Гидроксид натрия или каустическая сода производится из густого раствора поваренной соли путем электролиза. В естественной среде не встречается, является продуктом химической промышленности, имеет формулу NaOH, указывающую на наличие в гидроксиде молекул натрия, кислорода и водорода в различном состоянии.

Список названий

В узкопрофильной литературе, информационных статьях и на этикетках товаров можно встретить синонимы названия: едкий натр  ; каустик; едкая щелочь; гидроокись натрия. Основное имя щелочи подарили греки; согласно Большому Энциклопедическому словарю, kaustikos  — «едкий», «жгучий», что в полной мере раскрывает свойства каустической соды и ее класс опасности. Существует ничем не подтвержденный миф, что содой долгое время называлась зола растения с аналогичным именем, используемая древними представителями человеческой цивилизации для мытья и обезжиривания посуды. Якобы первыми уникальные свойства вещества заметили крестьяне и работники кухонь в больших поместьях Средневековой Европы. До середины 18 века щелочами называли все разновидности соды, разделение на каустическую, кальцинированную и поташ произошло в 1736 году, благодаря работам француза А. Д. дю Мансо. В наше время содой называют только соли угольной кислоты, то есть пищевую соду.

Промышленное использование каустика

Гидроокись натрия является самой распространенной щелочью, выпускается как в жидком виде, так и в форме мелких белых гранул, практически не имеющих собственного аромата. Каустическая сода поставляется на промышленные предприятия в цистернах или другой герметически упакованной таре, в зависимости от состояния и назначения. Основными потребителями едкого натрия на сегодняшний день являются следующие области народного хозяйства: химическая – в производстве мыла, глицерина, водорода, в качестве реагента или катализатора для химических процессов, минеральных удобрений, бытовой химии, металлургическая – для работ, связанных с добычей алюминия, цинка и титана из смешанного вторсырья; автомобильная – каустическая сода применяется для очищения и мойки форм, используемых для выпуска автопокрышек; текстильная – с помощью раствора едкого натра обычные растительные волокна приобретают блеск и шелковистость; газовая и нефтяная – как катализатор при производстве биотоплива с отличными характеристиками; пищевая — производство карамели, шоколада, какао, газированных напитков, хлебобулочных изделий не обходится без участия гидроокиси натрия. Имеет собственное имя в бесконечном списке пищевых добавок – E524; бумажная промышленность – каустическая сода незаменима в превращении целлюлозы в бумагу и картон.

Применение едкого натра

Едкий натр находит широкое применение в самых разнообразных отраслях промышленности и для бытовых нужд.

– В химической и нефтехимической промышленности (на их долю приходится около 57% суммарного объема российского потребления NaOH)— для нейтрализации кислот и кислотных оксидов, как реагент или катализатор в химических реакциях, в химическом анализе для титрования, для травления алюминия и в производстве чистых металлов, в нефтепереработке — для производства масел.

– Каустик применяется в целлюлозно-бумажной промышленности для делигнификации (сульфатный процесс) целлюлозы, в производстве бумаги, картона, искусственных волокон, древесно-волоконных плит.,

– Для омыления жиров при производстве мыла, шампуня и других моющих средств.

– В производстве биодизельного топлива, получаемого из растительных масел и используемого для замены обычного дизельного топлива.

– В качестве агента для растворения засоров канализационных труб, в виде сухих гранул или в составе гелей. Гидроксид натрия дезагрегирует засор и способствует лёгкому продвижению его далее по трубе.

– Дегазации и нейтрализации отравляющих веществ, в том числе зарина, в ребризерах (изолирующих дыхательных аппаратах (ИДА), для очистки выдыхаемого воздуха от углекислого газа.

– В пищевой промышленности: для мытья и очистки фруктов и овощей от кожицы, в производстве шоколада и какао, напитков, мороженого, окрашивания карамели, для размягчения маслин и производстве хлебобулочных изделий. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E524.

– В цветной металлургии, энергетике, в текстильной промышленности, для регенерации резины.

Получение каустика

В начале 19 века производство каустической соды (NаОН) было тесно связано с развитием производства кальцинированной соды. Эта взаимосвязь была обусловлена тем, что сырьем для химического способа получения NаОН служила кальцинированная сода, которая в виде содового раствора каустифицировалась известковым молоком. В конце 19 века стали быстро развиваться электрохимические методы получения NаОН электролизом водных растворов NаСl. При электрохимическом способе получения одновременно с NаОН получают хлор, который находит широкое применение в промышленности тяжелого органического синтеза и в других областях промышленности, что объясняет быстрое развитие электрохимического производства NаОН.

 

На сегодняшний день каустическую соду получают либо путем электролиза раствора хлорида натрия (NaCl) с образованием гидроксида натрия и хлора, либо, реже, с помощью более старого способа, основанного на взаимодействии раствора кальцинированной соды с гашеной известью. Большое количество производимой в мире кальцинированной соды используется для получения каустической соды.

