Едкий натрий своими руками

Как приготовить едкий натр и поташ

Чистота соды

Чем выше процент, тем чище сода. Чда — это не производитель, а квалификация. Есть еще ч — чистый, хч — химически чистый и осч — высшая очистка.

Гост у чда — 4328-77 (конечные цифры — это год принятия госта), и по анализу эта сода чда — 99%, но считается все равно не самой чистой. (У соды ч очистка 99,9%, у хч — 99,99%. ).

Если нет готового едкого натра или калия, можно приготовить:

1. первый из кальцинированной или кристалличе­ской соды и гашеной извести,
2. а второй— из поташа и гаше­ной извести.

Едкий натр. На 1 кг кальцинированной соды, или на 2,85 кг кристаллической соды, берут 900 г гашеной извести. При­готовляют раствор соды крепостью при 30° С в 23° Б, для чего 1 кг соды растворяют в 4,5—4,6 л воды.

Раствор соды помещают в котел или соду сразу растворяют в котле для варки, нагревают жидкость до 60 С и небольши­ми порциями вливают смешанную с водой гашеную известь — «известковое молоко». При этом раствор очень пенится и мо­жет перейти через край. Поэтому котел нужно загружать только на 2/3 его вместимости и во время варки усиленно размешивать жидкость.

Чем тщательнее будет размешана жидкость, тем лучше произойдет процесс превращения обыкновенной соды в ка­устическую (едкий натр).

Смесь нужно нагревать 40—60 мин, затем ей дают отсто­яться и прозрачный раствор сливают с осадка.* Прозрачная жидкость — раствор едкого натра приблизительной крепости в 20°—21° Б, а в осадке остается часть нерастворившейся из­вести, остатки едкого натра, мел и другие примеси.По удале­нии прозрачного раствора к осадку можно прибавить воды,вскипятить несколько раз, дать отстояться и вновь слить прозрачную жидкость, которая также будет представлять собой раствор едкого натра, но значительно меньшей крепости.

При таком изготовлении едкого натра раствор получается в20°—21° Б. Если для омыления жира, из которого предполагают сделать мыло, нужна более крепкая щелочь, полученный раствор можно выпарить; по испарении воды раствор будет крепче. Если нужна щелочь меньшей кре­пости, раствор разбавляют водой.

При таком домашнем изготовлении едкого натра (каусти­ческой соды) из 1 кг кальцинированной соды получается 780—820 г каустической соды.

Выше указывалось, что кальцинированной соды нужно взять 1 кг, а кристаллической — 2,85 кг. Разница между кальцинированной и кристаллической содой заключается в том, что в последней находится кристаллизационная вода.

Если кристаллическую соду прокалить, она с треском рассы­пается и превращается в белый порошок, уже совершенно ли­шенный воды(кальцинированный).

Едкий калий. Едкий калий приготовляется по тому же способу, как и едкий натр.На 1 кг кальцинированного пота­ша берут 6,8—7 кг гашеной извести и10—11 л воды. Раствор поташа в воде нагревают, не доведя до кипения, и маленьки­ми порциями добавляют в котел гашеную известь, смешан­ную с водой (известковое молоко). Жидкость все время уси­ленно размешивают и нагревание продолжают 40—60 мин. Затем смеси дают отстояться, сливают прозрачную жидкость, представляющую собой раствор едкого калия приблизитель­ной крепости в 16—17° Б, а осадок опять обливают водой,на­гревают до кипения, дают отстояться и прозрачную жид­кость, представляющую собой значительно меньшей крепо­сти раствор, сливают.

Поташ можно приготовить домашним образом — извле­чением его (выщелачиванием)из золы растений, из золы, получающейся при сжигании дров, и вообще из всякой дре­весной или растительной золы. Золу помещают в сосуд,име­ющий в дне отверстие, слегка утрамбовывают и наливают на золу воду.Вода будет просачиваться через золу и вытекать из отверстия в дне в виде мутной жидкости, которую собирают в отдельный сосуд. Затем мокрую золу удаляют, насыпают све­жей золы, которую обливают полученной мутной жидкостью из смоченной первой золы. Такую операцию повторяют до тех пор, пока одна и та же вода, пропущенная через несколь­ко порций золы,не сделается густой. Густую жидкость про­пускают для очистки от твердых частиц через редкую ткань и нагревают в глубокой железной сковороде до испарения воды.

