Hər il böyük partiyalarla sintez edilən mühüm kimyəvi birləşmələrdən biri qələvi natrium hidroksiddir. O, xassələrinə görə belə populyarlıq qazanıb. Formulu NaOH olan kaustik soda insanlar üçün böyük sənaye əhəmiyyətinə malikdir. Bu maddəni daha ətraflı nəzərdən keçirin.
Materiyanın kəşf tarixi
Xüsusiyyətlərinə görə tam olaraq kaustik sodaya bənzəyən birləşmə haqqında ilk xatırlatma qədim zamanlarda meydana çıxır. Hətta Müqəddəs Kitabda Misir göllərindən çıxarılan neter maddəsi haqqında bəzi məlumatlar var. Ehtimal ki, bu, kaustik soda idi.
Aristotel, Platon və digər qədim Yunan və Roma filosofları və alimləri də təbii su anbarlarından çıxarılan və müxtəlif rəngli iri parçalar (qara, boz, ağ) şəklində satılan nitrum maddəsini qeyd edirlər. Axı o zaman təmizləmə üsulları haqqında heç nə məlum deyildi, ona görə də birləşməni onu çirkləndirən kömürdən ayırmaq mümkün deyildi.
Eramızdan əvvəl 385-ci ildə sabun istehsalından istifadə edilmişdir. Proses kaustik sodaya əsaslanırdı. Onun formulası, əlbəttə ki, hələ məlum deyildi,lakin bu, onun Solyanka cinsinə aid bitkilərin külündən, göllərdən çıxarılmasına və məişət əşyalarının təmizlənməsində, p altarların yuyulmasında və müxtəlif sabunların hazırlanmasında istifadə edilməsinə mane olmadı.
Bir az sonra ərəblər məhsula efir yağları və aromatik maddələr əlavə etməyi öyrəndilər. Sonra sabun gözəl və xoş ətirli oldu. Sabun istehsalı proseslərinin və texnologiyalarının aktiv inkişafı başladı.
XVII əsrə qədər xassələri qüdrətlə istifadə edilən kaustik soda kimyəvi birləşmə kimi tədqiq edilməmiş qalmışdır. Soda, kalium hidroksid, kalium karbonatlar, natrium kimi maddələrlə birləşdirildi. Onların hamısına kaustik qələvilər deyilirdi.
Daha sonra alim Duhamel du Monso bu maddələr arasındakı fərqi sübut etməyə nail olmuş və onları qələvilərə və duzlara ayırmışdır. O vaxtdan bəri kaustik soda bu günə qədər həqiqi və sabit adını almışdır.
Adlar üçün sinonimlər
Qeyd etmək lazımdır ki, bu maddənin adı eyni deyil və bir neçə sinonimi var. Ümumilikdə 6 fərqli seçim təyin edilə bilər:
- natrium hidroksid;
- kaustik soda;
- kaustik soda;
- natrium qələvi;
- kaustik;
- kaustik qələvi.
Kaustik soda, bu birləşmə adi insanlarda və sənayedə deyilir. Kimyəvi sintezlərdə natrium qələvi və ya kaustik soda demək daha düzgündür. Formula dəyişmir. Ən ümumi adı kaustikdir. Maddələrin sistematik nomenklaturası nöqteyi-nəzərindən düzgün ad natrium hidroksiddir.
Kimyəvimolekulun düsturu və quruluşu
Bu maddəni kimya baxımından nəzərdən keçirsək, o zaman iki iondan ibarət olacaq: natrium kation (Na+) və hidroksid anionu (OH - ). Fərqli yüklü hissəciklərin elektrostatik cazibəsi hesabına bir-biri ilə əlaqə saxlayaraq bu ionlar kaustik soda əmələ gətirir. Empirik düstur NaOH olacaq.
Hidrokso qrupu oksigen və hidrogen arasında kovalent qütb bağı, natriumla isə ion bağı ilə əmələ gəlir. Məhlulda qələvi güclü elektrolit olmaqla tamamilə ionlara ayrılır.
