Приготовление раствора гидроксида натрия (каустической соды). Имущество, квитанция, заявка. Техника безопасности

Содержание статьи 1. Химические свойства каустической соды 2. Физические свойства каустической соды 3. Способы получения каустической соды 4. Безопасность при приготовлении щелочных растворов 5. Приготовление раствора едкого натра (каустической соды) 5.1. Определение содержания гидроксида натрия в растворе 5.2. Определение содержания гидроксида натрия по сухому веществу 5.3. Расчет количества сухой каустической соды для приготовления […]

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

Каустическая сода (другие названия: гидроксид натрия, каустическая сода, каустическая сода, гидроксид натрия), пожалуй, самая распространенная щелочь. Химическая формула NaOH. Гидроксид натрия состоит из двух ионов: катиона натрия (Na +) и аниона гидроксида (OH-). Эти ионы образуют едкий натр, связываясь вместе за счет электростатического притяжения частиц разного заряда. В растворе каустическая сода полностью диссоциирует на ионы: это мощный электролит. Водные растворы каустической соды проявляют сильную щелочную реакцию (pH 1% раствора = 13). Основным методом определения каустической соды в растворе является реакция на гидроксид-ион (ОН-). Чем больше гидроксид-ионов в щелочном растворе, тем сильнее щелочь и тем ярче цвет индикатора.

Едкое вещество реагирует с амфотерными оксидами и гидроксидами, кислотами, кислотными оксидами, солями, неметаллами (сера, фосфор), галогенами, металлами, амидами, простыми эфирами, алкилгалогенидами, жирами, многовалентными спиртами.

2. Физические свойства едкого натра

NSэто белое твердое (иногда бесцветное) кристаллическое или хлопьевидное вещество без запаха. Температура плавления 323 o C. Быстро впитывает влагу и переходит в гидратированную форму (NaOH * 3,5H2O). Прекрасно растворяется в воде (108,7 г / 100 мл). Из-за гидратации положительно заряженных ионов натрия, когда щелочь натрия растворяется в воде, выделяется значительное количество тепла (10 ккал / моль). В концентрированном и разбавленном виде едкий натр очень опасен, вызывает сильный химический ожог (при попадании едкого вещества в глаза может вызвать слепоту). Не горючий.

Раствор каустической соды удобнее использовать, поэтому каустическая сода часто применяется в виде раствора.

Каустик используется в следующих отраслях промышленности:

— автомобильный (при производстве щелочных батарей)

— продукты питания (как пищевая добавка, для уборки оборудования)

— целлюлоза и бумага (производство картона, бумаги, древесного волокна и др.)

— химические (для нейтрализации кислот, производства моющих средств и различных масел, титрования алюминия, получения чистых металлов, солей, оснований и органических соединений; каустическая сода также используется в качестве катализатора реакций)

— дегазация и нейтрализация токсичных веществ

— фармакология (производство лекарств)

— легкая промышленность (при производстве шелка, а также отбеливателя для тканей)

3. Способы производства едкого натра

Химические способы:

1. Известковый способ — состоит из реакции гашеной извести и карбоната натрия при температуре 80 ° C. В результате образуется едкий натр и осадок карбоната кальция. Осадок отделяют фильтрованием, а оставшийся раствор упаривают до получения массы, содержащей примерно 92% гидроксида натрия. Полученный едкий натр плавится и перекачивается в стальные бочки, где кристаллизуется.
2. Ферритный метод — при высокой температуре (800-900 ° С) карбонат натрия спекается с оксидом трехвалентного железа. Полученный феррит натрия NaFeO2 подвергается воздействию воды. NaFeO2 разлагается с образованием раствора гидроксида натрия (содержание NaOH ≈ 400 г / л) и осадка железа с водой (Fe2O3 * H2O). Осадок отделяют и возвращают в процесс, а раствор едкого натра упаривают до белых кристаллов с содержанием NaOH 92%.
3. Пиролитический — карбонат натрия прокаливают при температуре около 1000 ° C. Образовавшийся оксид натрия Na2O охлаждают. Затем к оксиду натрия осторожно добавляют воду (выделяется много тепла.