По испарении воды на дне и стенках сковороды останется серая накипь,которую собирают в другой сосуд. Собранную накипь прокаливают при сильном огне на сковороде и получают белый порошок — поташ.

Калиевую щелочь можно также приготовить из расти­тельной или древесной золы следующим образом: просеян­ную через сито золу складывают кучами на утрамбованном земляном или каменном полу и обливают ее небольшим ко­личеством воды, чтобы она сделалась влажной. Затем в кучах проделывают углубления, насыпают приблизительно 8—10% негашеной извести, наливают, все хорошо перемешивают и, когда известь вся погасится, ее обсыпают сверху золой. Ох­лажденную и хорошо перемешанную массу помещают в чан с двумя днищами, из которых верхнее имеет много мелких от­верстий. На верхнее дно кладут кусок грубой холстины и на­сыпают смесь золы с известью. Между обоими днищами с од­ной стороны делают отверстие, в которое вставляют трубку для отвода воздуха, а в противоположной стороне приделыва­ют кран для спуска щелока. На золу с известью наливают теплую воду, хорошо смешивают и дают отстояться 6—8ча­сов. После этого через кран выпускают щелок, имеющий при­близительно крепость в 20—25° Б.

Второе обливание воды даст щелок крепостью в 8—10° Б, третье — в 4—2° Б.

Затем в кучах проделывают углубления, насыпают приблизительно 8—10% негашеной извести, НАЛИВАЮТ, все хорошо перемешивают и, когда известь вся погасится, ее обсыпают сверху золой. что наливают? сколько ? и какой температуры?

Источник

Как получить едкий натр в домашних условиях

Для того, чтобы получить едкий натр (гидроксид натрия, каустическую соду) понадобится гашеная известь и кальцинированная (бельевая) сода, которую можно найти в любом хозяйственном магазине.

Для приготовления 1 л едкого натра нужно взять 500 г гашеной извести и 630 г кальцинированной соды. Готовится гидроксид натрия в двух чугунных или эмалированных емкостях объемом 4 л каждый. В один из сосудов наливается 2 л дистиллированной воды, в нее всыпается сода и кипятится.

Во втором сосуде в том же объеме дистиллированной воды растворяют известь и размешивают ее до получения однородной взвеси (известь в воде не растворяется). В кипящий содовый раствор понемногу вливают известковую взвесь, следя за тем, чтобы раствор не переставал кипеть.

После пяти минут кипячения раствор снимают с огня и дают остыть естественным образом. Пока раствор остывает, он хорошо отстоится. На дно выпадет осадок – это обычный мел. Жидкость после отстаивания – и есть едкий натр или гидроксид натрия. Его осторожно сливают в чистый сосуд, при необходимости дополнительно фильтруют.

Гидроксид натрия – очень едкая щелочь. Недаром ее называют едким натром. При приготовлении гидроксида натрия и работе с ним необходимо использовать защитные средства – очки и перчатки. При попадании гидроксида натрия на кожу, пораженное место необходимо сразу же промыть большим количеством воды, а затем раствором уксусной кислоты, чтобы нейтрализовать остатки щелочи. Ну и, конечно, после этого необходимо как можно скорее обратиться к врачу.

Источник

Приготовление раствора едкого натра (каустической соды). Свойства, получение, применение. Техника безопасности.

Содержание статьи

1. Химические свойства едкого натра

Едкий натр (другие названия: гидроксид натрия, каустик, каустическая сода, натриевая щелочь) – пожалуй, наиболее распространённая щелочь. Химическая формула NaOH. Гидроксид натрия состоит из двух ионов: катиона натрия (Na+) и гидроксид-аниона (OH−). Эти ионы формируют едкий натр, связываясь между собой за счет электростатического притяжения разнозаряженных частиц. В растворе едкий натр полностью диссоциирует на ионы – является мощным электролитом. Водные растворы каустика проявляют сильную щелочную реакцию (pH 1%-раствора = 13). Основным методом определения едкого натра в растворе является реакция на гидроксид-ион (OH−). Чем больше гидроксид-ионов в растворе щелочи, тем щелочь сильнее и индикатор интенсивнее проявляет цвет.

