Сода и ее виды

Сода и ее виды

Сода… Современной промышленностью производятся миллионы тонн данного вещества ежегодно. И эти объемы не задерживаются на складах производителей, а активно расходуются в самых разных направлениях, сферах и процессах. Без соды не обходятся самые разные производственные отрасли: химические предприятия, стекольные мастерские, металлургические компании, текстильная индустрия, целлюлозно-бумажный сегмент, пищепром, фармацевтика и многое другое. Задействование соды крепко укоренилось в быту: с ее помощью готовят еду, совершают уборку в доме, борются с неприятными запахами, нивелируют негативы от укусов насекомых и т.д. Но здесь следует понимать, что не вся сода одинакова и универсальна для решения всех задач. Например, та, что используется в металлургии, не подходит для кулинарии и наоборот. И таких примеров можно назвать немало. Так что давайте разберемся, что собой представляет сода, какой она бывает и где актуально применение разных видов соды.

Что такое сода и откуда она берется?

Общим названием «сода» объединяются натриевые соли угольной к-ты. В натуральном виде это полезное ископаемое – в основном, результат водоупаривания содовых (минеральных карбонатных) озер. В искусственном – синтезируемый вариативными методами материал.

Первые упоминания о добыче соды датируются XIV столетием до н. э., когда она тотально применялась в египетском стеклопроизводстве. И практически до завершения XVIII века природная сода была ударно задействуемой в промышленных целях. Главные объемы продукта, как было указано выше, добывались из карбонатных вод. Также немного данного материала получали из золы неких водорослей и растений.

Когда начала энергично развиваться европейская промышленность и стало понятно, что природные резервы соды не столь обширны, чтобы полностью удовлетворить повсеместно возникающие производственные задания, актуализировался поиск методов синтетического содополучения. Окончание XVIII ст., а именно 1793 год – время, когда процесс увенчался успехом. Синтезировать соду удалось французскому химику-технологу Никола Леблану, благодаря чему он и вошел в историю. Ученый открыл двухступенчатый способ получения кальцинированной соды из морской соли (основу которой составляет хлорид натрия NaCl) при воздействии на нее концентрированной серной кислотой (H2SO4) при t 800-900 °С (с выделением соляной кислоты и твердого сульфата натрия). Полученный в результате реакции сульфат он измельчил и сплавил в печи с углем и известняком (мелом). Со временем для промышленной реализации данного метода Лебланом был построен специализированный завод, на котором каждый год выпускалось более трех сотен тонн кальцинированной соды. Но позже этот метод устарел. Ему на смену пришел более выгодный, короткий и удобный аммиачный способ получения соды.

В середине XIX века внимание по искусственному содовому производству переключилось на бельгийского ученого-химика Эрнеста Сольве. Он начал использовать аммиак (NH3) и двуокись углерода (CO2). Актуализировалась надобность в применении лишь двух видов сырья: соли и известняка.

Аммиачный способ Сольве поспособствовал интенсивному задействованию соды в различных направлениях, в частности в кондитерской отрасли. Он до сих пор не потерял актуальность и является основой на большинстве современных содопроизводственных предприятий во всех странах, несмотря на стремительный технологический прогресс. Из кальцинированной соды, создаваемой аммиачным способом, производят остальные содовые продукты.

Ключевые этапы промышленного аммиачного содопроизводства (способа Сольве):

  • пропуск эквимольных объемов газообразных нитрида водорода и угольного ангидрида (то есть введение двууглекислого аммония) в насыщенный р-вор хлористого Na. Углекислота задействуется, получаемая обжигом известняка или мела. Целесообразность аммонизации объясняется введением в раствор СО2, малорастворимого в насыщенной жидкой среде;
  • фильтрация и кальцинирование (обезвоживание) при нагреве до 140-160 °C выпавшего остатка мало поддающегося растворению бикарбоната натрия с его переходом в карбонат натрия. Карбонизация аммиачно-соляного рассола – важнейшая стадия изготовления соды;
  • возвращение образовавшегося углекислого газа и аммиака из маточного р-вора первой стадии в производственный цикл. То есть затраченная углекислота частично регенерируется.

