0 3 -f H 2 0 = 2 NaOH + Fe 2 O 3 (3)

osad roztworu

reakcja (2) przedstawia proces spiekania sody kalcynowanej z tlenkiem żelaza w temperaturze 1100-1200°C. W tym przypadku tworzy się spiekany ferryt sodu i wydziela się dwutlenek węgla. Następnie placek traktuje się (ługuje) wodą zgodnie z reakcją (3); otrzymuje się roztwór wodorotlenku sodu i osad Fe 2 O 3, który po oddzieleniu od roztworu zawraca się do procesu. Roztwór zawiera około 400 g/l NaOH. Odparowuje się, otrzymując produkt zawierający około 92% NaOH.

Chemiczne metody wytwarzania wodorotlenku sodu mają istotne wady: zużywa się dużą ilość paliwa, powstająca soda kaustyczna jest zanieczyszczona zanieczyszczeniami, konserwacja urządzeń jest pracochłonna itp. Obecnie metody te są prawie całkowicie zastępowane przez produkcję elektrochemiczną metoda.

Pojęcie elektrolizy i procesów elektrochemicznych.

Procesy elektrochemiczne to procesy chemiczne zachodzące w roztworach wodnych lub stopach pod wpływem stałego prądu elektrycznego.

Roztwory i stopione sole, roztwory kwasów i zasad, zwane elektrolitami, należą do drugiego rodzaju przewodników, w których przenoszenie prądu elektrycznego odbywa się za pomocą jonów. (W przewodnikach pierwszego rodzaju, takich jak metale, prąd przenoszą elektrony.) Kiedy prąd elektryczny przepływa przez elektrolit, na elektrodach wyładowują się jony i uwalniają się odpowiednie substancje. Proces ten nazywa się elektrolizą. Urządzenie, w którym przeprowadza się elektrolizę, nazywa się elektrolizerem lub kąpielą elektrolityczną.

Elektroliza służy do wytwarzania szeregu produktów chemicznych - chloru, wodoru, tlenu, zasad itp. Należy zaznaczyć, że podczas elektrolizy powstają produkty chemiczne o wysokim stopniu czystości, w niektórych przypadkach nieosiągalnym przy użyciu chemicznych metod ich wytwarzania.

Wady procesów elektrochemicznych obejmują duże zużycie energii podczas elektrolizy, co zwiększa koszt powstałych produktów. W związku z tym wskazane jest prowadzenie procesów elektrochemicznych wyłącznie w oparciu o tanią energię elektryczną.

Surowce do produkcji wodorotlenku sodu.

Do produkcji wodorotlenku sodu, chloru i wodoru wykorzystuje się roztwór soli kuchennej, który poddaje się elektrolizie. Sól kuchenna występuje w przyrodzie w postaci podziemnych złóż soli kamiennej, w wodach jezior i mórz oraz w wodzie. w postaci naturalnych solanek lub roztworów. Złoża soli kamiennej znajdują się na Donbasie, Uralu, Syberii, Zakaukaziu i innych obszarach. Niektóre jeziora w naszym kraju są również bogate w sól.

Latem z powierzchni jezior paruje woda, a sól kuchenna wytrąca się w postaci kryształków. Ten rodzaj soli nazywany jest solą samoosiadającą. W woda morska zawiera do 35 g/l chlorku sodu. W miejscach o gorącym klimacie, gdzie następuje intensywne parowanie wody, tworzą się stężone roztwory chlorku sodu, z których krystalizuje. W głębi ziemi, w warstwach soli, przepływa woda podziemna, która rozpuszcza NaCl i tworzy podziemne solanki wydobywające się otworami wiertniczymi na powierzchnię.

Roztwory soli kuchennej, niezależnie od drogi ich wytwarzania, zawierają zanieczyszczenia soli wapniowych i magnezowych i przed przekazaniem ich do warsztatu elektrolizy są z tych soli oczyszczane. Czyszczenie jest konieczne, ponieważ w procesie elektrolizy mogą tworzyć się słabo rozpuszczalne wodorotlenki wapnia i magnezu, które zakłócają normalny przebieg elektrolizy.