 

Взаимодействие раствора кальцинированной соды с гашеной известью. Каустическую соду получают из кальцинированной на установке периодического или непрерывного действия. Процесс обычно проводят при умеренных температурах в реакторах, оборудованных мешалками. Реакция образования каустической соды представляет собой реакцию обмена между карбонатом натрия и гидроксидом кальция:

Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2NaOH

Карбонат кальция выпадает в осадок, а раствор гидроксида натрия отводится в коллектор.

 

Электролизные методы. В промышленном масштабе гидроксид натрия получают электролизом растворов галита (каменная соль NaCl) с одновременным получением водорода и хлора:

2NaCl + 2H2O = H2 + Cl2 + 2NaOH

 

Когда концентрированный раствор хлорида натрия подвергается электролизу, образуются хлор и гидроксид натрия, но они реагируют друг с другом с образованием гипохлорита натрия – отбеливающего вещества. Этот продукт, в свою очередь, особенно в кислых растворах при повышенных температурах, окисляется в электролизной камере до перхлората натрия. Чтобы избежать этих нежелательных реакций, электролизный хлор должен быть пространственно отделен от гидроксида натрия.

 

В большинстве промышленных установок, используемых для получения электролизной каустической соды, это осуществляется с помощью диафрагмы (диафрагменный метод), помещенной вблизи анода, на котором образуется хлор. Существуют установки двух типов: с погруженной или непогруженной диафрагмой. Камера установки с погруженной диафрагмой целиком заполняется электролитом. Соляной раствор втекает в анодное отделение, где из него выделяется хлор, а раствор каустической соды заполняет катодное отделение. В установке с непогруженной диафрагмой раствор каустической соды отводится из катодного отделения по мере образования, так что камера оказывается пустой. В некоторых установках с непогруженной диафрагмой в пустое катодное отделение напускается водяной пар, чтобы облегчить удаление каустической соды и поднять температуру.

 

В диафрагменных установках получается раствор, содержащий как каустическую соду, так и соль. Большая часть соли выкристаллизовывается, когда концентрация каустической соды в растворе доводится до стандартного значения 50%. Такой «стандартный» электролизный раствор содержит 1% хлорида натрия. Продукт электролиза пригоден для многих применений, например для производства мыла и чистящих препаратов. Однако для производства искусственного волокна и пленки требуется каустическая сода высокой степени очистки, содержащая менее 1% хлорида натрия (соли). «Стандартный» жидкий каустик можно надлежащим образом очистить методами кристаллизации и осаждения.

 

Мембранный метод — аналогичен диафрагменному, но анодное и катодное пространства разделены катионообменной мембраной. Мембранный электролиз обеспечивает получение наиболее чистого каустика.

 

Непрерывное разделение хлора и каустика можно также осуществить в установке с ртутным катодом (ртутный электролиз). Металлический натрий образует с ртутью амальгаму, которая отводится во вторую камеру, где натрий выделяется и реагирует с водой, образуя каустик и водород. Хотя концентрация и чистота соляного раствора для установки с ртутным катодом более важны, чем для установки с диафрагмой, в первой получается каустическая сода, пригодная для производства искусственного волокна. Ее концентрация в растворе составляет 50–70%. Более высокие затраты на установку с ртутным катодом оправдываются получаемой выгодой.

 

Полезные и вредные свойства гидроокиси натрия

Едкий натр замечательно справляется с жировыми отложениями на различных поверхностях, отлично смягчает воду, способна нейтрализовывать вредные вещества в воздухе и на поверхности, имеет низкую стоимость и общедоступность. При всей своей востребованности щелочь относится к опасным химическим соединениям, применение каустической соды может сопровождаться следующими рисками: взаимодействуя с водой каустик, выделяет большое количество водорода и тепла, поэтому взрывоопасен; попадая на кожу, едкий натр способен привести к сильнейшим химическим ожогам, трудно поддающимся лечению. Контакт гидроокиси натрия с поверхностью глазного яблока, пусть даже кратковременный, может привести к потере зрения, попадание на слизистую – к некрозу тканей, воспалению легких, кровавой рвоте и диарее; обладает сильными коррозийными свойствами по отношению к эмалированным, оцинкованным и алюминиевым поверхностям.

Основные отличия кальцинированной соды и едкого натра

В первую очередь, это химическое строение молекул, что отражается в формуле каустика  — NaOH —  и кальцинированной соды – Na2CO3. В-вторых – кальцинированная разновидность менее агрессивна и, как следствие, не имеет таких ярко выраженных реакций с водой, металлами и органическими загрязнениями. В-третьих – она более безопасна как для человека, так и для окружающей среды.

