Просмотр кода страницы Гидроксид натрия

{{Значения|Сода}}
{{не путать|Карбонат натрия|карбонатом натрия (кальцинированной содой)}}
{{не путать|Гидрокарбонат натрия|гидрокарбонатом натрия (пищевой содой)}}
{{Вещество
                   
 | картинка3D                = Sodium-hydroxide-crystal-3D-vdW.png
 | изображение               = SodiumHydroxide.jpg

 | наименование              = Гидроксид натрия
 | традиционные названия     = Едкий натр, гидроокись натрия, каустик, аскарит, <br>каустическая сода,<br>едкая щёлочь
 | сокращения                = 
 | рац. формула              = NaOH
 | молярная масса            = 39,997

 | плотность                 = 2,13
 | предел прочности          = 
 | твёрдость                 = 
 | примеси                   = 
 | состояние                 = 
 | динамическая вязкость     = 
 | кинематическая вязкость   =

 | темп. плавления           = 323
 | темп. кипения             = 1403
 | темп. разложения          = 
 | темп. вспышки             = 
 | тройная точка             = 
 | критическая точка         = 
 | теплоёмкость              = 
 | теплопроводность          = 
 | энтальпия образования     = −425,6
 | удельная теплота парообразования = 
 | удельная теплота плавления = 
 | тепловое расширение       = 
 | интервал трансформации    = 
 | температура размягчения   = 
 | давление пара             =

 | конст. диссоц. кислоты    = 
 | растворимость             = 108,7
 | растворимость1            = 
 |   вещество1               = 
 | растворимость2            = 
 |   вещество2               = 
 | растворимость3            = 
 |   вещество3               = 
 | растворимость4            = 
 |   вещество4               = 
 | вращение                  = 
 | изоэлектрическая точка    =

 | диапазон прозрачности     = 
 | показатель преломления    = 
 | угол Брюстера             =

 | гибридизация              = 
 | координационная геометрия = 
 | кристаллическая структура = 
 | дипольный момент          = 
 | СГС                       = {{СГС|Коррозия}}
 | CAS                       = 
 | EINECS                    = 
 | SMILES                    = 
 | ЕС                        = 
 | RTECS                     = 
 | ПДК = 0,5 мг/м³
 | ЛД50                      = 149 мг/кг 
 | токсичность               = ирритант, высокотоксичен
 | NFPA 704                  =
  {{NFPA 704
  | опасность для здоровья = 3
  | огнеопасность          = 0
  | реакционноспособность  = 1
  | прочее                 = ALK
  }}
}}
<!--
{{Вещество-1
 | ромбическая модификация = 299
 | ромбическая модификация = до 299 °C(''а'' = 0,339&nbsp;94 [[нанометр|нм]]
 | [[Энтальпия|ΔH°]]'' полиморфного перехода = 5,85 кДж/моль
 | ''C<sup>0</sup><sub>p</sub>'' = 59,54 Дж/(моль·К)
 | ''ΔH<sup>0</sup><sub>обр</sub>'' = −425,88 кДж/моль
 | ''ΔH<sup>0</sup><sub>возг</sub>'' = 239,335 кДж/моль (при 0 К)
 | ''ΔH<sup>0</sup><sub>пл</sub>'' = 7,8 кДж/моль
 | ''[[Термодинамическая энтропия|''S''<sup>0</sup><sub>298</sub>]]'' = 64,43 Дж/(моль·К)
 | [[Показатель преломления|Показатели преломления]]: = ''N<sub>m</sub>'' = 1,470
}}
-->

'''Гидрокси́д на́трия''' ({{lang-la|Nátrii hydroxídum, Sodii hydroxídum}}, в [[Древний Рим|Древнем Риме]] ''Lixīvĭum''; др. названия — '''''каустическая со́да''''', ''е́дкий натр''<ref>{{cite web |title = Натр едкий технический 46 % рд (раствор) |url = https://www.mkmagna.ru_Натр |url-status = dead }}</ref>, ''гидроо́кись на́трия'', [[Химическая формула|хим. формула]] — '''NaOH''') — неорганическое [[химическое соединение]], являющееся самой распространённой [[щёлочь]]ю. В год в мире производится и потребляется около 57 миллионов тонн едкого натра, имеет очень широкое применение в [[Промышленность|промышленности]]. [[Гигроскопичность|Гигроскопичен]], [[Яд|токсичен]], вызывает химические [[Ожог|ожоги]], при попадании в [[Глаз|глаза]] может вызвать [[Слепота|слепоту]], водный раствор разрушает [[алюминий]]. При работе с веществом в [[Лаборатория|лаборатории]] требуется использование защитных [[Перчатки|перчаток]] и [[Защитные очки|защитных очков]].

== История ==

История [[тривиальное название|тривиальных названий]] как гидроксида натрия, так и других щелочей основывается на их свойствах. Название «[[едкая щёлочь]]» обусловлено свойством вещества разъедать кожу (вызывая сильные [[Ожог|химические ожоги]]), бумагу и другие органические вещества. До XVII века щёлочью ({{lang-fr|alkali}}) называли также [[карбонаты]] натрия и калия. В [[1736 год]]у [[Франция|французский]] учёный [[Дюамель дю Монсо, Анри Луи|Анри Дюамель дю Монсо]] впервые указал на различие этих веществ: гидроксид натрия получил название «''каустическая сода''», [[карбонат натрия]] — «''кальцинированная сода''», а [[карбонат калия]] — «''поташ''».