Solanki czyszczące wykonuje się roztworem mleka sodowo-wapniowego. Oprócz oczyszczania chemicznego roztwory uwalniane są od zanieczyszczeń mechanicznych poprzez osadzanie i filtrację.

Elektrolizę roztworów soli kuchennej prowadzi się w kąpielach z katodą litą żelazną (stalową) i przeponowymi oraz w kąpielach z katodą ciekłej rtęci. W każdym razie elektrolizery przemysłowe stosowane w nowoczesnych, dużych chlorowniach muszą charakteryzować się wysoką wydajnością, prostą konstrukcją, kompaktową budową oraz niezawodną i stabilną pracą.

Elektroliza roztworów chlorku sodu w kąpielach z katodą stalową i anodą grafitową .

Umożliwia produkcję wodorotlenku sodu, chloru i wodoru w jednym aparacie (elektrolizerze). Kiedy prąd elektryczny przepływa przez wodny roztwór chlorku sodu, można spodziewać się uwolnienia chloru:

2CI - - 2eÞ C1 2 (a)

a także tlen:

20N - - 2eÞ 1/2O 2 + H 2 O(b)

H 2 0-2eÞ 1/2О 2 + 2H +

Normalny potencjał elektrody do wyładowania jonów OH - wynosi + 0,41 V, a normalny potencjał elektrody do wyładowania jonów chloru wynosi + 1,36 V. W obojętnym nasyconym roztworze chlorku sodu stężenie jonów hydroksylowych wynosi około 1 10 - 7 g-równ./l. W temperaturze 25°C równowagowy potencjał rozładowania jonów hydroksylowych będzie wynosić

Równoważny potencjał rozładowania, jony chloru przy stężeniu NaCl w roztworze 4,6 g-równ./l równa się

Dlatego tlen powinien być najpierw rozładowywany na anodzie przy niskim przepięciu.

Jednakże na anodach grafitowych przepięcie tlenu jest znacznie wyższe niż przepięcie chloru i dlatego będą na nich zachodzić głównie wyładowania jonów C1 - z uwolnieniem gazowego chloru zgodnie z reakcją (a).

Uwolnienie chloru ułatwia zwiększenie stężenia NaCl w roztworze w wyniku zmniejszenia wartości potencjału równowagowego. Jest to jeden z powodów stosowania stężonych roztworów chlorku sodu zawierających 310-315 g/l.

Na katodzie w roztworze zasadowym cząsteczki wody są rozładowywane zgodnie z równaniem

H. 2 0 + e = H. + OH - (c)

Atomy wodoru po rekombinacji uwalniają się w postaci wodoru cząsteczkowego

2Н Þ Н 2 (g)

Wyładowanie jonów sodu z roztworów wodnych na katodzie stałej jest niemożliwe ze względu na ich wyższy potencjał wyładowania w porównaniu z wodorem. Dlatego jony wodorotlenkowe pozostające w roztworze tworzą roztwór alkaliczny z jonami sodu.

Proces rozkładu NaCl można wyrazić w ten sposób następującymi reakcjami:

to znaczy, że na anodzie tworzy się chlor, a na katodzie wodór i wodorotlenek sodu.

Podczas elektrolizy, oprócz opisanych procesów głównych, mogą zachodzić także procesy uboczne, z których jeden opisuje równanie (b). Ponadto chlor uwolniony na anodzie jest częściowo rozpuszczany w elektrolicie i hydrolizowany w wyniku reakcji

W przypadku dyfuzji alkaliów (jonów OH -) do anody lub wypierania produktów katodowych i anodowych, kwasy podchlorawy i solny są neutralizowane przez zasady, tworząc podchloryn i chlorek sodu:

HOC1 + NaOH = NaOCl + H 2 0

HC1 + NaOH = NaCl + H 2 0

Jony ClO - na anodzie łatwo utleniają się do ClO 3 -. Dlatego w wyniku procesów ubocznych podczas elektrolizy powstaną podchloryn, chlorek i chloran sodu, co doprowadzi do zmniejszenia wydajności prądowej i efektywności energetycznej. W środowisku zasadowym ułatwia się uwalnianie tlenu na anodzie, co również pogarsza wydajność elektrolizy.

