Большая энциклопедия нефти и газа. Как приготовить щелочной раствор

Щелочь (синоним - алкали) - так называется любой из растворимых гидроксидов щелочных металлов, то есть лития, натрия, калия, рубидия и цезия. Щелочи являются сильными основаниями, они вступают в реакцию с кислотами с получением нейтральных солей. Они едкие и в концентрированном виде являются коррозионными веществами для органических тканей. Термин щелочь также применяется к растворимым гидроксидам таких щелочноземельных металлов, как кальций, стронций и барий, а также к гидроксиду аммония. Название вещества - щелочь, первоначально применялось к золе сожженных растений, содержащих натрий или калий, из которых можно было выщелачивать оксиды натрия или калия.

Среди всех производимых промышленностью щелочей наибольшая доля таких производств приходится на выработку кальцинированной соды (Na2CO3 -карбонат натрия) и каустической соды (NaOH-гидроксид натрия). Следующими по объему производства идут в списке щелочи гидроксид калия (KOH-едкий кали) и гидроксид магния (Mg(OH)2-магния гидрат).

Производство широкого спектра потребительских товаров зависит от использования щелочей на определенном этапе. Кальцинированная и каустическая соды имеют важное значение для производства стекла, мыла, вискозы, целлофана, бумаги, целлюлозы, моющих средств, текстиля, умягчителей воды, в производстве некоторых металлов (в особенности алюминия), бикарбоната соды, бензина и многих других нефтепродуктов и химических веществ.

Немного исторических моментов из истории получения щелочи.

Люди на протяжении столетий используют щелочь, получая ее сначала от выщелачивания (водных растворов) некоторых пустынных земель. До конца 18 века выщелачивание из древесной золы или морской водоросли было основным источником получения щелочей. В 1775 году Французская Академия наук предложила денежные призы за новые методы производства щелочей. Премия за кальцинированную соду была присуждена французу Николасу Леблану, который в 1791 году запатентовал процесс превращения хлорида натрия в карбонат натрия.

Лебланский способ производства доминировал в мировом производстве до конца 19-го века, но после первой мировой войны был полностью вытеснен другим методом конверсии соли, который был усовершенствован в 1860-х годах Эрнестом Солве из Бельгии. В конце XIX века появились электролитические методы производства каустической соды, объемы которых быстро росли.

По методу Солве, аммиачно-содовый процесс производства кальцинированной соды протекал следующим образом: поваренная соль в виде сильного рассола химически обрабатывалась для устранения примесей кальция и магния и затем насыщалась рециркулирующим газом аммиака в башнях. После, аммиачный рассол насыщался газом с использованием газообразного диоксида углерода при умеренном давлении в башне другого типа. Эти два процесса дают бикарбонат аммония и хлорид натрия, двойное разложение которого дает желаемый бикарбонат натрия, а также хлорид аммония. Затем бикарбонат натрия нагревают до разложения его до необходимого карбоната натрия. Аммиак, вовлеченный в процесс, почти полностью восстанавливается путем обработки хлоридом аммония с известью, с получением аммиака и хлорида кальция. Восстановленный аммиак затем повторно используют в описанных выше процессах.

Электролитическое производство каустической соды включает электролиз сильного солевого раствора в электролитической ячейке. (Электролиз - это разрушение соединения в растворе в его составляющие с помощью электрического тока для того, чтобы вызвать химическое изменение.) Электролиз хлорида натрия дает хлор, гидроксид натрия, либо металлический натрий. Гидроксид натрия в некоторых случаях конкурирует с карбонатом натрия в одних и тех же процессах применений. И в любом случае оба являются взаимопревращаемыми с помощью довольно не сложных процессов. Хлорид натрия может быть

превращен в щелочь одним из двух процессов, причем разница между ними заключается лишь в том, что процесс аммиачно-содовой реакции дает хлор в виде хлорида кальция, соединения с небольшим экономическим значением, тогда как электролитические процессы производят элементарный хлор, который имеет бесчисленное применение в химической промышленности.

