Введення
Гідроксид натрію (каустична сода) використовується в багатьох галузях промисловості: хімічної, металургійної, нафтопереробної, миловарній, фармацевтичної, целюлозно-паперової, текстильної, шкіряної, в виробництві штучних волокон. Їдкий натр використовується у вигляді розчину для знежирення деталей у гальванотехнике, для очищення котлів та радіаторів від накипу, нафтопродуктів від домішок, повітря від вуглекислого газу, як електроліт в лужних акумуляторах. /2, 3,8/
Щорічна світова вироблення їдкого натру обчислюється мільйонами тонн, причому більша частина виробляється електролізом розчину хлориду натрію. Раніше гідроксид натрію отримували обмінним розкладанням соди з гідроксидом кальцію (вапняний спосіб) або спіканням соди з окисом заліза (феритний метод).
В даний час гідроксид натрію в промисловості виробляється електролітичним методом. В основі цього методу лежить властивість водних розчинів хлоридів лужних металів під впливом постійного струму розкладатися з виділенням газоподібного хлору і водню на електродах. При цьому в електролітичній ванні накопичується гідроксид натрію.
Розрізняють 3 методи промислового електролізу: діафрагмовий - З твердим сталевим катодом, ртутний - з використанням рідкої ртуті в якості катода і мембранний метод одержання. В якості анода в основному застосовуються графітові стрижні./2/
Феритний спосіб виробництва гідроксиду натрію полягає в отриманні фериту натрію Na 2 O В· Fe 2 O 3 і подальшому його розкладанням водою або слабкими оборотними лугами. Ферит натрію утворюється при спіканні кальцинованої соди з окисом заліза (111) при високій температурі. Процес спікання супроводжується реакцією 1:
Na 2 CO 3 + Fe 2 O 3 = Na 2 O В· Fe 2 O 3 + CO 2 - 142,8 кДж (1)
При вилуговуванні спека водою утворюється їдкий натр і окис заліза (111) за рівнянням реакції 2:
Na 2 O Fe 2 O 3 + H 2 O = 2Na OH + Fe 2 O 3 + 13,8 кДж (2)
В даний час цей спосіб практично не застосовується через технологічної складності і великих затрат ручної праці. /2/
Хімічний спосіб отримання заснований на взаємодії карбонату натрію з вапном або вапняним молоком (каустифікації) згідно з рівнянням 3:
Na 2 CO 3 + Ca (OH) 2 = Ca CO 3 ↓ + 2 NaОH (3)
Цей метод виробництва каустичної соди був відомий ще в стародавньому Єгипті. Основними етапами промислової реалізації даного методу є: каустифікації содового розчину, відділення і промивання шламу, випарювання лугу, плавка соди і високотемпературне гранулювання гідроксиду натрію. Хімічний спосіб в Останнім часом також не знаходить широкого застосування внаслідок великих енерговитрат при випаровуванні лужних розчинів низької концентрації.
каустифікації відноситься до типових гетерогенним некаталітичного процесам, досить широко застосовуваним в хімічній технології наприклад, при виробництві целюлози по сульфатному методу. /1/
1. Мета роботи
Метою даної роботи є: освоєння методу отримання гідроксиду натрію каустифікацією содового розчину; вивчення особливостей протікання хімічних реакцій в гетерогенних системах; дослідження впливу параметрів технологічного процесу на рівноцінну ступінь каустифікації.
2. Мотивація мети
Величезний масштаб виробництва гідроксиду натрію (Каустичної соди) свідчить про велике значення цієї продукту для народного господарства. Ще великий російський хімік Д.І. Менделєєв говорив: В«Нині не можна собі уявити розвиток промисловості без споживання соди В». Дійсно, важко знайти таку галузь промисловості, де б не застосовувався гідроксид натрію. Із загальної кількості вироблюваної лугу її споживання в різних галузях народного господарства в середньому становить у%: нафтохімічна промисловість - 12%; целюлозно-паперова промисловість - 3%; металургія - 9%; хімічна промисловість - 76%. p> Найбільш матеріаломісткими хімічними виробництвами за споживанням гідроксиду натрію є виробництво целюлози по сульфатному методу і виробництво глинозему по мокрому лужному способу.
Вироблення каустичної соди в Росії в другій половині ХХ століття в середньому становила 1899 тис. тонн на рік проти 100 тис. тонн на рік в Х1Х столітті.
Їдкий натр випускають у твердому і рідкому вигляді. Твердий їдкий натр випускається наступних марок: ТХ - 1 - твердий плавлений; ТХ - 2 - твердий чешуірований. Рідкий їдкий натр випускається шести марок: РХ - 1 і РГ - 2 - розчини хімічні; РР - розчин ртутний; РДУ, РД - 1 і РД - 2 - розчини діафрагменні.
Промислові методи виробництва гідроксиду натрію більш до...