Aby zmniejszyć wycieki działania niepożądane należy stworzyć warunki zapobiegające mieszaniu się produktów katodowych i anodowych. Należą do nich oddzielenie przestrzeni katody i anody za pomocą membrany oraz filtracja elektrolitu przez membranę w kierunku przeciwnym do ruchu jonów OH - do anody. Takie membrany nazywane są membranami filtrującymi i są wykonane z azbestu.

· Środki ostrożności podczas obchodzenia się z wodorotlenkiem sodu · Literatura ·

Wodorotlenek sodu można wytwarzać na skalę przemysłową metodami chemicznymi i elektrochemicznymi.

Chemiczne metody wytwarzania wodorotlenku sodu

Chemiczne metody wytwarzania wodorotlenku sodu obejmują wapno i ferryt.

Chemiczne metody wytwarzania wodorotlenku sodu mają istotne wady: zużywa się dużo nośników energii, a powstająca soda kaustyczna jest silnie zanieczyszczona zanieczyszczeniami.

Obecnie metody te zostały niemal całkowicie zastąpione elektrochemicznymi metodami produkcji.

Metoda wapienna

Wapienna metoda wytwarzania wodorotlenku sodu polega na reakcji roztworu sody z wapnem gaszonym w temperaturze około 80°C. Proces ten nazywany jest kaustyzacją; przechodzi przez reakcję:

Na 2 CO 3 + Ca (OH) 2 = 2 NaOH + CaCO 3

W wyniku reakcji powstaje roztwór wodorotlenku sodu i osad węglanu wapnia. Z roztworu oddziela się węglan wapnia, który odparowuje się, otrzymując stopiony produkt zawierający około 92% wag. NaOH. NaOH jest następnie topiony i wlewany do żelaznych beczek, gdzie ulega zestaleniu.

Metoda ferrytowa

Metoda ferrytowa wytwarzania wodorotlenku sodu składa się z dwóch etapów:

1. Na 2 CO 3 + Fe 2 O 3 = 2NaFeO 2 + CO 2
2. 2NaFeO 2 + xH 2 O = 2NaOH + Fe 2 O 3 * xH 2 O

Reakcja 1 to proces spiekania sody kalcynowanej z tlenkiem żelaza w temperaturze 1100-1200°C. Ponadto tworzy się spiekany ferryt sodu i wydziela się dwutlenek węgla. Następnie placek traktuje się (ługuje) wodą zgodnie z reakcją 2; otrzymuje się roztwór wodorotlenku sodu i osad Fe 2 O 3*xH 2 O, który po wydzieleniu z roztworu zawraca się do procesu. Powstały roztwór alkaliczny zawiera około 400 g/l NaOH. Odparowuje się, otrzymując produkt zawierający około 92% masy. NaOH, po czym otrzymuje się stały produkt w postaci granulatu lub płatków.

Elektrochemiczne metody wytwarzania wodorotlenku sodu

Otrzymuje się elektrochemicznie wodorotlenek sodu elektroliza roztworów halitu(minerał składający się głównie z chlorku sodu NaCl) przy jednoczesnej produkcji wodoru i chloru. Proces ten można przedstawić za pomocą podsumowującego wzoru:

Żrące zasady i chlor wytwarza się trzema metodami elektrochemicznymi. Dwie z nich to elektroliza z katodą stałą (metoda membranowa i membranowa), trzecia to elektroliza z katodą ciekłej rtęci (metoda rtęciowa).

W światowej praktyce produkcyjnej stosowane są wszystkie trzy metody wytwarzania chloru i sody kaustycznej, z wyraźną tendencją do zwiększania udziału elektrolizy membranowej.

W Rosji około 35% całej wyprodukowanej sody kaustycznej wytwarza się w drodze elektrolizy z katodą rtęciową, a 65% w drodze elektrolizy z katodą stałą.

