ในโลกสมัยใหม่ ชีวิตเป็นไปไม่ได้หากไม่มีปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นทุกที่ ทั้งเป็นประโยชน์และอันตราย ตามตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีของ D. I. Mendeleev โลหะของกลุ่มที่ 1 ของกลุ่มย่อยหลัก ซึ่งรวมถึงโซเดียม (Na) ทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำ ก่อตัวเป็นด่าง - สารเคมีที่ออกฤทธิ์
แนวคิดของด่าง
ไฮดรอกไซด์ที่ละลายน้ำได้ของโลหะออกฤทธิ์ - ด่าง - สารเคมีที่กัดกร่อนและค่อนข้างอันตราย มีสีทึบและสีขาว ละลายในน้ำ เบสเหล่านี้จะปล่อยความร้อน อัลคาลิสยังสามารถทำลายผิวหนัง ไม้ ผ้า อันเป็นผลมาจากการที่พวกเขาได้รับชื่อ "โซดาไฟ" เล็กน้อย ซึ่งมักใช้กับโลหะอัลคาไลไฮดรอกไซด์เท่านั้น ด่างที่รู้จักกันดี ได้แก่ ไฮดรอกไซด์ของโซเดียม (NaOH), โพแทสเซียม (KOH), ลิเธียม (LiOH), แบเรียม (Ba(OH)2), ซีเซียม (CsOH), แคลเซียม (Ca(OH)2) และอื่นๆ
โซเดียมไฮดรอกไซด์: ลักษณะเฉพาะ
โซดาไฟไม่สำคัญชื่อของโซเดียมไฮดรอกไซด์ - หนึ่งในด่างที่พบบ่อยที่สุด มันเป็นของสารเคมีอันตรายเพราะกัดกร่อนผิวหนังของมนุษย์ได้ง่าย ดังนั้นคุณต้องปฏิบัติตามมาตรการความปลอดภัยที่จำเป็นเมื่อใช้งาน นอกจากนี้โซเดียมไฮดรอกไซด์บางครั้งเรียกว่าโซดาไฟหรือโซดาไฟ เช่นเดียวกับอัลคาไลอื่น ๆ มันทำปฏิกิริยากับน้ำได้ดีเมื่อปล่อยความร้อนและเป็นสารประกอบสีขาวดูดความชื้นนั่นคือสามารถดูดซับไอน้ำจากอากาศได้ โซดาไฟมีความหนาแน่น 2.13 g/cm³.
ปฏิกิริยา
โซดาไฟทำปฏิกิริยาได้หลายประเภท ทำให้เกิดสารอื่นๆ
1. เมื่อสารประกอบนี้ทำปฏิกิริยากับกรด เกลือและน้ำจะก่อตัวขึ้นเสมอ:
NaOH + HCl=NaCl2 + H2O.
2. โซดาไฟสามารถทำปฏิกิริยากับออกไซด์ของโลหะที่เป็นกรดและแอมโฟเทอริก (ในสารละลายและเมื่อหลอมรวม) ทำให้เกิดเกลือและน้ำที่สอดคล้องกัน:
- 2NaOH + SO3=Na2SO4 + H 2O (SO3 – กรดออกไซด์);
- 2NaOH + ZnO=Na2ZnO2 + H2O (ZnO – แอมโฟเทอริกออกไซด์ ปฏิกิริยานี้เกิดจากการหลอมรวมและความร้อน)
เมื่อโซเดียมไฮดรอกไซด์ทำปฏิกิริยากับสารละลายแอมโฟเทอริกออกไซด์ จะเกิดเกลือเชิงซ้อนที่ละลายได้
3. ปฏิกิริยาของอัลคาไลกับแอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์ยังนำไปสู่การก่อตัวของเกลือโซเดียมที่หลอมละลายหรือเชิงซ้อน ขึ้นอยู่กับสภาวะ
4. โดยทำปฏิกิริยากับโซดาไฟกับเกลือ จะได้โซเดียมและไฮดรอกไซด์ที่ไม่ละลายน้ำที่สอดคล้องกัน
- 2NaOH + MgCl2=2NaCl + Mg(OH)2 (แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์เป็นเบสที่ไม่ละลายน้ำ)
5. โซเดียมไฮดรอกไซด์ยังสามารถทำปฏิกิริยากับอโลหะ เช่น กำมะถันหรือฮาโลเจน เพื่อสร้างส่วนผสมของเกลือโซเดียม เช่นเดียวกับโลหะแอมโฟเทอริกเพื่อสร้างเกลือที่ซับซ้อน เหล็ก และทองแดง
- 3S + 6NaOH=2Na2S + Na2SO4 + 3H 2O.