Каустик вступает в реакцию с амфотерными оксидами и гидроксидами, кислотами, кислотными оксидами, солями, неметаллами (серой, фосфором), галогенами, металлами, амидами, эфирами, алкилгалогенидами, жирами, многоатомными спиртами.

2. Физические свойства едкого натра

Представляет собой твердое белое (иногда бесцветное) кристаллическое или чешуйчатое вещество без запаха. Температура плавления 323 о С. Быстро поглощает влагу и переходит в гидратированную форму (NaOH*3,5Н₂О). Прекрасно растворим в воде (108,7 гр/100 мл). Вследствие гидратации положительно заряженных ионов натрия при растворении натриевой щелочи в воде выделяется значительное количество тепла (10 ккал/моль). В концентрированном и разбавленном виде едкий натр весьма опасен, вызывает сильный химический ожог (попадание каустика в глаза может закончиться слепотой). Не горюч.

Раствор едкого натра более удобен в применении, поэтому каустическая сода чаще всего используется в виде раствора.

Каустик используется в следующих отраслях промышленности:

– автомобильная (при производстве щелочных аккумуляторов)

– пищевая (в качестве пищевой добавки, для очистки оборудования)

– целлюлозно-бумажная (изготовления картона, бумаги, древесно-волоконных плит и пр.)

– химическая (для нейтрализации кислот, производства моющих средств и различных масел, титрования алюминия, получения чистых металлов, солей, оснований и органических соединений; едкий натр применяется также в качестве катализатора реакций)

– дегазация и нейтрализация отравляющих веществ

– фармакология (производство лекарств)

– легкая промышленность (при производстве шелка, а также в качестве отбеливателя для тканей)

3. Способы производства едкого натра

Химические способы:

1. Известковый способ – заключается в реакции между гашеной известью и карбонатом натрия при температуре 80 ° С. В результате образуются едкий натр и осадок карбоната кальция. Методом фильтрации осадок отделяют, а оставшийся раствор упаривают до получения массы, содержащей около 92% едкого натра. Полученный едкий натр плавят и перекачивают в стальные барабаны, где он кристаллизуется.
2. Ферритный способ – при высокой температуре (800-900° С) карбонат натрия спекают с трехвалентным оксидом железа. Образовавшийся феррит натрия NaFeO₂ подвергают воздействию воды. NaFeO₂ разлагается с образованием раствора едкого натра (содержание NaOH ≈ 400 г/л) и осадка железа с водой (Fe₂O₃*H₂O). Осадок отделяют и возвращают в процесс, а раствор каустической соды выпаривают до белых кристаллов с содержанием NaOH ≈ 92%.
3. Пиролитический – карбонат натрия прокаливают при температуре ≈ 1000 °C. Полученный в результате оксид натрия Na₂О охлаждают. Затем в оксид натрия осторожно (выделяется большое количество тепла) добавляют воду.

Электрохимические методы получения гидроксида натрия:

Существует три электрохимических метода:

– мембранный и диафрагментарный (электролиз с твёрдым катодом),

– ртутный (электролиз с жидким ртутным катодом).

В Российской Федерации ориентировочно 65 % едкого натра производится электролизом с твёрдым катодом и 35 % электролизом с ртутным катодом.

Согласно ГОСТу 2263-79 выпускаются следующие марки гидроксида натрия:

• РР — раствор ртутный
• РД — раствор диафрагменный
• РХ — раствор химический
• ТД — твёрдый диафрагменный (плавленый)
• ТР — твёрдый ртутный (чешуированный)

4. Техника безопасности при работе с едким натром

Раствор каустической соды в транспортировке неудобен, опасен и, соответственно, дорог. Его проще перевозить в сухом состоянии. Но при этом возникает вопрос приготовления раствора щелочи на предприятии. Процесс растворения каустической соды в воде небезопасен, т.к. вещество относится к вредным веществам 2 класса опасности (ГОСТ 12.1.007). Вызывает ожоги и изъязвления кожи, повреждает слизистые глаз и верхних дыхательных путей.

