7. Со стеклом: в результате длительного воздействия горячей гидроокиси натрия поверхность стекла становится матовой (выщелачивание силикатов):

    SiO2 + 4NaOH → (2Na2O)·SiO2 + 2H2O.

    2.1.Применение и меры предосторожности при обращении с гидроксидом натрия.

    Едкий натр применяется в огромном множестве отраслей промышленности и для бытовых нужд:

• Каустик применяется в целлюлозно-бумажной промышленности для делигнификации (Реакция Крафта) целлюлозы, в производстве бумаги, картона, искусственных волокон, древесно-волоконных плит.
• Для омыления жиров при производстве мыла, шампуня и других моющих средств. В древности во время стирки в воду добавляли золу, и, по-видимому, хозяйки обратили внимание, что если зола содержит жир, попавший в очаг во время приготовления пищи, то посуда хорошо моется. О профессии мыловара (сапонариуса) впервые упоминает примерно в 385 г. н. э. Теодор Присцианус. Арабы варили мыло из масел и соды с VII века, сегодня мыла производятся тем же способом, что и 10 веков назад.
• В химических отраслях промышленности — для нейтрализации кислот и кислотных окислов, 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.
• Для изготовления биодизельного топлива — получаемого из растительных масел и используемого для замены обычного дизельного топлива. Для получения биодизеля к девяти массовым единицам растительного масла добавляется одна массовая единица спирта (то есть соблюдается соотношение 9 :1), а также щелочной катализатор (NaOH).

    Получение биодизеля

    Полученный  эфир (главным образом линолевой  кислоты) отличается хорошей воспламеняемостью, обеспечиваемой высоким цетановым  числом. Цетановое число условная количественная характеристика самовоспламеняемости дизельных топлив в цилиндре двигателя (аналог октанового числа для бензинов). Если для минерального дизтоплива характерен показатель в 50-52 %, то метиловый эфир уже изначально соответствует 56-58 % цетана. Сырьем для производства биодизеля могут быть различные растительные масла: рапсовое, соевое и другие, кроме тех, в составе которых высокое содержание пальмитиновой кислоты (пальмовое масло). При его производстве в процессе этерификации также образуется глицерин который используется в пищевой, косметической и бумажной промышленности, либо перерабатывается в эпихлоргидрин.

• В качестве агента для растворения засоров канализационных труб, в виде сухих гранул или в составе гелей. Гидроксид натрия дезагрегирует засор и способствует легкому продвижению его далее по трубе.
• В гражданской обороне для дегазации и нейтрализации отравляющих веществ, в том числе зарина, в ребризерах (изолирующих дыхательных аппаратах ИДА), для очистки выдыхаемого воздуха от углекислого газа.
• Гидроксид натрия также используется для нелегального производства метамфетаминов и других наркотических средств.
• В приготовлении пищи: 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. Некоторые блюда готовятся с применением каустика:
• Lutefisk — скандинавское блюдо из рыбы — сушеная треска вымачивается 5-6 дней в едкой щелочи и приобретает мягкую, желеобразную консистенцию.
• Pretzel (Немецкие рогалики) — перед выпечкой их обрабатывают в растворе едкой щелочи которая способствует образованию уникальной хрустящей корочки.

    Меры  предосторожности при  обращении с гидроксидом  натрия.

• Гидроксид натрия — едкое и коррозионноактивное вещество. Оно относится к веществам второго класса опасности. Поэтому при работе с ним требуется соблюдать осторожность. При попадании на кожу, слизистые оболочки и в глаза образуются серьезные химические ожоги. При контакте слизистых поверхностей с едкой щелочью необходимо промыть пораженный участок струей воды, а при попадании на кожу слабым раствором уксусной кислоты. При работе с едким натром рекомендуется следующие защитные средства: химические брызгозащитные очки для защиты глаз, резиновые перчатки или перчатки с прорезиненной поверхностью для защиты рук, для защиты тела, химически-стойкая одежда пропитанная винилом или прорезиненные костюмы.

    3.Способы получения гидроксида натрия

    3.1.Лабораторные способы получения.

    В лаборатории гидроксид натрия получают химическими способами, которые  имеют больше историческое, чем практическое значение.

    Известковый способ получения гидроксида натрия заключается во взаимодействии раствора соды с известковым молоком при температуре около 80 °C . Этот процесс называется каустификацией; он описывается реакцией:

    Na₂C0₃ + Са (ОН)₂ = 2NaOH + CaC0₃ (раствор, осадок)

    В результате реакции образуется раствор  гидроксида натрия и осадок карбоната  кальция. Карбонат кальция отделяется от раствора, который упаривается до получения расплавленного продукта, содержащего около 92 % NaOH. Расплавленный NaOH разливают в железные барабаны, где он застывает.

    Ферритный способ описывается двумя реакциями:

    Na₂C0₃ + Fe₂0₃ = Na₂0 • Fe₂0₃ + C0₂ (1) (феррит натрия)

    Na₂0 • Fe₂0₃ -f H₂0 = 2 NaOH + Fe₂O₃ (2)  (раствор, осадок)

      (1) — процесс спекания кальцинированной соды с окисью железа при температуре 1100—1200°С. При этом образуется спекферрит натрия и выделяется двуокись углерода. Далее спек обрабатывают (выщелачивают) водой по реакции (2); получается раствор гидроксида натрия и осадок Fe₂O₃, который после отделения его от раствора возвращается в процесс. Раствор содержит около 400 г/л NaOH. Его упаривают до получения продукта, содержащего около 92 % NaOH.