Справедливости ради, отметим, что аммиачный способ имеет существенный недостаток. Он заключается в том, что почти нереально полностью трансформировать поваренную соль в осадок бикарбоната натрия. Однако, это не мешает именно методу Сольве занимать сегодня лидирующие позиции.

Что касается производства бикарбоната натрия, то он – промежуточный продукт пром. получения кальцинированной соды по методу Сольве. Чтобы придать ему товарный вид, осуществляют очистку, чаще всего путем перекристаллизации. Растворителем зачастую выступает вода. Способ основывается на свойстве преимущественного числа солей повышать растворимость при увеличении температурных параметров. В целом, известны два способа изготовления очищенного бикарбоната натрия: «сухой» и «мокрый». Первый реализуется растворением водой готовой кальцинированной соды, для второго берется технический бикарбонат.

Четыре вида соды как три кита ее существования

А теперь поговорим непосредственно о разновидностях соды, их особенностях и отличиях. Выше мы упоминали о кальцинированной и пищевой, а есть же еще каустическая, разделяемая на твердую и жидкую. Все они заслуживают отдельного внимания.

Итак, сода как натриевое соединение бывает четырех видов:

  1. Пищевая. Она же – питьевая и двууглекислая, а также натрий двууглекислый, или гидрокарбонат/бикарбонат натрия. Кислая натриевая соль угольной к-ты с формулой NaHCO3.
  2. Кальцинированная. Также именуется бельевой содой и карбонатом натрия. Выступает в качестве натриевой соли угольной к-ты с хим. формулой Na2CO3.
  3. Каустическая твердая. Гидроксид/гидроокись натрия (едкий натр, каустик, едкая щелочь) NaOH в твердом состоянии.
  4. Каустическая жидкая. Тоже гидроксид натрия, но только в виде жидкости (его водного раствора).

Каждая из этих сод имеет свою силу и проявление щелочной реакции, что объясняет вариативность областей использования каждой из них.

Сода пищевая: особенности и сферы использования

Из всех разновидностей соды наибольшая известность характерна пищевой. Она не только важна для промышленности, она есть, наверное, в каждом доме.

Гидрокарбонат натрия – это химическое вещество, являющееся слабой кислой натриевой солью H2CO3. Экологически чистый продукт в виде легкого тонкокристаллического порошкообразного реактива. Бесцветные кристаллы в массе дают белый окрас. Вкус – солоно-мыльный. Запах отсутствует. Только этот вид соды подходит для внутреннего применения и активно используется как масштабно в пищевой промышленности, так и хозяйками на домашних кухнях.

Химические свойства обобщенно можно описать так: все, характерные соли сильного основания и слабой кислоты. Сода слабо поддается растворению в воде, с увеличением температуры растворимость немного повышается. Ее можно отделить в ходе фильтрования. H2O р-воры сопровождаются слабощелочной реакцией и незначительным изменением pH в большом спектре концентраций. Это лежит в основе задействования в роли буферного р-вора. Плотность водных р-воров близка плотности чистой воды.

Реагируя с к-тами, бикарбонат натрия образует соответствующие соли. К примеру, хлористый/сернокислый натрий – при присутствии соляной/серной к-ты. Известное в хозяйстве «гашение соды» этановой кислотой дает этаноат натрия, а лимоннойцитрат. Помимо этого, появляется угольная к-та, в тот же час расщепляющаяся на водную часть и угольный ангидрид (проявляется в пузырчатой форме).