В настоящее время содой принято называть натриевые соли [[Угольная кислота|угольной кислоты]]. В [[Английский язык|английском]] и [[Французский язык|французском]] языках {{lang-la|sodium}} означает «натрий», а ''potassium'' — «калий».

== Физические свойства ==
Гидроксид натрия — белое твёрдое вещество. Сильно [[Гигроскопичность|гигроскопичен]], на воздухе «расплывается», активно поглощая пары воды и [[Диоксид углерода|углекислый газ]] из воздуха. Хорошо растворяется в воде, при этом выделяется большое количество теплоты. Раствор едкого натра мылок на ощупь.

'''Термодинамика растворов'''

Δ''H<sup>0</sup>'' растворения для бесконечно разбавленного водного раствора −44,45 кДж/моль.

Из водных растворов при +12,3…+61,8&nbsp;°C кристаллизуется моногидрат (ромбическая сингония), температура плавления +65,1&nbsp;°C; плотность 1,829 г/см<sup>3</sup>; ''ΔH<sup>0</sup><sub>обр</sub>'' −425,6 кДж/моль), в интервале от −28 до −24&nbsp;°C — гептагидрат, от −24 до −17,7&nbsp;°C — пентагидрат, от −17,7 до −5,4&nbsp;°C — тетрагидрат (α-модификация)<!-- , от −5,4 до 12,3 °C — что? -->. Растворимость в метаноле 23,6 г/л (t = +28&nbsp;°C), в этаноле 14,7 г/л (t = +28&nbsp;°C). NaOH·3,5Н<sub>2</sub>О (температура плавления +15,5&nbsp;°C).

== Химические свойства ==
Гидроксид натрия (едкая [[щёлочь]]) — сильное [[химическое основание]] (к сильным основаниям относят гидроксиды, молекулы которых полностью диссоциируют в воде), к которым относят гидроксиды [[щелочные металлы|щелочных]] и [[щёлочноземельные металлы|щёлочноземельных]] металлов подгрупп IА и IIА [[периодическая система элементов|периодической системы химических элементов]] [[Менделеев, Дмитрий Иванович|Д. И. Менделеева]], [[KOH]] (едкое кали), [[Гидроксид бария|Ba(OH)<sub>2</sub>]] (едкий барит), [[LiOH]], [[RbOH]], [[CsOH]], а также гидроксид одновалентного таллия [[Гидроксид таллия(I)|TlOH]]. Щёлочность (основность) определяется [[валентность]]ю металла, радиусом внешней электронной оболочки и электрохимической активностью: чем больше радиус электронной оболочки (увеличивается с порядковым номером), тем легче металл отдаёт электроны, и тем выше его электрохимическая активность и тем левее располагается элемент в [[Электрохимический ряд активности металлов|электрохимическом ряду активности металлов]], в котором за ноль принята активность водорода. [[Файл:MeTable.jpg|right|595px]] Водные растворы NaOH имеют сильную [[электролитическая диссоциация|щелочную реакцию]] ([[Водородный показатель|pH]] 1%-го раствора = 13,4). Основными методами определения щелочей в растворах являются реакции на [[гидроксид-ион]] (OH<sup>−</sup>), (c [[фенолфталеин]]ом — малиновое окрашивание и метиловым оранжевым ([[метиловый оранжевый|метилоранжем]]) — жёлтое окрашивание). Чем больше гидроксид-ионов находится в растворе, тем сильнее щёлочь и тем интенсивнее окраска индикатора.

Гидроксид натрия вступает в следующие реакции:

;с кислотами, амфотерными оксидами и гидроксидами
* c [[кислота]]ми — с образованием [[соли|солей]] и воды:

: <math>\mathsf{NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O}</math>;

: <math>\mathsf{NaOH + H_2S \rightarrow NaHS + H_2O}</math> (кислая соль, при отношении 1:1);

: <math>\mathsf{2NaOH + H_2S \rightarrow Na_2S + 2H_2O}</math> (в избытке NaOH).

Общая реакция в ионном виде:

: <math>\mathsf{OH^- + H^+ \rightarrow H_2O}</math>;

* с [[Амфотерные оксиды|амфотерными оксидами]] обладающими как основными, так и кислотными свойствами, и способностью реагировать с щелочами, как с твёрдыми при сплавлении:

: <math>\mathsf{2NaOH + ZnO \ \xrightarrow[]{500-600^oC}\ Na_2ZnO_2 + H_2O}</math>;

: <math>\mathsf{2NaOH + ZnO + H_2O \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]}</math> — в растворе;

;с [[Амфотерные гидроксиды|амфотерными гидроксидами]]:

: <math>\mathsf{NaOH + Al(OH)_3\ \xrightarrow{1000^oC} \ NaAlO_2 + 2H_2O}</math> — при сплавлении;

: <math>\mathsf{3NaOH + Al(OH)_3 \rightarrow Na_3[Al(OH)_6]}</math> — в растворе;

;с [[соли|солями]] в растворе''':

: <math>\mathsf{2NaOH + CuSO_4 \rightarrow Cu(OH)_2\!\downarrow + Na_2SO_4}</math>

Гидроксид натрия используется для осаждения гидроксидов металлов. К примеру, так получают гелеобразный [[гидроксид алюминия]], действуя гидроксидом натрия на [[сульфат алюминия]] в водном растворе, при этом избегая избытка щёлочи и растворения осадка. Его и используют, в частности, для очистки воды от мелких взвесей.