Metoda membranowa

Schemat starego elektrolizera membranowego do produkcji chloru i zasad: A- anoda, W- izolatory, Z- katoda, D- przestrzeń wypełniona gazami (nad anodą - chlor, nad katodą - wodór), M- przysłona

Najprostszą z metod elektrochemicznych, pod względem organizacji procesu i materiałów konstrukcyjnych elektrolizera, jest metoda membranowa wytwarzania wodorotlenku sodu.

Roztwór soli w elektrolizerze membranowym jest w sposób ciągły wprowadzany do przestrzeni anodowej i przepływa przez nią, zwykle przez azbestową przeponę pokrytą stalową siatką katodową, do której w niektórych przypadkach dodaje się niewielką ilość włókien polimerowych.

W wielu konstrukcjach elektrolizerów katoda jest całkowicie zanurzona pod warstwą anolitu (elektrolitu z przestrzeni anodowej), a wodór uwolniony na siatce katodowej jest usuwany spod katody za pomocą rurek wylotowych gazu, bez przedostawania się przez membranę do anody przestrzeń ze względu na przeciwprąd.

Przepływ przeciwprądowy jest bardzo ważną cechą konstrukcji elektrolizera membranowego. To właśnie dzięki przepływowi przeciwprądowemu skierowanemu z przestrzeni anodowej do przestrzeni katodowej przez porowatą membranę możliwa staje się oddzielna produkcja zasad i chloru. Przepływ przeciwprądowy ma za zadanie przeciwdziałać dyfuzji i migracji jonów OH – do przestrzeni anodowej. Jeśli przeciwprąd jest niewystarczający, wówczas w przestrzeni anodowej w dużych ilościach zaczyna tworzyć się jon podchlorynowy (ClO -), który następnie można utlenić na anodzie do jonu chloranowego ClO 3 -. Tworzenie się jonów chloranowych poważnie zmniejsza wydajność prądu chlorowego i jest głównym produktem ubocznym tej metody wytwarzania wodorotlenku sodu. Szkodliwe jest również wydzielanie tlenu, co dodatkowo prowadzi do zniszczenia anod, a jeśli są wykonane z materiałów węglowych, do uwolnienia zanieczyszczeń fosgenowych do chloru.

Anoda: 2Cl - 2e → Cl2 - główny proces 2H 2O - 2e - → O 2 +4H + Katoda: 2H 2O + 2e → H 2 + 2OH - główny proces ClO - + H 2 O + 2e - → Cl - + 2OH - СlО 3 - + 3Н 2 O + 6е - → Сl - + 6ОН -

Jako anodę w elektrolizerach membranowych można zastosować elektrody grafitowe lub węglowe. Obecnie zastąpiono je głównie anodami tytanowymi z powłoką rutenowo-tlenkową (anody ORTA) lub innymi niskozużywalnymi.

W kolejnym etapie ług elektrolityczny odparowuje się i zawartość NaOH w nim doprowadza do komercyjnego stężenia 42-50% wagowych. zgodnie ze standardem.

Sól kuchenna, siarczan sodu i inne zanieczyszczenia, gdy ich stężenie w roztworze wzrośnie powyżej granicy rozpuszczalności, wytrącają się. Żrący roztwór alkaliczny zlewa się z osadu i przenosi jako gotowy produkt do magazynu lub etap odparowania jest kontynuowany w celu uzyskania stałego produktu, po którym następuje topienie, łuszczenie się lub granulacja.

Sól rewersyjna, czyli sól kuchenna, która wykrystalizowała w osad, jest zawracana do procesu, przygotowując z niej tzw. solankę rewersyjną. Aby uniknąć gromadzenia się zanieczyszczeń w roztworach, przed przygotowaniem solanki rewersyjnej oddziela się od nich zanieczyszczenia.

Utratę anolitu kompensuje się dodatkiem świeżej solanki otrzymywanej w wyniku podziemnego ługowania warstw soli, solanek mineralnych typu biszofit, uprzednio oczyszczonych z zanieczyszczeń lub poprzez rozpuszczenie halitu. Świeża solanka przed zmieszaniem z solanką powrotną jest oczyszczana z zawiesin mechanicznych oraz znacznej części jonów wapnia i magnezu.

Powstały chlor oddziela się od pary wodnej, spręża i dostarcza do produkcji produktów zawierających chlor lub do upłynnienia.