Основные термические свойства вещества: t кипения с разлож. – 851 °C, t плавления – 270 °C. Термически оно малоустойчиво, при нагреве до 50-60 °C разлагается и формирует твердый карбонат натрия (кальцинированную разновидность), выводит двуокись углерода и воду в газовую фазу. Аналогичное разложение характерно и водным р-ворам питьевой соды. Максимальная эффективность терморазложения наблюдается при 200 °C. Масса исходного материала снижается где-то на 37 %.

Польза и вред двууглекислого натрия

Главные полезные качества в-ва базируются на его щелочности. Именно реагирование с кислотами и ощелачивание среды объясняет кислотонейтрализацию, антисептический эффект, действенность против воспалений и зуда, подсушивание, смягчение и отбеливание кожи. Такая совокупность полезных свойств обуславливает активное задействование в медицине.

Может ли пищевая сода навредить? Да, если используется в пищу в увеличенных объемах, а в качестве лечебного компонента не по показаниям. Много содовых кристаллов способны навредить слизистой ЖКТ и спровоцировать аллергии. Осторожность в случае с употреблением следует проявлять людям, имеющим какие-либо проблемы с желудочно-кишечным трактом (эрозии, язвы, пониженную кислотность желудка и др.). Если содовый р-вор слишком часто будет присутствовать в пище, может сильно нарушиться функционирование пищеварения, желудочный сок поддастся ощелачиванию, чрезмерно щелочным окажется содержимое кишечника. Также советуем быть осторожными тем, кто работает на предприятиях по изготовлению соды: регулярное вдыхание ее кристаллов и паров углекислоты может навредить дыхательной системе.

Применение двууглекислого натрия можно описать одним словом «многогранность». Первоочередного внимания заслуживает использование вещества (в виде пищевой добавки под кодом Е500) в пищепроме и кулинарии. С его участием производят хлебобулочные и мучные изделия, кондитерку, колбасы, газировки. Также его используют для очищения пром. оборудования.

Гашеная сода – известнейший разрыхлитель для теста, омлетов, обеспечивающий пышность. Гасить для отделения углекислоты можно уксусом или внесением непосредственно в кислое тесто (сметанное либо кефирное), где процесс гашения возлагается на молочную кислоту. В пресном тесте СО2 вырабатывается при самой выпечке в ходе реакции терморазложения.

Бикарбонат натрия добавляют в пищу из бобовых культур, чтобы та быстрее готовилась. Как компонент маринада для мяса он уменьшает жесткость мышечных волокон. В кофе и чае увеличивает прозрачность и ароматность, в муссах из фруктов и ягод – сладость. Содовыми растворами можно мыть покупные фрукты и замачивать овощи для избавления от нитратов. Картофель, который успел потемнеть, с их помощью получается осветлить.

Применять соду в кулинарии необходимо, соблюдая дозировки. Если переборщить, можно придать блюду характерный неприятный содовый привкус.

Востребована пищевая сода в медицинской практике и фармацевтике. Актуален пероральный прием в роли антацида для понижения кислотности пищеварительного сока и лечения язвы желудка и 12-перстной кишки. Содой возможно дезинфицировать ротовую полость, зубы и десна при зубных болях, налете и для предупреждения возникновения кариеса, полоскать рот и горло при различных воспалениях дыхательных путей. Содовым раствором с задействование небулайзера показано делать ингаляции для усиления секреции мокроты. Материал может задействоваться внутривенно при реанимационных мероприятиях, чтобы оперативно откорректировать метаболический ацидоз, и при отравлении рядом лекарств в качестве антиаритмического средства.

В целом, применение гидрокарбоната натрия актуально в дерматологическом, гастроэнтерологическом, кардиологическом, стоматологическом, токсикологическом и других медицинских сегментах. К нему прибегают как традиционная, так и народная медицина при лечении многих недугов, для нормализации состояния при различных патологиях.

В хим. промышленности бикарбонат натрия используют для создания красителей, реактивов, вспененных пластических масс и иных орган. материалов, а также буферных р-воров, бытовой химии и наполнения для порошковых огнетушителей.