;c [[неметаллы|неметаллами]]''':

например, с [[фосфор]]ом — с образованием [[Гипофосфит натрия|гипофосфита натрия]]:

: <math>\mathsf{4P+3NaOH + 3H_2O \rightarrow PH_3\!\uparrow + 3NaH_2PO_2}</math>;

;с серой:

: <math>\mathsf{3S + 6NaOH \rightarrow 2Na_2S + Na_2SO_3 + 3H_2O}</math>;

;с [[галогены|галогенами]]:

: <math>\mathsf{2NaOH + Cl_2 \rightarrow NaClO + NaCl + H_2O}</math> (дисмутация хлора в разбавленном растворе при комнатной температуре);

: <math>\mathsf{6NaOH + 3Cl_2 \rightarrow NaClO_3 + 5NaCl + 3H_2O}</math> (дисмутация хлора при нагревании в концентрированном растворе).

;с [[металлы|металлами]]'''

Гидроксид натрия вступает в реакцию с [[Алюминий|алюминием]], [[цинк]]ом, [[Титан (элемент)|титаном]]. Он не реагирует с [[железо]]м и [[медь]]ю (металлами, которые имеют низкий [[электрохимический потенциал]]). Алюминий легко растворяется в едкой щёлочи с образованием хорошо растворимого комплекса — [[Тетрагидроксоалюминат натрия|тетрагидроксоалюмината натрия]] и водорода:

: <math>\mathsf{2Al + 2NaOH + 6H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2\!\uparrow}.</math>

Эта реакция использовалась в первой половине [[XX век]]а в [[Воздухоплавание|воздухоплавании]]: для заполнения водородом [[аэростат]]ов и [[Дирижабль|дирижаблей]] в полевых (в том числе боевых) условиях, так как данная реакция не требует источников электроэнергии, а исходные реагенты для неё могут легко транспортироваться.

Гидроксид натрия используется в солях для перевода из одного [[кислотный остаток|кислотного остатка]] в другой:

: <math>\mathsf{K_2Cr_2O_7 + 2NaOH \rightarrow K_2CrO_4 + Na_2CrO_4 + H_2O}.</math>

;с [[Сложные эфиры|эфирами]]''', [[амиды|амидами]] и алкилгалогенидами ([[гидролиз]]):
[[Файл:Гидролиз эфира.jpg|thumb|center|515px|{{center|Гидролиз эфиров}}]]

с жирами ([[омыление]]) такая реакция необратима, так как получающаяся кислота со щёлочью образует [[мыло]] и [[глицерин]]. Глицерин впоследствии извлекается из подмыльных щёлоков путём вакуум-выпарки и дополнительной дистилляционной очистки полученных продуктов. Этот способ получения мыла был известен на Ближнем Востоке с VII века.

В результате взаимодействия жиров с гидроксидом натрия получают твёрдые мыла (они используются для производства кускового мыла), а с гидроксидом калия либо твёрдые, либо жидкие мыла в зависимости от состава жира.

;с многоатомными [[спирт]]ами''' — с образованием [[алкоголяты|алкоголятов]]:

: <math>\mathsf{HOCH_2CH_2OH + 2NaOH \rightarrow NaOCH_2CH_2ONa + 2H_2O}.</math>

== Качественное определение ионов натрия ==
[[Файл:Flametest--Na.swn.jpg|thumb|upright|Атомы натрия придают пламени жёлтое свечение]]
# По цвету пламени горелки — атомы натрия придают пламени '''жёлтую''' окраску.
# С использованием специфических реакций на ионы натрия.

{| align="center" class="standard"
|+
! |Реагент
! |[[Фторид аммония]]
! |Нитрит цезия-калия-висмута
! |Ацетат магния
! |Ацетат цинка
! |Пикро-
лоновая кислота
! |Диокси-
винная кислота
! |Бромбензол-
сульфокислота
! |Ацетат уранила-цинка
|-----
! Цвет осадка
| белый
| бледно-жёлтый
| жёлто-зелёный
| жёлто-зелёный
| белый
| белый
| бледно-жёлтый
| зеленовато-жёлтый
|+
|}

== Методы получения ==
Гидроксид натрия может получаться в промышленности химическими и электрохимическими методами.

=== Химические методы получения гидроксида натрия ===
К химическим методам получения гидроксида натрия относятся пиролитический, известковый и ферритный.

Химические методы получения гидроксида натрия имеют существенные недостатки: расходуется большое количество энергоносителей, получаемый едкий натр сильно загрязнён примесями.

В настоящее время эти методы почти полностью вытеснены электрохимическими методами производства.

==== Пиролитический метод ====
[[Пиролиз|Пиролитический]] метод получения гидроксида натрия является наиболее древним и начинается с получения [[Оксид натрия|оксида натрия]] Na<sub>2</sub>О путём прокаливания [[Карбонат натрия|карбоната натрия]] (например, в [[Муфельная печь|муфельной печи]]). В качестве сырья может быть использован и [[гидрокарбонат натрия]], разлагающийся при нагревании на карбонат натрия, углекислый газ и воду:

: <math>\mathsf{2NaHCO_3\ \xrightarrow{250^oC}\ Na_2CO_3+CO_2\!\uparrow+\ H_2O}</math>
: <math>\mathsf{Na_2CO_3\ \xrightarrow{1000^oC}\ Na_2O + CO_2\!\uparrow}</math>

Полученный оксид натрия охлаждают и очень осторожно (реакция происходит с выделением большого количества тепла) добавляют в воду:

: <math>\mathsf{Na_2O + H_2O \rightarrow2NaOH}</math>

==== Известковый метод ====
Известковый метод получения гидроксида натрия заключается во взаимодействии раствора [[карбонат натрия|соды]] с [[Гидроксид кальция|гашеной известью]] при температуре около 80 °С. Этот процесс называется каустификацией и проходит по реакции:

: <math>\mathsf{Na_2CO_3 + Ca(OH)_2 \rightarrow 2NaOH + CaCO_3\!\downarrow}</math>

В результате реакции получается раствор гидроксида натрия и осадок [[Карбонат кальция|карбоната кальция]]. Карбонат кальция отделяется от раствора фильтрацией, затем раствор упаривается до получения расплавленного продукта, содержащего около 92 % масс. NaOH. Затем NaOH плавят и разливают в железные барабаны, где он кристаллизуется.