6. โซดาไฟยังสามารถโต้ตอบกับสารอินทรีย์ เช่น เอสเทอร์ เอไมด์ โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์
- 2C2H6O2 + 2NaOH=C2 H4O2Na2 + 2H2 O (ผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาคือโซเดียมแอลกอฮอล์)
รับ
การผลิตโซดาไฟในอุตสาหกรรมมีหลายวิธี วิธีหลักคือสารเคมีและเคมีไฟฟ้า
วิธีแรกใช้หลายวิธี: ไพโรไลซิส มะนาว และเฟอร์ไรท์
1. ไพโรไลซิสดำเนินการโดยการเผาโซเดียมคาร์บอเนตที่อุณหภูมิสูง (อย่างน้อย 1,000 องศา) ด้วยการก่อตัวของโซเดียมออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ ถัดไป ออกไซด์ที่เย็นลงที่ได้จะละลายในน้ำซึ่งเป็นผลมาจากการได้รับโซดาไฟ
- Na2CO3=Na2O + CO 2 (ที่ 1,000 องศา);
- Na2O + H2O=2NaOH.
บางครั้งใช้โซเดียมไบคาร์บอเนตแทนโซเดียมคาร์บอเนต ดังนั้นกระบวนการจึงซับซ้อนกว่าเล็กน้อย
2. วิธีมะนาวในการผลิตโซเดียมไฮดรอกไซด์ประกอบด้วยปฏิกิริยาระหว่างเกลือโซเดียมของกรดคาร์บอนิกกับแคลเซียมไฮดรอกไซด์ (ปูนขาว) เมื่อถูกความร้อนที่อุณหภูมิอย่างน้อย 80 องศา จากการทำงานร่วมกันนี้ ได้สารละลายของด่างและแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) ซึ่งจะถูกกรองออกจากสารละลายหลัก
- Na2CO3 + Ca(OH)2=2NaOH + CaCO 3.
3. วิธีเฟอร์ไรต์ดำเนินการในสองขั้นตอน: ขั้นแรก โซดาผสมกับไอรอนออกไซด์ III ที่อุณหภูมิสูงถึง 1200 องศาเพื่อให้ได้โซเดียมเฟอร์ไรต์ จากนั้นจึงบำบัดด้วยน้ำ ทำให้เกิดด่าง
- Na2CO3 + Fe2O3 =2NaFeO2 + CO2;
- 2NaFeO2 + 2H2O=2NaOH + Fe2O3H 2O.
ในวิธีเคมีไฟฟ้าในการได้มาซึ่งโซดาไฟ มีการใช้วิธีการต่างๆ เช่น การแยกอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) ไดอะแฟรม เมมเบรน และวิธีปรอทด้วยแคโทดเหลว สามวิธีสุดท้ายนั้นซับซ้อนกว่าวิธีแรก แต่ทั้งหมดนั้นเกี่ยวข้องกับการส่งกระแสไฟฟ้าผ่านสารละลายของเกลือที่เกี่ยวข้อง นั่นคือ กับอิเล็กโทรไลซิส
วิธีการทั่วไปในการผลิตด่างคืออิเล็กโทรไลซิสของสารละลายเฮไลต์ซึ่งประกอบด้วยน้ำโต๊ะเกลือซึ่งเป็นผลมาจากคลอรีนและไฮโดรเจนถูกปล่อยออกมาที่ขั้วบวกและแคโทดและได้โซเดียมไฮดรอกไซด์:
- 2NaCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2NaOH.
ในห้องปฏิบัติการ โซดาไฟผลิตโดยวิธีทางเคมีเช่นกัน แต่ส่วนใหญ่ใช้วิธีไดอะแฟรมและเมมเบรน
แอปพลิเคชัน
โซดาไฟไม่เพียงแต่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ แต่ยังใช้ในชีวิตประจำวันอีกด้วย ใช้:
- ในการผลิตผงซักฟอก
- สำหรับการทำให้เป็นกลางของกรดหรือเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในอุตสาหกรรมเคมี
- สำหรับทำไบโอดีเซลซึ่งเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่าน้ำมันดีเซลทั่วไป
- เม็ดแห้งทำมาจากมัน ซึ่งใช้ทำความสะอาดท่อระบายน้ำและอ่างล้างจานจากการอุดตันของอาหาร
- โซดาไฟยังใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์อาหาร เช่น ขนมปังหรือโกโก้ ใช้เป็นอาหารเสริม
- ในด้านความงาม สารนี้ใช้ขจัดผิวที่ตายแล้ว
- เพื่อการประมวลผลภาพที่เร็วขึ้น
- โซดาไฟทางเทคนิคใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมี ปิโตรเคมี การกลั่นน้ำมัน เยื่อกระดาษและกระดาษ เหมืองแร่ สิ่งทอ อาหาร และอุตสาหกรรมอื่น ๆ อีกมากมาย
ข้อควรระวัง
โซดาไฟเป็นเบสที่แข็งแกร่ง มันสามารถทำลายเนื้อเยื่อได้อย่างง่ายดาย แต่ยังรวมถึงผิวหนังของมนุษย์ซึ่งจะมาพร้อมกับแผลไฟไหม้ เมื่อทำงานกับสารนี้ ต้องปฏิบัติตามข้อควรระวังด้านความปลอดภัยบางประการ กล่าวคือ:
- จำเป็นต้องสวมถุงมือยางชนิดพิเศษและแว่นตาเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำยาไปโดนมือและตา
- คุณต้องสวมเสื้อผ้าที่ทนต่อสารเคมีและจะไม่ปล่อยให้โดนผิวหนังของร่างกาย โดยปกติเสื้อผ้าดังกล่าวจะถูกเคลือบด้วยพีวีซี