Применяется NaHCO3 в различных отраслях легкой промышленности, в частности при создании резины для обувных подошв. Не обходятся без этого сырья кожевенное дело (обработка дубящими веществами + нейтрализация) и текстильный сегмент (отделка шелка и х/б текстиля).

Бытовые и другие дополнительные варианты использования пищевой соды:

  • очищающее и моющее средство (для посуды, кухонных принадлежностей, поверхностей, сантехники и техники, ковровых и виниловых покрытий, хромированных изделий…);
  • нейтрализатор неприятных запахов (в холодильнике, стиральной или посудомоечной машине, кошачьего, рыбного, из обуви и др.);
  • средство для ухода за одеждой и текстилем во время стирки;
  • косметологический продукт с эффектом смягчения, очищения и отбеливания кожи, с возможностью придания блеска волосам;
  • средство для похудения (принятие полезных ванн на основе соды и морской соли);
  • дезинфектор и инсектицид (например, для истребления тараканов);
  • незаменимый помощник в походах (для мытья посуды, как альтернатива зубной пасте, для тушения костра, от укусов насекомых и т.д.);
  • нейтрализатор электролитных следов (в транспорте);

Каждый может расширить для себя спектр применения пищевой соды в быту, сделав ставку на эффективность, доступность, экологичность и универсальность этого продукта.

Нюансы хранения. Хранить двууглекислый натрий следует в закрытом виде, вдали от огневых и слишком пахнущих источников, чтобы он не подвергался термовоздействию и не впитывал сторонние запахи. Хорошо подойдет сухое вентилируемое помещение с комнатной температурой. Перед применением можно проверить реактивность продукта, погасив щепотку соды уксусом: если образуются пузырьки газа, можно приступать к работе.

Кальцинированная сода: чем отличается и зачем нужна

Кальцинированная сода, или карбонат натрия – неорганическое кристаллическое соединение, хорошо растворяемое в H2O, не имеющее ароматических параметров. Обладая значительной гигроскопичностью, на воздухе впитывает газообразную воду и углекислоту, при этом формирует кислую соль двууглекислый натрий. При хранении в открытом виде слеживается. Выпускается под марками А (гранулы), Б (порошок) и из нефелиновой руды.

Есть несколько модификаций кальцинированной соды. А-модификация формируется при t 350 °C и трансформируется в β-модификацию до t 479 °C. Обе имеют кристаллическую решетку моноклинной сингонии. Когда t превышает 479 °C, возникает γ-модификация с гексагональной решеткой. Т плавл. – 854 °C, t разлож. – 1000 °C (с формированием окиси натрия и угольного ангидрида).

Кристаллогидраты углекислого натрия могут быть бесцветными моноклинными и ромбическими. В температурном промежутке 100-120 °C моногидрат постигают влагопотери. В целом, существует 3 разные гидраты карбоната натрия (декагидрат, гептагидрат, моногидрат) и безводная соль, образующаяся при нагреве гидратов или кальцинировании питьевой соды.

Как и пищевая сода, кальцинированная – натриевое соединение, однако с более сильной щелочной реакцией: pH 11 против 8. Кальцинированной соде характерна повышенная рыхлость, по сравнению с пищевой. Ее нельзя принимать в пищу – дома она подходит только для уборки. Причем со стойкими загрязнениями справляется еще на порядок лучше. Если с гидрокарбонатом натрия акцент на мерах предосторожности делать не нужно, то с карбонатом обязательно. Последний не безопасен, способен раздражать кожу и глаза, а при длительном воздействии – провоцировать дерматит. Кальцинированная сода принадлежит к материалам третьего класса опасности. Но слишком переживать по этому поводу не стоит. Просто при использовании соблюдайте технику безопасности, прежде всего, используйте при работе резиновые перчатки.

ПДК аэрозольной формы углекислого натрия в воздушном пространстве производственных помещений – 2 мг/м3.