==== Ферритный метод ====
Ферритный метод получения гидроксида натрия состоит из двух этапов:

: <math>\mathsf{Na_2CO_3 + Fe_2O_3 \xrightarrow{850^oC} 2NaFeO_2 + CO_2\!\uparrow}</math>

: <math>\mathsf{2NaFeO_2 + 2H_2O\ \xrightarrow{H^+}\ 2NaOH + Fe_2O_3\cdot H_2O\!\downarrow}</math>

Первая реакция представляет собой процесс спекания кальцинированной соды с окисью железа при температуре 800—900 °С. При этом образуется спёк — феррит натрия и выделяется двуокись углерода. Далее спёк обрабатывают (выщелачивают) водой по второй реакции; получается раствор гидроксида натрия и осадок Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub><math>\cdot</math>nH<sub>2</sub>О, который после отделения его от раствора возвращается в процесс. Получаемый раствор щёлочи содержит около 400 г/л NaOH. Его упаривают до получения продукта, содержащего около 92 % масс. NaOH, а затем получают твёрдый продукт в виде гранул или хлопьев.

=== Электрохимические методы получения гидроксида натрия ===
Способ основан на '''[[электролиз]]е растворов [[галит]]а''' (минерала, состоящего в основном из поваренной соли [[Хлорид натрия|NaCl]]) с одновременным получением [[водород]]а и [[хлор]]а. Этот процесс можно представить суммарной формулой:

: <math>\mathsf{2NaCl + 2H_2O \rightarrow H_2\!\uparrow + Cl_2\!\uparrow + 2NaOH}</math>

Едкая щёлочь и хлор вырабатываются тремя электрохимическими методами. Два из них — электролиз с твёрдым [[катод]]ом (диафрагменный и мембранный методы), третий — электролиз с жидким [[ртуть|ртутным]] катодом (ртутный метод).

В мировой производственной практике используются все три метода получения хлора и каустика с явной тенденцией к увеличению доли мембранного электролиза.

{| align="center" class="standard"
|-
! Показатель на 1 тонну NaOH
! Ртутный метод
! Диафрагменный метод
! Мембранный метод
|-
! Выход хлора, %
| 99
| 96
| 98,5
|-
! Электроэнергия, [[киловатт-час|кВт·ч]]
| 3150
| 3260
| 2520
|-
! Концентрация NaOH, %
| 50
| 12
| 35
|-
! Чистота хлора, %
| 99,2
| 98
| 99,3
|-
! Чистота водорода, %
| 99,9
| 99,9
| 99,9
|-
! Массовая доля O<sub>2</sub> в хлоре, %
| 0,1
| 1—2
| 0,3
|-
! Массовая доля Cl<sup>−</sup> в NaOH, %
| 0,003
| 1—1,2
| 0,005
|}

В России приблизительно 35 % от всего выпускаемого каустика вырабатывается электролизом с ртутным катодом и 65 % — электролизом с твёрдым катодом.

==== Диафрагменный метод ====
[[Файл:HgNaOHElectrolysis.png|thumb|'''Схема старинного диафрагменного электролизера для получения хлора и щёлоков''': '''А''' — анод, '''В''' — изоляторы, '''С''' — катод, '''D''' — пространство заполненное газами (над анодом — хлор, над катодом — водород), '''М''' — диафрагма]]
Наиболее простым из электрохимических методов в плане организации процесса и конструкционных материалов для электролизера является диафрагменный метод получения гидроксида натрия.

Раствор соли в диафрагменном электролизере непрерывно подаётся в анодное пространство и протекает через, как правило, нанесённую на стальную катодную сетку [[асбест]]овую диафрагму, в которую иногда добавляют небольшое количество полимерных волокон.

Во многих конструкциях электролизеров катод полностью погружен под слой [[анолит]]а (электролита из анодного пространства), а выделяющийся на катодной сетке водород отводится из под катода при помощи газоотводных труб, не проникая через диафрагму в анодное пространство благодаря противотоку.

Противоток — очень важная особенность устройства диафрагменного электролизера. Именно благодаря противоточному потоку, направленному из анодного пространства в катодное через пористую диафрагму, становится возможным раздельное получение щёлоков и хлора. Противоточный поток рассчитывается так, чтобы противодействовать диффузии и миграции OH<sup>-</sup> ионов в анодное пространство. Если величина противотока недостаточна, тогда в анодном пространстве в больших количествах начинает образовываться гипохлорит-ион (ClO<sup>-</sup>), который затем может окисляться на аноде до хлорат-иона ClO<sub>3</sub><sup>-</sup>. Образование хлорат-иона серьёзно снижает [[электролиз|выход по току]] хлора и является основным побочным процессом в этом методе получения гидроксида натрия. Также вредит и выделение кислорода, которое, к тому же, ведёт к разрушению анодов и, если они из углеродных материалов, попаданию в хлор примесей [[фосген]]а.