Растворение гидроксида натрия осложняется выделением значительного количества тепла. Например, при растворении 25 кг едкого натра в 29,3л воды (для получения 46% раствора) температура раствора поднимается с 15 о С до 241 о С.

К работе с натриевой щелочью допускаются лица, достигшие 18 лет, прошедшие предварительно медицинское освидетельствование, не имеющие противопоказаний к выполнению соответствующих работ.

Работник до назначения его на самостоятельную работу с едким натром обязан пройти производственное обучение безопасным методам работы, проверку знаний, стажировку на рабочем месте под наблюдением и руководством опытного сотрудника.

Работать с каустической содой разрешается только в костюме с фартуком, резиновых сапогах, резиновых перчатках, респираторе и защитных очках. Для защиты кожи рук следует также применять силиконовый крем, который наносится на кожу рук перед началом работы.

Все операции с едким натром следует выполнять лишь:

– при работающей общеобменной вентиляции помещения;

– в вытяжном шкафу;

– с применением средств индивидуальной защиты.

При приготовлении раствора щелочи ВСЕГДА засыпайте сухой едкий натр в воду! Не лейте воду в едкий натр – вы рискуете создать тепловой взрыв. Если натриевая щелочь засыпается в воду, неконтролируемой бурной термической реакции не будет.

Чтобы избежать кипения раствора, внимательно просчитывайте пропорции воды и каустика!

5.Приготовление раствора каустической соды (едкого натра)

Гидроксид натрия поступает на предприятие:

– в жидком виде (с массовой долей NaOH не менее 40 %)

– в сухом виде (чешуированный, гранулированный; с массовой долей NaOH не менее 98,5 %)

Прежде чем приступить к приготовлению рабочего раствора щелочи, рекомендуется определить содержание NaOH в жидком/сухом едком натре.

5.1. Определение содержания каустической соды в растворе

Содержание едкого натра в растворе можно определить двумя способами:

1. Методом титрования:

Один миллилитр раствора каустика заливается в мерную колбу (емкостью 100 мл), доливается водой до метки и перемешивается. Отмеряется 10 мл полученного раствора в колбу титрования, добавляется 2-3 капли фенолфталеина или метилоранжа, титруется 0,1 н раствором соляной кислоты HCl до обесцвечивания. Содержание NaOH (К, в граммах на литр) определяется по формуле:

К = 40 * А

А – объем (в мл) 0,1 н раствора соляной кислоты, использованной в титровании.

С помощью денсиметра (с делениями шкалы от 1,00 до 1,530) измеряется плотность раствора. По таблице плотности раствора едкого натра определяется содержание NaOH (г/л):

Таблица плотности растворов едкого натра при температуре 20 оС

5.2. Определение содержания каустической соды в сухом веществе

Навеска в 4 грамма едкого натра как можно скорее растворяется в свежепрокипяченной дистиллированной воде. Полученный раствор переливается в мерную литровую колбу и после охлаждения доводится до метки. Отмеряется 50 мл раствора, титруется 0,1 н раствором соляной кислоты HCl с 3-4 каплями метилоранжа до появления оранжево-розового окрашивания. Содержание едкого натра (X, в процентах) рассчитывается по формуле:

Х = а * 0,004 * 1000 * 100 / (c * 50)

а – объем (в мл) 0,1 н раствора соляной кислоты, использованной в титровании;
с – вес (в г) навески едкого натра;
0,004 – масса (в гр) едкого натра соответствующее 1 мл 0,1 н раствора соляной кислоты;
50 – объем (в мл) раствора едкого натра, использованное в титровании.

5.3. Расчет количества сухого едкого натра для приготовления рабочего раствора

Ориентировочное количество каустической соды (в кг), необходимое для получения раствора заданной концентрации, определяется по формуле (1):

m (NaOH) = V_р-ра * P_р-ра * С1(%) / С2(%), кг (1)

V_р-ра – объем приготавливаемого раствора, м 3 ;

P_р-ра – плотность приготавливаемого раствора, кг/м 3 (плотность раствора определяется по справочной таблице «Таблица плотности растворов едкого натра при температуре 20 о С);

С1 – концентрация приготавливаемого раствора, %;

С2 – содержание в товарном продукте, %.