Almanın laboratoriya üsulu
Kaustik soda istehsalı üçün sənaye və laboratoriya üsulları bir-biri ilə sıx üst-üstə düşür. Çox vaxt sənaye obyektlərinə nisbətən daha kiçik zavodlarda kimyəvi və elektrokimyəvi üsullarla kiçik miqdarda alınır. Tonlarla maddə eyni üsulla elektrolizatorların böyük sütunlarında istehsal olunur.
Laboratoriyada kaustikləri sintez etməyin bir neçə əsas yolu var.
- Ferrit üsulu. O, iki əsas mərhələdən ibarətdir: birinci mərhələ yüksək temperaturlu natrium karbonat və dəmir oksidin (III) təsiri altında sinterləmədir. Nəticədə natrium ferrit əmələ gəlir (NaFeO2). İkinci mərhələdə o, suya məruz qalır və natrium hidroksid və dəmir və su qarışığı yaratmaq üçün parçalanır (Fe2O3H 2O). Nəticədə natrium hidroksid məhlulu ağ kristallara və ya lopalara buxarlanır. Onun təmizliyi təxminən 92% təşkil edir.
- Əhəng yolu. Natrium karbonat və kalsium hidroksid (sönmüş əhəng) arasında kalsium karbonat və kostik meydana gəlməsi ilə qarşılıqlı təsir reaksiyasından ibarətdir. Reaksiya 80oC temperaturda aparılır. Yaranan duz çökdüyü üçün asanlıqla ayrılır. Qalan məhlul buxarlanır və natrium qələvi alınır.
- Diafragma və membran əldə etmə üsulu. Elektrolizator qurğusunun işinə əsaslanır. Sərbəst qazlı xlorun və arzu olunan kostik məhsulun əmələ gəlməsi ilə elektrolizə məruz qalan adi duzun (NaCL) bir həlli ilə təchiz edilir. Bu üsullar arasındakı fərq ondan ibarətdir ki, diafraqma üsulu ilə cihazın əsas struktur hissəsi asbest diafraqmasıdır (katod). Membran üsulu ilə katod və anod boşluqları xüsusi membranla ayrılır.
Beləliklə, natrium hidroksid laboratoriyada maddi cəhətdən ən sərfəli variant seçilərək alınır. Bu, bir qayda olaraq, daha az enerji tələb edir.
Sənayedə sintez
Sənayedə kaustik soda kimi bir maddə necə əldə edilir? Maye və bərk kaustik ən çox elektrokimyəvi üsulla çıxarılır. O, təbii mineral halit məhlulunun elektrolizinə əsaslanır, onun böyük əksəriyyəti adi duzdan əmələ gəlir.
Bu sintezin əsas xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, əlavə məhsullar kaustik soda ilə birlikdə qaz halında olan xlor və hidrogendir. Proses üç variantdan hər hansı birində həyata keçirilir:
- diafraqma elektrolizi aktivdirbərk katod;
- maye civə katodlu;
- membran bərk katod.
Dünyada istehsal olunan kaustiklərin böyük əksəriyyəti hələ də membran üsulu ilə əmələ gəlir. Yaranan qələvi kifayət qədər yüksək təmizliyə malikdir.
Tətbiqlər
Kaustik sodanın aktual olduğu bir çox sənaye sahələri var. Tətbiq kimyəvi və fiziki xassələrinə əsaslanır və bu birləşməni bir çox sintez və proseslərdə əvəzolunmaz edir.
Natrium hidroksidinin zəruri olduğu bir neçə əsas sahə var.
- Kimyəvi istehsal (efirlərin, sabunların, yağların sintezi, lif istehsalı, alüminiumun aşındırılması, neft məhsullarının alınması, bir çox proseslərdə katalizator kimi; turşuları və onlara uyğun oksidləri neytrallaşdırmaq üçün əsas maddədir; analitik kimyada titrləmə üçün istifadə olunur, həmçinin təmiz metallar, bir çox duzlar, digər əsaslar və üzvi birləşmələr əldə etmək üçün istifadə olunur).
- Ağac sellülozunun emalı üçün kağız istehsalında (ağac maddəsi olan liqnindən xilas olmaq).
- Kaustik soda insanın iqtisadi fəaliyyətində də əvəzolunmazdır. Çoxsaylı yuyucu vasitələrin və onun əsasında təmizləyici vasitələrin istifadəsi çox vacibdir. Sabun istehsalı, şampunların alınması - bütün bunlar kaustik soda olmadan tamamlanmaz.