;На [[анод]]е:
: <math>\mathsf{2Cl^-\!\rightarrow Cl_2\!+ 2e^-}</math> — основной процесс;
: <math>\mathsf{2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+\! + 4e^-}</math>;
: <math>\mathsf{6ClO^-\!+ 3H_2O \rightarrow 2ClO_3^- + 4Cl^-\!+ 1.5O_2\!\uparrow \!+\ 6H^+ \!+ 6e^-}.</math>

;На [[катод]]е:
: <math>\mathsf{2H_2O + 2e^-\!\rightarrow H_2\!\uparrow + 2OH^-}</math> — основной процесс;
: <math>\mathsf{ClO^- + H_2O + 2e^-\!\rightarrow Cl^- + 2OH^-}</math>;
: <math>\mathsf{ClO_3^- + 3H_2O + 6e^-\!\rightarrow Cl^- + 6OH^-}.</math>

В качестве анода в диафрагменных электролизерах может использоваться графитовый или угольный электроды. На сегодня их, в основном, заменили титановые аноды с окисидно-рутениево-титановым покрытием (аноды ОРТА) или другие малорасходуемые аноды.

На следующей стадии электролитический щёлок упаривают и доводят содержание в нём NaOH до товарной концентрации 42—50 % масс. в соответствии со стандартом.

Поваренная соль, [[сульфат натрия]] и другие примеси при повышении их концентрации в растворе выше их предела растворимости выпадают в осадок. Раствор едкой щёлочи [[Декантация|декантируют]] от осадка и передаётся в качестве готового продукта на склад или продолжают стадию упаривания для получения твёрдого продукта, с последующим плавлением, превращением в чешуйки или гранулы.

Выпавшую в осадок в виде кристаллов поваренную соль возвращают назад в процесс, приготавливая из неё так называемый ''обратный рассол''. От неё, во избежание накапливания примесей в растворах, перед приготовлением обратного рассола отделяют примеси.

Убыль анолита восполняют добавкой свежего рассола, получаемого [[Подземное выщелачивание|подземным выщелачиванием]] соляных пластов, минеральных рассолов типа [[бишофит]]а, предварительно очищенного от примесей или растворением галита. Свежий рассол перед смешиванием его с обратным рассолом очищают от механических взвесей и большей части ионов кальция и магния.

Полученный хлор отделяется от паров воды, сжимается компрессорами и подаётся либо на производство хлорсодержащих продуктов, либо на сжижение.

Благодаря относительной простоте и дешевизне диафрагменный метод получения гидроксида натрия до сих пор широко используется в промышленности.

==== Мембранный метод ====
Мембранный метод производства гидроксида натрия наиболее энергоэффективен, однако сложен в организации и эксплуатации.

С точки зрения электрохимических процессов мембранный метод подобен диафрагменному, но анодное и катодное пространства полностью разделены непроницаемой для анионов катионообменной мембраной. Благодаря этому свойству становится возможным получение более чистых, чем в случае с диафрагменного метода, щелоков. Поэтому в мембранном электролизере, в отличие от диафрагменного, не один поток, а два.

В анодное пространство поступает, как и в диафрагменном методе, поток раствора соли. А в катодное — деионизированная вода.
Из анодного пространства вытекает поток обеднённого анолита, содержащего также примеси гипохлорит- и хлорат-ионов и хлор, а из катодного — щёлока и водород, практически не содержащие примесей и близкие к товарной концентрации, что уменьшает затраты энергии на их упаривание и очистку.

Щёлочь, получаемая с помощью мембранного электролиза, практически не уступает по качеству получаемой при помощи метода с использованием ртутного катода и постепенно заменяет щёлочь, получаемую ртутным методом.

Однако питающий раствор соли (как свежий, так и оборотный) и вода предварительно максимально очищается от любых примесей. Такая тщательная очистка объясняется высокой стоимостью полимерных катионообменных мембран и их уязвимостью для примесей в питающем растворе.

Кроме того, ограниченная геометрическая форма, а также низкая механическая прочность и термическая стойкость [[Ионообменная мембрана|ионообменных мембран]] во многом определяют сравнительно сложные конструкции установок мембранного электролиза. По той же причине мембранные установки требуют наиболее сложных систем автоматического контроля и управления.

: ''[https://web.archive.org/web/20140307120309/http://www.eurochlor.org/the-chlorine-universe/how-is-chlorine-produced/the-membrane-cell-process/membrane-process.aspx Схема] мембранного электролизера''.

==== Ртутный метод с жидким катодом ====
В ряду электрохимических методов получения щёлоков самым эффективным способом является электролиз с ртутным катодом.

Щёлоки, полученные при электролизе с жидким ртутным катодом, значительно чище полученных диафрагменным способом (для некоторых производств это критично). Например, в производстве искусственных волокон можно применять только высокочистый каустик), а по сравнению с мембранным методом организация процесса при получении щёлочи ртутным методом гораздо проще.

Установка для ртутного электролиза состоит из электролизёра, разлагателя амальгамы и ртутного насоса, объединённых между собой ртутепроводами.

Катодом электролизёра служит поток ртути, прокачиваемой насосом. Аноды — [[графит]]овые, угольные или малоизнашивающиеся (ОРТА, ТДМА или другие). Вместе с ртутью через электролизёр непрерывно течёт поток питающего раствор поваренной соли.