Ориентировочное количество исходной воды (в кг), необходимое для получения раствора щелочи заданной концентрации, определяется по формуле (2):

m _(воды) = V_{р-ра *} P_р-ра – m (NaOH), кг (2)

V_{р-ра –} объем приготавливаемого раствора, м 3 ;

P_{р-ра –} плотность приготавливаемого раствора, кг/м 3 (плотность раствора определяется по таблице плотности растворов едкого натра);

m (NaOH) – масса NaOH в приготавливаемом растворе, кг, определяемая по формуле (1).

Ориентировочное количество приготавливаемого раствора (в кг) определяется по формуле (3):

m_р-ра = m_в-ва * С2 (%) / С1(%), кг (3)

m_р-ра – масса приготавливаемого раствора, кг;

m_в-ва – масса едкого натра, кг;

С1 – концентрация приготавливаемого раствора, %;

С2 – содержание едкого натра в товарном продукте, %.

Пример. Расчет ориентировочного количества воды, необходимого для получения 4%-го раствора каустической соды при растворении мешка массой 25 кг

Ориентировочное количество исходной воды в кг, необходимое для получения раствора заданной концентрации, определяется по формуле (2):

m _(воды) = m_р-ра – m_в-ва (2)

m_р-ра – масса раствора, кг;

m_в-ва – масса едкого натра, кг.

Таким образом, при растворении мешка едкого натра массой 25 кг (при содержании едкого натра в товарном продукте – 99 %):

– по формуле (1) определяем массу 4%-го раствора едкого натра:

m_р-ра = 25 * 99 / 4 = 618,8 (кг)

– по формуле (2) определяем ориентировочное количество исходной воды в кг:

m _(воды) = 618,8 – 25 = 593,8 (кг)

5.4. Расчет количества концентрированного раствора едкого натра для приготовления рабочего раствора щелочи

Требуемое количество концентрированного раствора гидроксида натрия рассчитывается по формуле:

А = Б х В х 1000 / К

А – количество концентрированного раствора гидроксида натрия (в мл);
Б – количество необходимого рабочего раствора (в литрах);
В – содержание NaOH в 1 л рабочего раствора (в г);

К – содержание NaOH в 1л концентрированного раствора щелочи (в граммах на литр)

Пример. Расчет ориентировочного количества 46%-го раствора гидроксида натрия (684,2 г/л), требующегося для приготовления 100л 5%-го раствора (52,69 г/л).

100*52,69*1000/684,2 = 7 701 мл (7,7л)

Соответственно, чтобы приготовить 100л 5%-го раствора требуется в 7,7л 46% раствора долить воды до 100 л.

6.Оказание первой помощи при отравлениях и химических ожогах каустической содой

При отравлении едким натром (NaOH)

Вдыхание теплого водяного пара (в воду добавить немного лимонной кислоты).

При попадании в органы пищеварения – смазывание слизистых оболочек рта и горла 1% раствором новокаина. Внутрь по столовой ложке 1% раствора лимонной или винной кислоты каждые 3÷5 мин, крахмальный клейстер с добавлением тех же или уксусной кислот, 2÷3 столовые ложки растительного масла. Внутрь кусочки льда. Обратиться к врачу.

При химических ожогах едким натром (NaOH)

Обильное промывание водой в течение 10 минут, примочки из 5% раствора уксусной, виннокаменной, или лимонной кислоты. Обратиться к врачу.

При попадании едкого натра (NaOH) в глаза

Тщательное промывание глаз струей воды или физиологическим раствором поваренной соли в течение 10÷30 мин. Затем закапать 2% раствор новокаина или 0,5% раствор дикаина. Обратиться к врачу.

7. Установка для безопасного растворения каустической соды

ООО «КВАНТ МИНЕРАЛ» разработало установку для безопасного растворения едкого натра в воде, исключающую прямой контакт человека с сухой щелочью и концентрированными растворами.

Растворение едкого натра (каустической соды) в воде (видео)

Растворение едкого натра (каустической соды) в воде (видео)

Источник