Применение. Основное направление, в котором используют карбонат натрия (марка А) – стекольное производство. Выступая флюсом для диоксида кремния, он снижает его t плавления с 2500 °C до 500 °C. Получаемое стекло слабо, но поддается растворению в воде. Чтобы придать ему полную водонерастворимость, в расплав добавляют также примерно 10 % карбоната кальция. Кальцинированную соду задействуют для изготовления самого распространенного стекла для окон и бутылок – натриевого. Здесь она – традиционный источник оксида натрия. Также с ее участием создают оптические, медицинские и другие стекла.

Марка Б – популярный компонент различных чистяще-моющих средств: стиральных порошков, чистящих продуктов, отбеливателей и т.д. Еще ее используют в химпроме (для получения глицеринов, некоторых спиртов, эмалей, красок и пигмента ультрамарина), цветной металлургии (создание алюминия из бокситов), в производстве бумаги и целлюлозы, плюс в нефтепереработке (очистка нефти, снижение совместно с ПАВ межфазного натяжения между водой и нефтью при ASP заводнении). Карбонатом натрия обезжиривают металлы и десульфатизируют доменный чугун. Он – исходник для создания каустической соды, буры и динатрийфосфата.

Еще одно значимое функциональное направление кальцинированной соды – уменьшение жесткости воды, в частности смягчение воды паровых котлов. Вещество успешно снимает временную и постоянную жесткость воды, являясь водорастворимым источником карбонат-ионов для содержащихся в жесткой воде в растворенном виде кальциевых и магниевых катионов. Карбонат-ионы создают нерастворимые выводимые твердые осадки, и таким образом вода смягчается.

Еще несколько направлений применения бельевой соды:

  • садоводство (борьба с вредителями, в т.ч. с гусенью и серой гнилью);
  • пищевая промышленность (разрыхление, регулирование кислотности, препятствование комкованию и слеживанию);
  • изготовление сигаретных фильтров;
  • хозяйственные нужды (очистка посуды, сантехники, различных поверхностей, выведение пятен жира и краски, устранение канализационных засоров, водосмягчение при стирке, альтернатива порошку и анти-накипь защита стиральной машинки, предотвращение полимеризации моторного масла…).

Твердая и жидкая каустическая сода

Гидроксид натрия является самой распространенной щелочью. Свое альтернативное название «едкая щелочь» он получил, потому что способен разъедать кожу, вплоть до реализации очень сильных ожогов. Также разрушает бумагу и прочую органику.

Выпускается гидроксид натрия в твердом и жидком виде без запаха. Твердый материал имеет гранулированную структуру с чешуйками размером 5-20 мм, белый цвет, отличается чрезмерной гигроскопичностью, поддается расплыванию на воздухе, интенсивно впитывает из атмосферы водные пары и углекислоту. Хорошо растворим в воде, в ходе процесса выделяет много теплоты. Раствор мылок на ощупь. Жидкий каустик может быть бесцветным либо окрашенным, легко испаряется.

По стандарту твердый тех. едкий натр производится, согласно отличающейся методике, в таких вариантах: ТР (ртутный/чешуйчатый) и ТД (диафрагменный/плавленый). Марки жидкости: РР (ртутная), РХ (химическая) и РД (диафрагменная).

Каустическая сода является сильным хим. основанием. Ее водным р-ворам свойственна значительная щелочная реакция. Данное соединение реагирует с кислотами (образуя соли и H2O), амфотерными основными и кислотными окислами и гидроокисями, с металлами (Al, Zn, Ti), неметаллами, галогенами, галогеноалканами, эфирами и амидами. Осаждает водокиси металлов. Так, в частности, получают гель гидроксида алюминия, воздействуя каустиком на сернокислый Al в водном р-воре, предотвращая переизбыток щелочи и распад осадка. Алюминий, к слову, с легкостью растворяется в NaOH, вследствие чего появляется растворяющаяся совокупность водорода и тетрагидроксоалюмината Na.