На аноде происходит окисление ионов хлора из [[электролит]]а, и выделяется хлор:

: <math>\mathsf{2Cl^- \rightarrow Cl_2 + 2e^-}</math> — основной процесс;
: <math>\mathsf{2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-}</math>;
: <math>\mathsf{6ClO^- + 3H_2O \rightarrow 2ClO_3^- + 4Cl^- + 1,5O_2 + 6H^+ + 6e^-}.</math>

Хлор и анолит отводится из электролизёра. Анолит, выходящий из электролизёра, донасыщают свежим галитом, извлекают из него примеси, внесённые с ним, а также вымываемые из анодов и конструкционных материалов, и возвращают на электролиз. Перед донасыщением из анолита извлекают растворённый в нём хлор.

На катоде восстанавливаются ионы натрия, которые образуют низкоконцентрированный раствор натрия в ртути ([[амальгама|амальгаму]] натрия):

: <math>\mathsf{Na^+ + e^- \xrightarrow[]{Hg} NaHg}.</math>

Амальгама непрерывно перетекает из электролизёра в разлагатель амальгамы. В разлагатель также непрерывно подаётся высокоочищенная вода. В нём амальгама натрия в результате самопроизвольного химического процесса почти полностью разлагается водой с образованием ртути, раствора каустика и водорода:

: <math>\mathsf{2NaHg + 2H_2O\ \xrightarrow[-Hg]{}\ 2NaOH + H_2\uparrow}.</math>

Полученный таким образом раствор каустика, являющийся товарным продуктом, практически не содержит примесей. Ртуть почти полностью освобождается от металлического натрия и возвращается в [[электролизер]]. Водород отводится на очистку.

Растущие требования к экологической безопасности производств и дороговизна металлической ртути ведут к постепенному вытеснению ртутного метода методами получения щёлочи с твёрдым катодом, в особенности мембранным методом.

==== Лабораторные методы получения ====
В лаборатории гидроксид натрия иногда получают химическими способами, но чаще используется небольшой электролизёр диафрагменного или мембранного типа{{Нет АИ|4|7|2020}}.

== Рынок каустической соды ==
В [[Россия|России]] и [[Белоруссия|Беларуси]], согласно [[ГОСТ]] 2263-79 (утратил силу), производятся следующие марки натра едкого:
* ТР — твёрдый ртутный (чешуированный);
* ТД — твёрдый диафрагменный (плавленый);
* РР — раствор ртутный;
* РХ — раствор химический;
* РД — раствор диафрагменный.

{| align="center" class="standard"
|+
! |Наименование показателя
! |ТР ОКП 21 3211 0400
! |ТД ОКП 21 3212 0200
! |РР ОКП 21 3211 0100
! |РХ 1 сорт ОКП 21 3221 0530
! |РХ 2 сорт ОКП 21 3221 0540
! |РД Высший сорт ОКП 21 3212 0320
! |РД Первый сорт ОКП 21 3212 0330
|-----
! Внешний вид
| Чешуированная масса белого цвета. Допускается слабая окраска
| Плавленая масса белого цвета. Допускается слабая окраска
| Бесцветная прозрачная жидкость
| Бесцветная или окрашенная жидкость. Допускается выкристаллизованный осадок
| Бесцветная или окрашенная жидкость. Допускается выкристаллизованный осадок
| Бесцветная или окрашенная жидкость. Допускается выкристаллизованный осадок
| Бесцветная или окрашенная жидкость. Допускается выкристаллизованный осадок
|-----
! Массовая доля гидроксида натрия, %, не менее
| 98,5
| 94,0
| 42,0
| 45,5
| 43,0
| 46,0
| 44,0
|+
|}