Metoda membranowa do produkcji wodorotlenku sodu, ze względu na swoją względną prostotę i niski koszt, jest obecnie szeroko stosowana w przemyśle.

Metoda membranowa

Metoda membranowa wytwarzania wodorotlenku sodu jest najbardziej energooszczędna, ale jednocześnie trudna w organizacji i obsłudze.

Z punktu widzenia procesów elektrochemicznych metoda membranowa jest podobna do metody membranowej, z tym że przestrzenie anodowe i katodowe są całkowicie oddzielone nieprzepuszczalną dla anionów membraną kationowymienną. Dzięki tej właściwości możliwe staje się uzyskanie czystszych ługów niż w przypadku metody membranowej. Dlatego w elektrolizerze membranowym, w przeciwieństwie do elektrolizera membranowego, nie ma jednego przepływu, ale dwa.

Podobnie jak w metodzie membranowej, strumień roztworu soli wpływa do przestrzeni anodowej. A na katodzie - woda dejonizowana. Z przestrzeni katodowej wypływa strumień zubożonego anolitu, w którym znajdują się także domieszki jonów podchlorynowych i chloranowych oraz chloru, a z przestrzeni anodowej wypływają zasady i wodór, praktycznie wolne od zanieczyszczeń i o stężeniu zbliżonym do komercyjnego, co zmniejsza koszty energii potrzebnej do ich odparowania i oczyszczenie.

Zasady wytwarzane metodą elektrolizy membranowej są prawie tak dobrej jakości, jak zasady wytwarzane metodą katody rtęciowej i powoli zastępują zasady wytwarzane metodą rtęciową.

Jednocześnie roztwór soli zasilającej (zarówno świeżej, jak i pochodzącej z recyklingu) oraz woda są wstępnie oczyszczane w możliwie największym stopniu z wszelkich zanieczyszczeń. O tak dokładnym czyszczeniu decyduje wysoki koszt polimerowych membran kationowymiennych i ich podatność na zanieczyszczenia w roztworze nawozowym.

Ponadto ograniczony kształt geometryczny, a ponadto mała wytrzymałość mechaniczna i stabilność termiczna membran jonowymiennych, w większości determinują stosunkowo złożone konstrukcje instalacji elektrolizy membranowej. Z tego samego powodu instalacje membranowe wymagają najbardziej wyrafinowanych automatycznych systemów monitorowania i sterowania.

Metoda rtęciowa z ciekłą katodą

Wśród elektrochemicznych metod wytwarzania zasad najwięcej efektywny sposób jest elektroliza z katodą rtęciową. Łuski otrzymane metodą elektrolizy z katodą ciekłej rtęci są znacznie czystsze niż te otrzymane metodą membranową (w niektórych gałęziach przemysłu ma to kluczowe znaczenie). np. przy produkcji włókien sztucznych można stosować wyłącznie ług o wysokiej czystości), a w porównaniu z metodą membranową organizacja procesu wytwarzania alkaliów metodą rtęciową jest znacznie prostsza.

Instalacja do elektrolizy rtęci składa się z elektrolizera, urządzenia do rozkładu amalgamatu i pompy rtęciowej, połączonych ze sobą przewodami przewodzącymi rtęć.

Katodą elektrolizera jest strumień rtęci pompowany przez pompę. Anody - grafitowe, węglowe lub niskozużyciowe (ORTA, TDMA lub inne). Wraz z rtęcią przez elektrolizer w sposób ciągły przepływa strumień soli kuchennej.

Na anodzie jony chloru z elektrolitu ulegają utlenieniu i uwalnia się chlor:

Chlor i anolit są usuwane z elektrolizera. Anolit opuszczający elektrolizer jest dodatkowo nasycany świeżym halitem, a wprowadzone wraz z nim zanieczyszczenia, a także wypłukane z anod i materiałów konstrukcyjnych są z niego usuwane i zawracane do elektrolizy. Przed nasyceniem rozpuszczony w nim chlor jest usuwany z anolitu.