Области использования гидроокиси натрия в быту

Каустическая сода, при внимательном и осторожном обращении, при соблюдении нехитрых правил безопасности является бесценным помощником в решении многих бытовых проблем. Внимание! Перед началом работы наденьте прорезиненные перчатки, очки и плотную одежду. Для применения в быту разводите каустик только в эмалированной или пластиковой посуде, устойчивой к воздействию щелочей, при открытой форточке. Борьба с канализационными засорами В этой ипостаси соде каустической нет равных —  использование вещества, согласно инструкции по применению, 1 раз в месяц не только прочистит трубы в кухне, ванной и туалете, но и поможет избавиться от запаха, появляющегося в помещении в результате органических отложений в канализации: Для очистки системы в частном доме следует залить 2 кг едкого натра 4 л обычной воды из-под крана и влить аккуратно раствор в раковину, унитаз или сливное отверстие душа (ванной). Заткнуть пробкой, через час влить полтора ведра очень горячей воды и использовать систему по назначению. Для борьбы с органикой в сифонах и стояках многоквартирных домов нужно засыпать в сливное отверстие порошок каустической соды в количестве 150 граммов и очень осторожно влить туда же несколько литров кипятка. Через четверть часа добавить еще столько же горячей воды, затем через десять минут влить уже около ведра воды, подогретой до 90 градусов. Пользоваться сливом можно только через час после завершения процедуры. Каустическая сода входит в состав многочисленной армии средств по очистке канализационных систем, в том числе является действующим веществом в геле «Крот», так как превосходно растворяет волосы, попавшие в слив и являющиеся основной причиной засоров. Едкий натр продолжает свое воздействие на внутреннюю поверхность труб даже после многочисленных смываний, сглаживая шероховатости и неровности, задерживающие грязь и мелкие, нерастворимые частицы жидких бытовых отходов. Самой эффективной для чистки канализации является каустическая сода в гранулах, однако и она плохо справляется с остатками земли, поэтому процедуру лучше проводить комплексно – сначала использовать кислотные средства, затем  — едкую щелочь, которая заодно нейтрализует кислоту. Приусадебное хозяйство Незаменима каустическая сода в проведении дезинфекции теплиц. После сбора урожая, садоводы обрабатывают раствором едкого натра стояки и поверхности закрытых площадей для выращивания ранней продукции, так как гидроокись натрия отлично убирает грибок и различные виды мелких паразитов, накапливающихся за период вегетации огурцов и помидоров. Особенно эффективна едкая щелочь для санитарной обработки хозяйственных построек, в которых содержались домашние животные. Такая процедура позволяет удалять болезнетворные бактерии и микробы с внутренних поверхностей сараев и коровников. Подойдет каустическая сода и для применения в быту – ею хорошо проводить дезинфекцию погребов перед сезонной закладкой овощей.

Меры предосторожности, необходимые при работе с едким натром

Следует внимательно читать инструкцию по применению на упаковке с гидроокисью натрия, которая не только подскажет, как развести каустическую соду, но и укажет необходимые пропорции с водой для той или иной цели. В обязательном порядке нужно надевать прорезиненные перчатки, очки и специальную плотную одежду при использовании растворов едкой щелочи на больших площадях и в теплицах. При работе с канализацией хватит очков и специальных рукавиц. Не допускать попадания ингредиентов или самого раствора на открытые участки кожи, а также на эмалированные или оцинкованные поверхности. Первая помощь при ожоге, вызванном едкой щелочью Держать пораженный участок под сильной струей холодной воды не менее 10-15 минут, затем промыть следующими растворами: борная кислота и вода в пропорции 1 ч. л:200мл; уксусная кислота и вода в соотношении 3:100. Затем наложить на ожог бинт, пропитанный 5% раствором уксусной кислоты и немедленно отправиться в больницу. Если пары или брызги растворов каустической соды попали на слизистую или в глаза, следует немедленно промыть их 2% борной кислотой, затем тщательно ополоснуть чистой водой и обратиться за помощью к врачу-специалисту.

Домашнее мыло и каустическая сода

Существует технология приготовления мыла в домашних условиях, позволяющая изготавливать красивые и полезные подарки своими руками. Налажено производство и сбыт специальной основы, не требующей больших временных затрат в приготовлении такого рода сувениров – растопил, добавил чего хочешь, разлил в формочки и все – оригинальный и приятный подарок готов. Однако стоят такие заготовки немало, да и непонятно из чего они производятся. Другое дело – приготовление мыла собственными руками с нуля. Основными ингредиентами для домашнего мыловаренного производства являются растительные  и эфирные масла, дистиллированная вода и, конечно же, каустическая сода. Пропорции и состав у всех сортов кустарной продукции разные, постепенно каждый мыловар опытным путем находит свое, неповторимое сочетание, неизменным остается только использование едкого натра в таком увлекательном деле.