Технологическая часть. Характеристика исходного сырья
Исходным компонентом при производстве едкого натрия является хлорид натрия. При производстве применяют также карбонат натрия и соляная кислота.
Натрия хлорид
(поваренная соль, каменная соль) NaCl, бесцветные мало гигроскопичные кристаллы с кубической гранецентрирированной решеткой (а = 0,56402 нм, пространственная группа Fm3m, z = 4); ТПЛ = 801°С, Ткип. = 1413°С; плотность - 2,161 г/см3 (20°С); Ср° - 50,50 Дж/(моль×К); АН°ПЛ -28,20 кДж/моль, DН°обр - 411,26 кДж/моль; S0298 = 72,15 Дж/(моль×К).
В равновесном паре содержится 83 молекулярных % NaCl и 17% Na2Cl2. Растворимость в воде (г в 100 г): 35,68 (10°С), 35,87 (20°С), 36,80 (50°С), 38,12 (80°С). Растворимость в жидком NH3, спиртах, этиленгликоле, муравьиной кислоте, не растворим в соляной кислоте. В интервале от -21,2 до 0,15°С кристаллизуется дигидрат NaCl-2H2O; плотность 1,6 г/см3; давление водяного пара над ним изменяется от 91,77 (-21,2°С) до 462,84 Па (0,15°С). Насыщеннный водный раствор (28,41% по массе NaCl) кипит при 108,7°С.
В природе хлорид натрия встречается в виде минерала галита (каменная соль), в воде океанов и морей, рапе соляных озер и подземных рассолах.
Хлорид натрия производят из природного сырья. Добыча каменной соли осуществляется закрытым способом (реже - открытым) с применением подземного выщелачивания. Добыча самосадочной соли из соляных озер производится механическим способом, озерную соль промывают рапой, центрифугируют и сушат. Садочную (бассейновую) соль получают естественным испарением морских и озерных рассолов в системе специально устроенных бассейнов, в местностях с холодным климатом используют вымораживание. Выварочную соль (наиболее чистая) производят упариванием естественных или искусственно полученных и очищенных рассолов в вакуум-выпарных аппаратах. Для технических целей применяют каменную и самосадочную соль, для пищевых - выварочную, самосадочную и садочную. Производят специальные сорта хлористого натрия: йодированную, брикетированную и исслеживающуюся, чистую с содержанием хлористого натрия выше 99,9% по массе. Хлорид натрия - пищевой продукт, консервирующее средство, сырье для получения Na2CO3, Cl2, NaOH, хлорной извести и др.; его применяют более чем в 1500 производств различных веществ и материалов. Мировое производство около 175 млн. т/год (1980). ПДК в воздухе 1,0 мг/м3.
Натрия карбонат
(кальцинированная сода) Na2CO3, бесцветные кристаллы; до 350 °С существует a-модификация (см. табл. 5), в интервале 350-479 °С - b с моноклинной кристаллической решеткой, а выше 479°С -гексагональная модификация g (а = 0,5215 нм, с = 0,6584 нм, z = 2, пространственная группа Р63тс); DН0 переходов a « b и b « g соответственно 0,80 и 2,1 кДж/моль; Тпл. = 858°С; DН°ПЛ = 28 кДж/моль.
Гигроскопичен. Растворимость в воде = 17,69% по массе (20 °С); DН0 растворения для бесконечно разбавленного раствора - 26,65 кДж/моль; растворы имеют сильнощелочную реакцию. Ниже 32°С из водных растворов кристаллизуется декагидрат, в интервале 32-35°С - гексагидрат, выше 35°С - моногидрат, а выше 112,5 °С - безводная соль. В природе карбонат натрия встречается в виде грунтовых рассолов, рапы в озерах и минералов-натрона Na2CO3·10H2O, термонатрита Na2CO3·H2O, троны Na2CO3·NaHCO3·2H2O. В России мощность месторождений природного карбонат натрия около 4 млн. т. Крупные запасы карбонат натрия сосредоточены в США, Канаде, Кении, Мексике, ЮАР и др.
Основное количество карбоната натрия получают аммиачно-хлоридным способом (способ Сольвэ): естественный или искусственно приготовленный рассол NaCl очищают от примесей Са и Mg действием Na2CO3, и Са(ОН)2, насыщают NH3, а затем подвергают карбонизации в барботажных колоннах. Прокаливанием NaHCO3 получают Na2CO3. Карбонат натрия добывают также из природных залежей, соляных рассолов. Применяют: как компонент шихты в производстве стекла; для получения мыла и др. моющих средств, гидроксида Na и др. соединений Na; при варке целлюлозы; для обработки бокситов в производстве А1; для нейтрализации кислых компонентов при очистке нефтепродуктов; для получения пигментов, например Fe2O3 из FeCl3. ПДК в воздухе 2 мг/м3.
Смотрите также
Каучуки
Каучуки — натуральные или
синтетические материалы, характеризующиеся эластичностью, водонепроницаемостью
и электроизоляционными свойствами, из которых путём специальной обработки
получают р ...
Алюминий и его свойства
Алюминий - химический элемент третей группы
периодической системы Д.И. Менделеева.
Плотность, (кг/м3)
2,7
Температура плавления Тпл,
° С
...
Нефть
...