Na katodzie ulegają redukcji jony sodu, które tworzą słaby roztwór sodu w rtęci (amalgamat sodu):

Amalgamat przepływa w sposób ciągły z elektrolizera do urządzenia rozkładającego amalgamat. Do rozkładarki w sposób ciągły dostarczana jest również wysoce oczyszczona woda. W nim amalgamat sodu w wyniku spontanicznego procesu chemicznego ulega prawie całkowitemu rozkładowi przez wodę z utworzeniem rtęci, roztworu żrącego i wodoru:

Otrzymany w ten sposób roztwór żrący, będący produktem handlowym, praktycznie nie zawiera zanieczyszczeń. Rtęć jest prawie całkowicie uwalniana od sodu i zawracana do elektrolizera. Wodór usuwa się w celu oczyszczenia.

Jednakże całkowite oczyszczenie roztworu alkalicznego z pozostałości rtęci jest praktycznie niemożliwe, dlatego metoda ta wiąże się z wyciekami rtęci metalicznej i jej par.

Rosnące wymagania dotyczące bezpieczeństwa ekologicznego produkcji oraz wysoki koszt rtęci metalicznej prowadzą do stopniowego wypierania metody rtęciowej na rzecz metod wytwarzania alkaliów ze stałą katodą, zwłaszcza metody membranowej.

Laboratoryjne metody otrzymywania

W laboratorium wodorotlenek sodu czasami otrzymuje się metodami chemicznymi, ale częściej stosuje się elektrolizer małej membrany lub membrany.

DEFINICJA

Wodorotlenek sodu tworzy twarde, białe, bardzo higroskopijne kryształy, topiące się w temperaturze 322 o C.

Ze względu na silne działanie żrące na tkaniny, skórę, papier i inne substancje organiczne nazywana jest sodą kaustyczną. W inżynierii wodorotlenek sodu jest często nazywany sodą kaustyczną.

Wodorotlenek sodu rozpuszcza się w wodzie, uwalniając dużą ilość ciepła w wyniku tworzenia się hydratów.

Wodorotlenek sodu należy przechowywać w szczelnie zamkniętych pojemnikach, gdyż łatwo absorbuje dwutlenek węgla z powietrza, stopniowo zamieniając się w węglan sodu.

Ryż. 1. Wodorotlenek sodu. Wygląd.

Przygotowanie wodorotlenku sodu

Główną metodą wytwarzania wodorotlenku sodu jest elektroliza wodnego roztworu chlorku sodu. Podczas elektrolizy jony wodoru są wyładowywane na katodzie, a jednocześnie w pobliżu katody gromadzą się jony sodu i wodorotlenku, tj. otrzymuje się wodorotlenek sodu; Na anodzie wydziela się chlor.

2NaCl + 2H 2O = H2 + Cl2 + 2NaOH.

Oprócz elektrolitycznej metody wytwarzania wodorotlenku sodu, czasami stosuje się również starszą metodę - gotowanie roztworu sody z wapnem gaszonym:

Właściwości chemiczne wodorotlenku sodu

Wodorotlenek sodu reaguje z kwasami tworząc sole i wodę (reakcja neutralizacji):

NaOH + HCl = NaCl + H2O;

2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 O.

Roztwór wodorotlenku sodu zmienia kolor wskaźników, na przykład po dodaniu lakmusu, fenoloftaleiny lub oranżu metylowego do roztworu tej zasady ich kolor stanie się odpowiednio niebieski, szkarłatny i żółty.

Wodorotlenek sodu reaguje z roztworami soli (jeśli zawierają metal zdolny do tworzenia nierozpuszczalnej zasady) i tlenkami kwasowymi:

Fe 2 (SO 4) 3 + 6NaOH = 2Fe(OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4;

2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O.

Zastosowania wodorotlenku sodu

Wodorotlenek sodu jest jednym z najważniejszych produktów podstawowego przemysłu chemicznego. Jest zużywany w dużych ilościach do oczyszczania produktów naftowych; Wodorotlenek sodu jest szeroko stosowany w przemyśle mydlanym, papierniczym, tekstylnym i innych, a także w produkcji włókien sztucznych.

Przykłady rozwiązywania problemów

PRZYKŁAD 1

PRZYKŁAD 2