烧碱:配方、性质、应用

科学 2023

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烧碱:配方、性质、应用
烧碱:配方、性质、应用
Anonim

每年大批量合成的重要化合物之一是碱金属氢氧化钠。由于她的财产,她获得了如此高的人气。苛性钠的化学式为 NaOH,对人类具有重要的工业意义。更详细地考虑这种物质。

烧碱配方
烧碱配方

物质发现史

第一次提到性质与烧碱完全相似的化合物出现在古代。甚至圣经也包含一些关于从埃及湖泊中提取的净物质的信息。估计是烧碱吧。

亚里士多德、柏拉图和其他古希腊罗马哲学家和科学家也提到了硝基物质,这种物质是从天然水库中提取出来的,以不同颜色的大块(黑色、灰色、白色)的形式出售。毕竟当时对清洁方法一无所知,因此无法将化合物与污染它的煤分开。

在公元前385年,使用肥皂制作。该工艺基于苛性钠。当然,它的公式还不为人所知,然而,这并不妨碍它从索良卡属植物的灰烬中提取,从湖泊中提取,用于清洁家居用品、洗衣服和制作各种肥皂。

烧碱应用
烧碱应用

不久之后,阿拉伯人学会了在产品中添加精油和芳香剂。然后肥皂变得美丽和令人愉快的气味。制皂工艺和技术的积极发展开始了。

直到 17 世纪,苛性钠作为一种化合物仍未被探索,其特性被广泛使用。它与苏打,氢氧化钾,碳酸钾,钠等物质结合。都叫苛性碱。

后来,科学家Duhamel du Monceau设法证明了这些物质之间的区别,并将它们分为碱和盐。从此,烧碱得到了它真正不变的名字,直到今天。

名字的同义词

需要注意的是,这种物质的名称并不相同,有几个同义词。总共可以指定 6 个不同的选项:

  • 氢氧化钠;
  • 烧碱;
  • 烧碱;
  • 钠碱;
  • 苛性碱;
  • 苛性碱。

烧碱,这种化合物在老百姓和工业界被称为。在化学合成中,说钠碱或烧碱更正确。公式不变。最常见的名称是苛性碱。从物质系统命名的角度来看,正确的名称是氢氧化钠。

烧碱性质
烧碱性质

化学分子式和结构

如果我们从化学的角度考虑这种物质,那么它将由两种离子组成:钠阳离子(Na+)和氢氧根阴离子(OH - )。由于不同带电粒子的静电吸引力而相互通信,这些离子形成苛性钠。经验公式将是 NaOH.

羟基由氧和氢之间的共价极性键形成,而钠则由离子键保持。在溶液中,碱完全解离成离子,是一种强电解质。

氢氧化钠配方
氢氧化钠配方

实验室获取方法

生产烧碱的工业和实验室方法紧密重叠。与工业设施相比,它通常在较小的工厂中通过化学和电化学方法少量获得。大量的物质以同样的方式在巨大的电解槽中产生。

实验室合成焦散的方法主要有几种。

  1. 铁氧体法。它由两个主要阶段组成:第一阶段是在高温碳酸钠和氧化铁(III)的作用下烧结。结果,形成了钠铁氧体(NaFeO2)。第二步遇水分解生成氢氧化钠和铁水混合物(Fe2O3H 2O)。将所得氢氧化钠溶液蒸发成白色晶体或薄片。它的纯度约为92%。
  2. 石灰方式。它包括碳酸钠和氢氧化钙(熟石灰)之间的相互作用,形成碳酸钙和苛性碱。反应在80oC的温度下进行。由于生成的盐沉淀,因此很容易分离。蒸发剩余溶液,得到钠碱。
  3. 隔膜和隔膜的获取方法。基于电解槽装置的运行。它配有食盐 (NaCL) 溶液,该溶液经过电解形成游离气态氯和所需的苛性碱产品。这些方法的不同之处在于,采用隔膜法时,设备的主要结构部分是石棉隔膜(阴极)。采用膜法,阴极和阳极空间被特殊的膜隔开。