== Основные сферы применения ==
[[Файл:Biodiesel.jpg|thumb|{{center|Биодизельное топливо}}]]
[[Файл:Биодизель получение.jpg|thumb|350px|{{center|Получение биодизеля}}]]
Едкий натр применяется во множестве отраслей промышленности и для бытовых нужд:
* Каустик применяется в [[целлюлоза|целлюлозно-бумажной промышленности]] для [[Лигнин|делигнификации]] ([[сульфатный процесс]]) целлюлозы, в производстве [[бумага|бумаги]], [[картон]]а, искусственных волокон, древесно-волоконных плит.
* Для [[омыление|омыления]] [[жир]]ов при производстве [[мыло|мыла]], [[шампунь|шампуня]] и других [[Детергенты|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]] легко моется. О профессии мыловара (сапонариуса) впервые упоминает примерно в 385 году нашей эры Теодор Присцианус. Арабы варили мыло из масел и соды с VII [[век]]а, сегодня мыла производятся тем же способом, что и 10 веков назад. В настоящее время продукты на основе гидроксида натрия (с добавлением гидроксида калия), нагретые до +50…+60&nbsp;°C, применяются в сфере [[промышленная мойка|промышленной мойки]] для очистки изделий из нержавеющей стали от жира и других масляных веществ, а также остатков механической обработки.
* В химических отраслях промышленности — для нейтрализации кислот и кислотных оксидов, как реагент или [[катализатор]] в химических реакциях, в химическом анализе для [[Титр раствора|титрования]], для травления алюминия и в производстве чистых [[металл]]ов, в нефтепереработке — для производства масел.
* Для изготовления [[биодизель]]ного 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). Полученный эфир (главным образом [[линолевая кислота|линолевой кислоты]]) отличается хорошей воспламеняемостью, обеспечиваемой высоким [[цетан]]овым числом. [[Цетановое число]] — условная количественная характеристика самовоспламеняемости [[Дизельное топливо|дизельных]] [[Топливо|топлив]] в цилиндре двигателя (аналог [[Октановое число|октанового числа]] для [[бензин]]ов). Если для минерального дизтоплива характерен показатель в 50—52 %, то метиловый эфир уже изначально соответствует 56—58 % цетана. Сырьём для производства биодизеля могут быть различные растительные масла: [[рапс]]овое, [[Соя|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 по методу [[Solvay]].
* В качестве агента для растворения засоров канализационных труб, в виде сухих гранул или в составе [[Гели|гелей]] (наряду с [[гидроксид калия|гидроксидом калия]]). Гидроксид натрия дезагрегирует засор и способствует лёгкому продвижению его далее по трубе.
* В гражданской обороне для [[Дегазация (оружие)|дегазации]] и [[Нейтрализация|нейтрализации]] отравляющих веществ, в том числе [[зарин]]а, в [[ребризер]]ах (изолирующих дыхательных аппаратах (ИДА), для очистки выдыхаемого воздуха от углекислого газа.
* В текстильной промышленности — для [[Мерсеризация|мерсеризации]] хлопка и шерсти. При кратковременной обработке едким натром с последующей промывкой волокно приобретает прочность и шелковистый блеск.
* Гидроксид натрия также используется для мойки пресс-форм автопокрышек.
* В приготовлении пищи: для мытья и очистки фруктов и овощей от кожицы, в производстве шоколада и какао, напитков, мороженого, окрашивания карамели, для размягчения [[Сорта оливок|маслин]] и придания им чёрной окраски, при производстве хлебобулочных изделий. Зарегистрирован в качестве [[Пищевая добавка|пищевой добавки]] E-524. Некоторые блюда готовятся с применением каустика:
** [[лютефиск]] — скандинавское блюдо из рыбы — сушёная треска вымачивается 5—6 дней в едкой щёлочи и приобретает мягкую, желеобразную консистенцию.
** [[брецель]] — немецкие крендели — перед выпечкой их обрабатывают в растворе едкой щёлочи, которая способствует образованию уникальной хрустящей корочки.
* В косметологии для удаления ороговевших участков кожи, бородавок, папиллом.
* В водоподготовке используется для регенерации [[Аниониты|анионитов]] в OH-формах
* В фотографии — как ускоряющее вещество в проявителях для высокоскоростной обработки фотографических материалов{{sfn|Редько|1999|с=129}}{{sfn|Гурлев|1988|с=294}}.

== Меры предосторожности при обращении с гидроксидом натрия ==
[[Файл:Sodium hydroxide burn.png|128px|thumb|right|[[Ожог|Химический ожог]] в результате действия раствора гидроксида натрия. Фотография сделана через 44 часа после воздействия]]
[[Файл:Hazard C.svg|right|80px]]
[[Гидроксид]] натрия (едкий натр) — едкое и весьма [[Токсические вещества|токсичное вещество]], обладающее ярко выраженными [[Щёлочь|щелочными свойствами]]. По [[ГОСТ]] 12.1.005-76 едкий натр относится к [[Вредное вещество|вредным веществам]] [[Второй класс опасности вредных веществ|2-го]] [[класс опасности|класса опасности]]<ref>{{cite web |title = ГОСТ 4328-77 Реактивы. Натрия гидроокись. Технические условия (с Изменениями № 1, 2) |url = https://docs.cntd.ru_ГОСТ }}{{Недоступная ссылка|date=2021-03 |bot=InternetArchiveBot }}</ref><ref>{{cite web |title = ГОСТ 2263-79 Реактивы. Натр едкий технический. Технические условия (с Изменениями № 1, 2) |url = https://docs.cntd.ru_ГОСТ }}{{Недоступная ссылка|date=марта 2021 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>. Поэтому при работе с ним нужно соблюдать [[осторожность]]. При попадании на кожу, [[слизистые оболочки]] и в [[глаз]]а образуются серьёзные химические [[ожог]]и<ref>{{cite web |title = ГОСТ Р 55064-2012 Натр едкий очищенный. Технические условия |url = https://docs.cntd.ru_ГОСТ }}{{Недоступная ссылка|date=марта 2021 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>. Попадание больших количеств едкого натра в [[глаз]]а вызывает необратимые изменения [[Зрительный нерв|зрительного нерва]] ([[Оптическая нейропатия|атрофию]]) и, как следствие, [[Потеря зрения|потерю зрения]].

При контакте [[Слизистая оболочка|слизистых поверхностей]] с едкой [[щёлочь]]ю необходимо промыть поражённый участок струёй воды, а при попадании на [[Кожа|кожу]] — слабым раствором [[Уксусная кислота|уксусной]] и [[Борная кислота|борной]] кислоты. При попадании едкого натра в глаза следует немедленно промыть их сначала раствором борной кислоты, а затем [[Вода|водой]].

[[Предельно допустимая концентрация]] аэрозоля [[гидроксид]]а натрия NaOH в воздухе рабочей зоны составляет 0,5 мг/м³ в соответствии с [[ГОСТ]] 12.1.007-76<ref>{{cite web |title = ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности (с Изменениями № 1, 2) |url = https://docs.cntd.ru_ГОСТ }}{{Недоступная ссылка|date=марта 2021 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>.

