Гидроксид натрия — едкое вещество¶
Гидроксид натрия (NaOH, химическое название — гидроксид натрия; в быту известен как едкий натр, каустическая сода или едкая щёлочь) — неорганическое химическое соединение, соль щёлочи, представляющая собой белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде с выделением большого количества тепла. При нормальных условиях гидроксид натрия гигроскопичен, на воздухе быстро поглощает влагу и углекислый газ, расплываясь. Одна из наиболее распространённых и промышленно значимых щелочей.
¶Химические свойства
Гидроксид натрия — сильное основание, полностью диссоциирующее в водных растворах на ионы натрия и гидроксида. Водные растворы имеют выраженно щелочную реакцию (pH насыщенного раствора около 14) и омыляют жиры, что определяет многие его практические применения.
Основные химические свойства NaOH:
- реагирует с кислотами с образованием солей и воды (нейтрализация);
- взаимодействует с амфотерными оксидами и гидроксидами (например, с оксидом алюминия, цинка);
- реагирует с аммонийными солями с выделением аммиака;
- при нагревании с кремнезёмом и алюмосиликатами разрушает стекло, поэтому щелочи хранят в полиэтиленовой или специальной стеклянной таре;
- поглощает CO₂ из воздуха с образованием карбоната натрия.
При растворении NaOH в воде температура раствора резко повышается — процесс сильно экзотермичен, что требует осторожности при приготовлении растворов.
¶Получение
Промышленный способ получения гидроксида натрия — электролиз растворов хлорида натрия (электролитическое производство каустика). Применяют два основных метода:
- Диафрагменный электролиз — с использованием мембраны, разделяющей зоны электролиза; даёт разбавленные растворы NaOH, которые затем концентрируют выпариванием.
- Мембранный электролиз — более современный и энергоэффективный способ, позволяющий получать концентрированные растворы (30–35 %) с высокой чистотой.
Ранее применялся также ртутный электролиз, но он был практически полностью вытеснен из-за токсичности ртути. Побочными продуктами электролиза являются хлор и водород, которые также находят промышленное применение.
¶Применение
Гидроксид натрия — один из важнейших продуктов химической промышленности. Основные направления использования:
| Отрасль | Применение |
|---|---|
| Химическая промышленность | Производство мыла, синтез органических соединений, нейтрализация кислот |
| Бумажная промышленность | Отделка целлюлозы (крахмаление), переработка вторичной бумаги |
| Нефтепереработка | Очистка нефтепродуктов от сернистых соединений и кислот |
| Пищевая промышленность | Пищевая добавка Е524 — регулятор кислотности (в частности, при обработке оливок, производстве колы) |
| Коммунальное хозяйство | Очистка сточных вод, регулирование pH |
| Бытовая химия | Отдушка труб, чистящие и моющие средства |
| Текстильная промышленность | Обработка волокон, отбеливание |
В России производство каустической соды сосредоточено на крупных химических предприятиях, в том числе на заводах в Ставрополе, Кемерове, Березниках и других промышленных центрах.
¶Опасность и меры предосторожности
Гидроксид натрия относится к веществам первого класса опасности по ГОСТ — он вызывает тяжёлые химические ожоги кожи и слизистых оболочек, при попадании в глаза может привести к слепоте. Пары и аэрозоли раздражают дыхательные пути.
При работе с NaOH применяют средства индивидуальной защиты: резиновые перчатки, защитные очки или лицевой щиток, халат. При попадании на кожу поражённое место промывают большим количеством проточной воды, затем слабым раствором борной кислоты или уксусной кислоты для нейтрализации остатков щёлочи.
Хранят вещество в герметичной таре, защищённой от влаги и CO₂. При транспортировке необходимо исключать контакт с кислотами, алюминием и цинком.
¶Физические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Молярная масса | 40,0 г/моль |
| Плотность | 2,13 г/см³ |
| Температура плавления | 318 °C |
| Температура кипения | 1390 °C |
| Растворимость в воде (20 °C) | около 109 г на 100 мл |
| Внешний вид | белые гигроскопичные кристаллы |
¶Интересные факты
Название «едкий натр» отражает агрессивное действие вещества на органические ткани. В старину щёлочь получали выщелачиванием золы растительного происхождения — этот способ был известен ещё в Древнем Египте и применялся для приготовления мыла. В XIX веке с развитием химической промышленности появились электролитические методы, сделавшие производство каустической соды массовым и относительно дешёвым.
Источники:
- ГОСТ 2263-79 «Натр едкий. Технические условия»
- Химическая энциклопедия / Под ред. Кнунянца И. Л. — М.: Большая Российская энциклопедия
- Ремизов А. М., Хомченко Г. П. Химия для поступающих в вузы
- Лидин Р. А., Андреева Л. Л., Молочко В. А. Неорганическая химия. Теоретические основы