Применение. Едкий натр используется в следующих отраслях: химия и нефтехимия, газовая промышленность и металлургия, медицина, целлюлозно-бумажный сегмент, производство минеральных удобрений. Его уникальные свойства объясняют разноплановое применение по всему миру.

Ключевые сферы и процессы задействования каустической соды:

  • нейтрализация кислот и их окисей в качестве реагента либо катализирующего агента в хим. промышленности;
  • создание чистых металлов;
  • травление алюминия;
  • маслоизготовление (нефтеперерабатывающий сегмент);
  • изготавливание биодизеля из натурального растительного масло-сырья;
  • варка сульфатной целлюлозы, бумаго- и картонопроизводство;
  • создание древесноволокнистых плит;
  • мерсеризационная обработка хлопка и шерсти для обеспечения высоких прочностных параметров и приятного блеска (текстильная отрасль);
  • производство твердого и жидкого мыла (при сочетании с жирами и едким кали), шампуней и другой моющей продукции;
  • водоочистка от мелких включений;
  • пром. мойка, очищение прессовых форм автомобильных покрышек;
  • устранение накипи, нагара и трубных засоров в быту;
  • уничтожение вредителей и сорняков на садово-огородных наделах;
  • дезинфицирование при вирусных и бактериальных заболеваниях;
  • удаление бородавок и папиллом в косметологии;
  • дегазация токсинов, очищение воздушного пространства от диоксида углерода в ГО;
  • пищепром (удаление кожицы из плодов, изготовление хлебобулочных продуктов, какао, шоколада, напитков, мягчение маслин и их окраска в черный цвет, придание окраса карамели).

Техника безопасности. Со всех видов соды каустическая потенциально представляет наибольшую опасность, поэтому с ней следует быть максимально осторожными. Принадлежит ко второму классу опасности по влиянию на человеческий организм. Обладает ярко выраженными щелочными свойствами, весьма токсична и разъедает органику. При работе с ней следует использовать СИЗ: спецодежду, резиновые перчатки, защищающие от брызг очки.

Попадание данного вещества на кожные покровы и слизистые оболочки чревато серьезными хим. ожогами. Контакт глаз с большими объемами каустика может привести к необратимой потере зрения. Если он попадет на слизистые, надо сразу же вымыть место соприкосновения струящейся водой, если на дерму – слабым р-вором этановой и ортоборной кислот, в глаза – незамедлительно обработать их р-вором борной кислоты, а после водой.

ПДК NaOH в рабочем пространстве – 0,5 мг/м³.

Едкий натр негорючий, опасности пожара и взрыва не несет. Но опасен для внешней среды, так как способен угнетать биохим. процессы и совершать токсическое воздействие на живые организмы. Чтобы исключить вред, важно соблюдать правила перевозки и хранения, а также тех. регламент. Согласно гигиеническим нормам, атмосфера населенных мест не должна иметь в своем составе более 0,01 мг/м³ гидроксида натрия. Утечки или распыления больших объемов данного реактива следует нейтрализовать слабым кислотным р-вором с последующей его отправкой на обезвреживание и утилизацию.

Подведем итоги. Вывод, который можно сделать из вышесказанного: все виды соды играют важную роль в промышленном сегменте и жизни современного человека. Каждый из них имеет свои особенности, спектры применения и нюансы безопасности. Но каждый востребован и необходим. Можно с абсолютной уверенностью сказать, что актуальность кальцинированной, пищевой, каустической твердой и жидкой соды не снизится в будущем, а может только нарастить обороты. Так что правильный и логичный итог – хорошо сориентироваться в специфике видов и суметь брать из каждого максимальную пользу.

Заказ звонка
Спасибо за Ваше обращение. Наши менеджеры свяжутся с Вами в ближайшее время
Произошла ошибка при отправке письма. Свяжитесь пожалуйста с менеджером.