Гидроксид натрия негорюч; [[пожар]]о- и [[взрыв]]обезопасен<ref>{{cite web |title = ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда (ССБТ) Пожарная безопасность. Общие требования (с Изменением № 1) |url = https://docs.cntd.ru_ГОСТ }}{{Недоступная ссылка|date=марта 2021 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>.

== Охрана природы ==
Едкий натр — опасное вещество для [[Окружающая среда|окружающей среды]], подавляет [[Биохимия|биохимические]] процессы, оказывает [[токсическое действие]]<ref>{{cite web |title = ГОСТ 4328-66 Реактивы. Натрия гидрат окиси (натр едкий) |url = https://docs.cntd.ru_ГОСТ }}{{Недоступная ссылка|date=марта 2021 |bot=InternetArchiveBot }}</ref><ref>{{cite web |title = ГОСТ 2263-59 Натр едкий технический (сода каустическая) |url = https://docs.cntd.ru_ГОСТ }}{{Недоступная ссылка|date=марта 2021 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>.

[[Защита окружающей среды]] должна быть обеспечена соблюдением требований технологического регламента, правил перевозки и хранения.

Предельно допустимая концентрация ([[ПДК]]) едкого натра в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (по [[катион]]ам натрия) составляет 200 мг/дм<sup>3</sup>, 2-й [[класс опасности]] в соответствии с гигиеническими нормативами<ref>{{cite web |title = ГОСТ P 55064-2012 Натр едкий технический. Технические условия |url = https://docs.cntd.ru_ГОСТ }}{{Недоступная ссылка|date=марта 2021 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>. Необходим контроль [[Водородный показатель|водородного показателя]] (pH 6,5-8,5 и не более)<ref>{{cite web |title = ГОСТ 2263-71 Натр едкий технический (с Изменением № 2) |url = https://docs.cntd.ru_ГОСТ }}{{Недоступная ссылка|date=марта 2021 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>.

[[Ориентировочно безопасный уровень воздействия]] (ОБУВ) едкого натра в атмосферном воздухе населённых мест составляет 0,01 мг/м<sup>3</sup> в соответствии с гигиеническими нормативами<ref>{{cite web |title = Натр едкий технический гранулированный |url = https://www.chempack.ru/ru/chemical-raw-materials/natr-edkiy-granulirovannii.html |access-date = 2023-08-04 |archive-date = 2023-08-04 |archive-url = https://web.archive.org/web/20230804202749/https://www.chempack.ru/ru/chemical-raw-materials/natr-edkiy-granulirovannii.html |url-status = live }}</ref>.

При [[Утечка|утечке]] или же [[Рассыпание|рассыпании]] значительного количества едкий натр нейтрализуют слабым раствором кислоты. [[Нейтрализация|Нейтрализованный]] раствор направляют на [[обезвреживание]] и [[Утилизация|утилизацию]].

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
{{Родственные проекты|Тема=Едкий натр|Викицитатник=Едкий натр|Викисловарь=едкий натр|Викисклад=Category:Sodium hydroxide|Викитека=ЭСБЕ/Едкий натр}}
* Общая химическая технология: учебник для химико-технологических специальностей вузов / Под ред. И. П. Мухленова. — {{М.}}: Высшая школа.
* ''Некрасов Б. В.'' Основы общей химии. — Т. 3. — {{М.}}: Химия, 1970.
* ''Фурмер И. Э., Зайцев В. Н.'' Общая химическая технология. — {{М.}}: Высшая школа, 1978.
* Приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации от 28 марта 2003 года № 126 «Об утверждении Перечня вредных производственных факторов, при воздействии которых в профилактических целях рекомендуется употребление молока или других равноценных пищевых продуктов».
* Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 4 апреля 2003 года № 32 «О введении в действие Санитарных правил по организации грузовых перевозок на железнодорожном транспорте. СП 2.5.1250-03».
* Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О [[промышленная безопасность|промышленной безопасности]] [[Опасный производственный объект|опасных производственных объектов]]» (с изм. на 18 декабря 2006 года).
* Приказ Министерства природных ресурсов Российской Федерации от 2 декабря 2002 года № 786 «Об утверждении федерального классификационного каталога отходов» (с изм. и доп. от 30 июля 2003 года).
* Постановление Госкомтруда СССР от 25 октября 1974 года № 298/П-22 «Об утверждении списка производств, цехов, профессий и должностей с вредными условиями труда, работа в которых даёт право на дополнительный отпуск и сокращённый рабочий день» (с изм. на 29 мая 1991 года).
* Постановление Министерства труда Российской Федерации от 22 июля 1999 года № 26 «Об утверждении типовых отраслевых норм бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты работникам химических производств».
* Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 30 мая 2003 года № 116 О введении в действие ГН 2.1.6.1339-03 «Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населённых мест». (с изм. на 3 ноября 2005 года).
* {{книга | автор=Гурлев Д. С.|заглавие=Справочник по фотографии (обработка фотоматериалов)|издательство=Тэхника|место=К.|год=1988|ref=Гурлев}}
* {{книга | автор = Редько А. В. | заглавие = Основы фотографических процессов | издание = 2-е изд. | место = СПб. | издательство = «Лань» | год = 1999 | страниц = 512 | серия = Учебники для ВУЗов. Специальная литература | isbn = 5-8114-0146-9 | тираж = 3000 | ref = Редько}}

{{Соединения натрия}}
{{Пищевые добавки}}
{{Фотографические реактивы}}
{{ВС}}

[[Категория:Щёлочи|Натрий]]
[[Категория:Пищевые добавки]]
[[Категория:Соединения натрия]]
[[Категория:Фотографические реактивы]]