- Bioyanacaq sintezi üçün lazımdır.
- Zəhərli maddələrin deqazasiyası və zərərsizləşdirilməsi üçün milli miqyasda tətbiq edilir,orqanizmlərə təsir edir.
- Dərman və narkotik vasitələrin istehsalı.
- Qida sənayesi - qənnadı məmulatları, şokolad, kakao, dondurma, konfet boyası, zeytun, bişmiş məmulatlar.
- Kosmetologiyada yad formalaşmaların (mol, papillomalar, ziyillərin) çıxarılması üçün.
- İçki zavodlarında və tütün fabriklərində istifadə olunur.
- Toxuculuq sənayesində.
- Şüşə istehsalı: rəngli, adi, optik və digər.
Aydındır ki, natrium hidroksid insan fəaliyyətində çox vacib və faydalı bir maddədir. Onun dünyada hər il tonlarla - 57 milyon və ya daha çox sintez edilməsi heç də əbəs yerə deyil.
Fiziki xüsusiyyətlər
Ağ tozlu maddə, bəzən rəngsizdir. İncə kristal toz şəklində və ya lopa şəklində ola bilər. Daha tez-tez böyük kristallar şəklində. Ərimə nöqtəsi olduqca aşağıdır - 65.1оС. Nəmi çox tez udur və nəmlənmiş NaOH 3, 5Н2О formasına çevrilir. Bu halda ərimə nöqtəsi daha da aşağı olur, cəmi 15,5оС. Demək olar ki, qeyri-məhdud spirtlərdə, suda həll olunur. Həm bərk, həm də maye sabun hissi verir.
Konsentratlı və seyreltilmiş formada çox təhlükəlidir. Optik sinirlərə qədər gözün bütün qişalarını zədələyə bilər. Gözlərlə təmas korluğa səbəb ola bilər. Buna görə də, bu birləşmə ilə işləmək son dərəcə təhlükəlidir və qoruyucu avadanlıq tələb edir.
Kimyəvi xassələri
Kaustik soda xassələrini tam olaraq nümayiş etdirirbütün qələvilərlə eynidir: turşular, turşu oksidləri, amfoter oksidləri və hidroksidləri, duzları ilə qarşılıqlı təsir göstərir. Qeyri-metallardan kükürd, fosfor və halogenlərlə reaksiya verir. Həmçinin metallarla reaksiya verə bilir.
Üzvi kimyada natrium hidroksid amidlər, efirlər, halogenləşdirilmiş alkanlarla reaksiya verir.
Saxlama şəraiti
Natrium hidroksidinin saxlanması müəyyən şərtlər altında həyata keçirilir. Bunun səbəbi, xüsusilə otaq nəm olduqda son dərəcə reaktivdir. Əsas şərtlər aşağıdakılardır.
- Qızdırıcılardan uzaqda saxlayın.
- Hermetik şəkildə bağlanmış və möhürlənmiş bağlamalar, nəm keçirə bilməz.
- Quru kristallik kaustik xüsusi tərkibli kisələrdə (sıx polietilen), maye - üyüdülmüş tıxacları olan tünd şüşə qabda saxlanılır. Əgər onun miqdarı böyükdürsə və daşınma tələb olunursa, o zaman kaustik soda məhlulu xüsusi polad qablara və kanistrlərə yerləşdirilir.
Bu maddə hava nəqliyyatı istisna olmaqla, təhlükəsizlik qaydalarına uyğun olaraq hər hansı məlum üsulla daşına bilər.
Maye natrium qələvi
Kristaldan əlavə, kaustik sodanın sulu məhlulu da var. Onun formulası bərk üçün olduğu kimidir. Kimyəvi cəhətdən məhlullar daha uyğun və istifadəsi rahatdır. Buna görə də, bu formada kaustik daha tez-tez istifadə olunur.
Düsulu NaOH olan kaustik soda məhlulu bütünyuxarıdakı sahələr. Yalnız daşınma zamanı əlverişsizdir, çünki quru kostik daşımaq daha yaxşıdır. Bütün digər xüsusiyyətlərdə o, heç bir şəkildə kristallardan geri qalmır və bəzilərində hətta onları üstələyir.