因此,氢氧化钠是在实验室中获得的,选择了经济上最有利的选择。通常,它的能源密集度较低。

工业合成

烧碱等物质在工业上是如何获得的?液体和固体苛性碱最常通过电化学方法提取。它是基于天然矿物石盐溶液的电解,其中绝大多数是由食盐形成的。

烧碱水溶液配方
烧碱水溶液配方

这种合成的主要特点是副产物与烧碱一起是气态氯和氢气。该过程在以下三个选项中的任何一个中执行:

  • 隔膜电解开启固体阴极;
  • 带液态汞阴极;
  • 膜固体阴极

世界上生产的绝大多数苛性碱仍然是通过膜法形成的。生成的碱具有相当高的纯度。

应用

烧碱涉及的行业非常多。应用基于其化学和物理特性,使得这种化合物在许多合成和工艺中不可或缺。

氢氧化钠的储存
氢氧化钠的储存

有几个主要领域必须使用氢氧化钠。

  1. 化学生产(酯类、皂类、脂肪的合成、纤维生产、铝蚀刻、获得石油产品,在许多过程中作为催化剂;是中和酸及其相应氧化物的主要物质;在分析化学中用于滴定;也用于获得纯金属、多种盐类、其他碱和有机化合物)。
  2. 生产加工木浆用纸(去除木质素木质素)。
  3. 烧碱在人类经济活动中也是不可缺少的。使用大量的洗涤剂和基于它的清洁产品非常重要。制皂、洗头--没有烧碱,这一切都不完整。
  4. 生物燃料合成所必需的。
  5. 在全国范围内应用于有毒物质的脱气和中和,影响生物体。
  6. 药品和麻醉药品的生产。
  7. 食品工业-糖果、巧克力、可可、冰淇淋、糖果着色、橄榄、烘焙食品。
  8. 在美容中去除异物(痣、乳头状瘤、疣)。
  9. 用于酿酒厂和烟草厂。
  10. 纺织行业
  11. 生产玻璃:有色、普通、光学等。

很明显,氢氧化钠是人类活动中非常重要和有用的物质。全世界每年合成5700万吨以上,绝对不是徒劳的。

物理性质

白色粉末状物质,有时无色。它可以是细结晶粉末形式或薄片形式。更常见的是大晶体的形式。熔点相当低 - 65.1оС。快速吸收水分并转化为水合形式 NaOH 3, 5Н2О。这种情况下,熔点更低,只有15.5оС。几乎无限溶于醇、水。感觉固体和液体肥皂。

浓缩和稀释形式非常危险。它会损害眼睛的所有膜,直至视神经。与眼睛接触可能导致失明。因此,使用这种化合物非常危险,需要防护装备。

碱液
碱液

化学性质

烧碱性能完全展现与所有碱一样:与酸、酸氧化物、两性氧化物和氢氧化物、盐相互作用。从非金属中,它与硫、磷和卤素发生反应。也能与金属发生反应。

在有机化学中,氢氧化钠与酰胺、酯、卤代烷烃反应。

储存条件

氢氧化钠的储存是在一定条件下进行的。这是因为它具有极强的反应性,尤其是在房间潮湿时。主要条件如下。

  1. 远离取暖器存放。
  2. 密封密封包装,不透潮。
  3. 干燥结晶碱储存在特殊成分(高密度聚乙烯)的袋子中,液体 - 在带有地面塞子的深色玻璃容器中。如果量大需要运输的话,烧碱溶液放在特殊的钢制容器和罐子里。

该物质可以通过任何已知的符合安全规定的方法运输,不包括空运。

氢氧化钠烧碱
氢氧化钠烧碱

液体钠碱

除了结晶,还有烧碱的水溶液。其公式与固体相同。化学上,溶液更适用,使用更方便。因此,在这种形式中,苛性碱的使用频率更高。

烧碱溶液,配方为NaOH,全部使用以上领域。仅在运输过程中不方便,因为运输干碱更好。其他的属性,丝毫不逊色于水晶,有的甚至超越水晶。

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