    Химические  методы получения гидроксида натрия имеют существенные недостатки: расходуется  большое количество топлива, получаемый едкий натр загрязнен примесями, обслуживание аппаратов трудоемко. В настоящее время эти методы почти полностью вытеснены электрохимическим способом производства.

    В России согласно ГОСТ 2263-79 производятся следующие  марки натра едкого:

    ТР  — твердый ртутный (чешуированный);

    ТД  — твердый диафрагменный (плавленый);

    РР  — раствор ртутный;

    РХ  — раствор химический;

            РД — раствор диафрагменный.

    3.2.Промышленные способы получения.

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

    2NaCl + 2H₂О = H₂↑ + Cl₂↑ + 2NaOH

    В настоящее время едкая щёлочь и хлор вырабатываются тремя электрохимическими методами. Два из них - электролиз с твёрдым асбестовым или полимерным катодом (диафрагменный и мембранный методы производства), третий — электролиз с жидким ртутным катодом (ртутный метод производства). В ряду электрохимических методов производства самым лёгким и удобным способом является электролиз с ртутным катодом, но этот метод наносит значительный вред окружающей среде в результате испарения и утечек металлической ртути. Мембранный метод производства самый эффективный, наименее энергоемкий и наиболее экологичный, но и самый капризный, в частности, требует сырье более высокой чистоты.

    Едкие щёлочи, полученные при электролизе  с жидким ртутным катодом, значительно  чище полученных диафрагменным способом. Для некоторых производств это важно. Так, в производстве искусственных волокон можно применять только каустик, полученный при электролизе с жидким ртутным катодом. В мировой практике используются все три метода получения хлора и каустика, при явной тенденции в сторону увеличения доли мембранного электролиза. В России приблизительно 35 % от всего выпускаемого каустика вырабатывается электролизом с ртутным катодом и 65 % — электролизом с твёрдым катодом (диафрагменный и мембранный методы).

      Понятие об электролизе  и электрохимических  процессах. 

    Электрохимическими  процессами называют химические процессы, протекающие в водных растворах  или расплавах под действием  постоянного электрического тока.

    Растворы  и расплавы солей, растворы кислот и  щелочей, называемые электролитами, относятся к проводникам второго рода, в которых перенос электрического тока осуществляется ионами. (В проводниках первого рода, например металлах, ток переносится электронами.) При прохождении электрического тока через электролит на электродах происходит разряд ионов и выделяются соответствующие вещества. Этот процесс называется электролизом. Аппарат, в котором осуществляется электролиз, называется электролизером или электролитической ванной.

    Электролиз  используется для получения ряда химических продуктов- хлора, водорода, кислорода, щелочей и др. Следует отметить, что путем электролиза получают химические продукты высокой степени чистоты, в ряде случаев недостижимой при химических методах их производства.

    К недостаткам электрохимических процессов следует отнести высокий расход энергии при электролизе, что увеличивает стоимость получаемых продуктов. В связи с этим проведение электрохимических процессов целесообразно только на базе дешевой электрической энергии.

    Сырье для получения гидроксида натрия.

    Для производства гидроксида натрия, хлора, водорода используют раствор поваренной соли, который подвергают электролизу. Поваренная соль встречается в природе  в виде подземных залежей каменной соли, в водах озер и морей и  в виде естественных рассолов или растворов. Залежи каменной соли находятся в Донбассе, на Урале, в Сибири, Закавказье и других районах. Богаты солью у нас в стране и некоторые озера.

    В летнее время происходит испарение  воды с поверхности озер, и поваренная соль выпадает в виде кристаллов. Такая соль называется самосадочной. В морской воде содержится до 35 г/л хлорида натрия. В местах с жарким климатом, где происходит интенсивное испарение воды, образуются концентрированные растворы хлорида натрия, из которых он кристаллизуется. В недрах земли, в пластах соли протекают подземные воды, которые растворяют NaCl и образуют подземные рассолы, выходящие через буровые скважины на поверхность.

    Растворы  поваренной соли, независимо от пути их получения содержат примеси солей  кальция и магния и до того, как они передаются в цеха электролиза, подвергаются очистке от этих солей. Очистка необходима потому, что в процессе электролиза могут образовываться плохо растворимые гидроокиси кальция и магния, которые нарушают нормальный ход электролиза.

    Очистка рассолов производится раствором соды и известковым молоком. Помимо химической очистки, растворы освобождаются от механических примесей отстаиванием и  фильтрацией.

    Электролиз  растворов поваренной соли производится в ваннах с твердым железным (стальным) катодом и с диафрагмами и в ваннах с жидким ртутным катодом. В любом случае промышленные электролизеры, применяемые для оборудования современных крупных хлорных цехов, должны иметь высокую производительность, прстую конструкцию, быть компактными, работать надежно и устойчиво.

    3.3.Электролиз растворов хлористого натрия в ваннах со стальным катодом и графитовым анодом (диафрагменный метод ).

    Дает  возможность получать гидроксид  натрия, хлор и водород в одном  аппарате (электролизере). При прохождении постоянного электрического тока через водный раствор хлорида натрия можно ожидать выделения хлора:

    2CI^- -- 2е С1₂ (а)

    а также кислорода:

    20Н^- - 2е 1/2О₂ + Н₂О (б)

    или

    H₂0-2e1/2О₂ + 2H⁺

    Нормальный  электродный потенциал разряда  ОН^--ионов составляет + 0,41 в, а нормальный электродный потенциал разряда ионов хлора равен + 1,36 в. В нейтральном насыщенном растворе хлористого натрия концентрация гидроксильных ионов около 1 ?10^-7 г-экв/л. При 25° С равновесный потенциал разряда гидроксильных ионов будет