Электрохимические методы получения гидроксида натрия:

Существует три электрохимических метода:

— мембрана и диафрагма (электролиз с твердым катодом),

— ртуть (электролиз с жидким ртутным катодом).

В Российской Федерации около 65% гидроксида натрия производится электролизом на твердом катоде и 35% — электролизом на ртутном катоде.

Согласно ГОСТ 2263-79 выпускаются следующие марки натрия гидроксида:

• ПП — раствор ртути
• RD — диафрагменное решение
• PX — химический раствор
• ТД — сплошная диафрагма (предохранитель)
• TR — ртуть твердая (хлопья)

4. Техника безопасности при работе с едким натром

Раствор каустической соды в транспортировке неудобен, опасен и, как следствие, дорог. Его легче транспортировать в сухом виде. Но здесь встает вопрос о приготовлении щелочного раствора на предприятии. Процесс растворения каустической соды в воде небезопасен, вещество относится к опасным веществам 2 класса опасности (ГОСТ 12.1.007). Вызывает ожоги и изъязвления кожи, повреждает слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей.

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

К работе с натриевой щелочью допускаются лица, достигшие 18 лет, прошедшие предварительный медицинский осмотр и не имеющие противопоказаний для выполнения соответствующей работы.

Сотрудник до его или ее назначения для самостоятельной занятости с каустической содой должен пройти производственное обучение безопасным методам работы, проверку знаний и стажировку на рабочем месте под наблюдением и руководством опытного сотрудника.

разрешается работать с едким натром только в костюме с фартуком, резиновыми сапогами, резиновыми перчатками, респиратором и защитными очками. Для защиты кожи рук также следует использовать силиконовый крем, который наносится на кожу рук перед началом работы.

Все операции с каустической содой следует выполнять только:

— с функционирующей общей вентиляцией помещения;

— с использованием средств индивидуальной защиты.

При приготовлении щелочного раствора ВСЕГДА вливайте в воду сухой едкий натр! Не наливайте воду в каустическую соду: вы рискуете вызвать тепловой взрыв. Если в воду налить натриевую щелочь, не будет неконтролируемой бурной термической реакции.

Чтобы раствор не закипал, внимательно рассчитывайте пропорции воды и каустика!

5.Приготовление раствора каустической соды (едкого натра)

Гидроксид натрия поступает на завод:

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

— в сухом виде (хлопья, грануляты; с массовой долей NaOH не менее 98,5 %)

Прежде чем приступить к приготовлению рабочего щелочного раствора, рекомендуется определить содержание NaOH в жидкой / сухой едкий натр.

5.1. Определение содержания каустической соды в растворе

Содержание каустической соды в растворе можно определить двумя способами:

Один миллилитр щелочного раствора наливают в мерную колбу (100 мл), заливают водой до метки и перемешивают. Отмерьте 10 мл полученного раствора в колбе для титрования, добавьте 2-3 капли фенолфталеина или метилового оранжевого, титруйте 0,1 н. Соляной кислотой HCl до обесцвечивания. Содержание NaOH (K, в граммах на литр) определяется по формуле:

А — объем (в мл) 0,1 н. Раствора соляной кислоты, использованного при титровании.

Плотность раствора измеряется ареометром (шкала от 1,00 до 1,530). По таблице плотности раствора гидроксида натрия определяют содержание NaOH (г / л):

Таблица плотности растворов едкого натра при температуре 20 ° C

5.2. Определение содержания каустической соды в сухом веществе

Навеска каустической соды в 4 грамма растворяется при первой возможности в свежекипяченой дистиллированной воде. Полученный раствор переливают в мерную колбу объемом 1 л и после остывания доводят до метки. Отмеряют 50 мл раствора, титруют 0,1 н. Соляной кислотой HCl 3–4 каплями метилового оранжевого до появления розово-оранжевого цвета. Содержание каустической соды (X, в процентах) рассчитывается по формуле:

Х = а * 0,004 * 1000 * 100 / (с * 50)

а — объем (в мл) 0,1 н раствора соляной кислоты, использованного при титровании;
c — вес (в г) образца каустической соды;
0,004 — масса (в г) едкого натра, соответствующая 1 мл 0,1 н раствора соляной кислоты;
50 — объем (в мл) раствора гидроксида натрия, использованный при титровании.

5.3. Расчет количества сухого едкого натра для приготовления рабочего раствора

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

m (NaOH) = Vp-pa * Pr-pa * C1 (%) / C2 (%), кг (1)

Vr-pa — объем приготовленного раствора, м 3 ;

Пр-ра — плотность приготовленного раствора, кг / м 3 (плотность раствора определяется по справочной таблице «Таблица плотности растворов едкого натра при температуре 20 ° С);

С1 — концентрация приготовленного раствора, %;

С2 — содержится в товарном продукте, %.

Примерное количество родниковой воды (в кг), необходимое для получения щелочного раствора заданной концентрации, определяется по формуле (2):

m (вода) = Vp-pa * Pr-pa — m (NaOH), кг (2)

Vr-pa — объем приготовленного раствора, м 3 ;

Пр-ра — плотность приготовленного раствора, кг / м 3 (плотность раствора определяется по таблице плотности растворов едкого натра);

m (NaOH) — масса NaOH в приготовленном растворе, кг, определяемая по формуле (1).

Примерное количество приготовленного раствора (в кг) определяется по формуле (3):

mr-ra = mv-va * C2 (%) / C1 (%), кг (3)

mr-ra — масса приготовленного раствора, кг;

mv-va — масса каустической соды, кг;

С1 — концентрация приготовленного раствора, %;

С2 — содержание каустической соды в товарном продукте, %.

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

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

м (вода) = мр-ра — мв-ва (2)

mr-ra — масса раствора, кг;

мв-ва — масса каустической соды, кг.

Поэтому при растворении мешка каустической соды массой 25 кг (при содержании каустической соды в товарном продукте — 99 %):

— по формуле (1) определяем массу 4% раствора едкого натра:

— по формуле (2) определяем примерное количество родниковой воды в кг:

м (вода) = 618,8 — 25 = 593,8 (кг)

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

Необходимое количество концентрированного раствора гидроксида натрия рассчитывается по формуле:

А = В х В х 1000 / К

А — количество концентрированного раствора гидроксида натрия (в мл);
Б — количество необходимого рабочего раствора (в литрах);
Б — содержание NaOH в 1 литре рабочего раствора (в г);

K — содержание NaOH в 1 литре концентрированного щелочного раствора (в граммах на литр)

Пример. Расчет примерного количества 46% раствора гидроксида натрия (684,2 г / л), необходимого для приготовления 100 литров 5% раствора (52,69 г / л).

100 * 52,69 * 1000 / 684,2 = 7701 мл (7,7 л)

Соответственно, чтобы приготовить 100 л 5% раствора, необходимо на 100 л воды добавить 7,7 л раствора 46.

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

При отравлении едким натром (NaOH)

Вдыхание горячего водяного пара (добавьте в воду немного лимонной кислоты).

При попадании в пищеварительную систему смажьте слизистые оболочки рта и горла 1% раствором новокаина. Внутрь по столовой ложке 1% раствора лимонной или винной кислоты каждые 3 ÷ 5 минут, крахмальной пасты с добавлением той же или уксусной кислоты, 2 ÷ 3 столовых ложки растительного масла. Внутри глыбы льда. Проконсультируйтесь с врачом.

При химических ожогах едким натром (NaOH)

Обильное полоскание водой в течение 10 минут, примочки из 5% раствора уксусной, винной или лимонной кислоты. Проконсультируйтесь с врачом.

Если каустическая сода (NaOH) попала в глаза

Тщательно промыть глаза струей воды или физиологического раствора хлорида натрия в течение 10-30 минут. Затем капают 2% раствор новокаина или 0,5% раствор дикаина. Проконсультируйтесь с врачом.

7. Установка для безопасного растворения каустической соды

ООО «КВАНТ МИНЕРАЛ» разработало установку для безопасного растворения каустической соды в воде, исключающей непосредственный контакт человека с сухими и концентрированными щелочными растворами.

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