В нескольких местах в мире существуют значительные запасы минеральной формы кальцинированной соды, известной как природная щелочь. На таких месторождениях производят большую часть природной щелочи в мире из обширных месторождений в подземных шахтах.

Природный натрий металлический.

Прочитайте статью Щелочи (источник "Энциклопедический словарь химика")и получите больше представления о том что такое щелочь, или посмотрите видеоролик об этом химическом реактиве .

Использование щелочи в окружающей нас среде

Щелочь снискала широкое применение в нашей жизни. Благодаря щелочи можно в той или иной форме добиться смягчения воды и удалить из нее примеси, такие как марганец, фториды и органические танины. В тяжелых отраслях промышленности используют щелочь в виде извести для поглощения и нейтрализации оксидов серы в выбросах в атмосферу, тем самым уменьшая вероятность выпадения кислотных осадков. Диоксид серы, производимый промышленными предприятиями и выпускаемый в атмосферу, возвращается на землю в виде кислотных дождей или серной кислоты. Такие территории, подвергшихся воздействию кислотных дождей, обрабатываются с помощью авиации препаратами, в состав которых входит щелочь. Это позволяет контролировать и нейтрализовывать критический уровень рН воды и почвы на участках, где произошли такие техногенные выбросы. Внесение щелочи в отходы и сточные воды, поддерживая правильный уровень рН в окислительных процессах при их разложении. Стабилизирует образования осадка в сточных водах и уменьшает запах или образования патогенных бактерий. Обработанный негашеной известью ил из сточных водоемов, соответствует экологическим нормам, что делает его пригодным в дальнейшем в использовании в качестве удобрения на сельскохозяйственных землях.

Промышленное применение щелочи

В промышленных и горных работах применение щелочей в сточных водах помогает нейтрализовать вредные соединения и произвести их очистку. Обработка избыточной щелочью, повышает рН воды до 10,5-11 и может дезинфицировать воду и удалять тяжелые металлы. Щелочи, такие как известь, являются ключевыми в химическом производстве карбида кальция, лимонной кислоты, нефтехимии и магнезии. В бумажной промышленности карбонат кальция является каустифицирующим агентом для отбеливания. Сталелитейная промышленность зависит от извести в качестве компонента для удаления примесей, таких как газообразный монооксид углерода, кремния, марганца и фосфора.

Моющие средства образованные щелочью

Щелочные моющие средства помогают при очистке поверхностей с сильными загрязнениями. Эти экономичные, водорастворимые щелочи с рН от 9 до 12,5 могут нейтрализовать кислоты в различных типах грязи и отложениях.

Щелочь в производстве стекла и керамики

Щелочь является основным сырьем в производстве стекла. Известняк, а также песок, кальцинированная сода, известь и другие химикаты, обжигаются при чрезвычайно высоких температурах и превращаются в расплавленную массу. Стеклодувы и гончары используют щелочи для глазурей и флюсов, которые реагируют с кислотами с образованием силикатов (стекла) при нагревании. Концентрированные щелочи создают более насыщенный цвет в глазури.

Литература о щелочи

В книге И. Нечаева "Рассказы об элементах" , изданной в 1940 году, доступным и понятным языком для обывателя рассказывается о том, что такое щелочь и чем она отличается от другого едкого вещества - кислоты. Выдержка из текста:

"Среди многочисленных веществ, которыми химики с давних времен пользовались в своих лабораториях, почетное место всегда занимали едкие щелочи — едкое кали и едкий натр. Сотни различных химических реакций осуществляются в лабораториях, на заводах и в быту при участии щелочей. С помощью едких кали и натра можно, например, сделать растворимыми большинство нерастворимых веществ, а самые сильные кислоты и удушливые пары можно благодаря щелочам лишить всей их жгучести и ядовитости.

Едкие щелочи — очень своеобразные вещества. На вид это беловатые, довольно твердые камни, ничем как будто не примечательные. Но попробуйте взять едкое кали или натр и зажать его в руке. Вы почувствуете легкое жжение, почти как от прикосновения к крапиве. Долго держать в руке едкие щелочи было бы нестерпимо больно: они могут разъесть кожу и мясо до кости. Вот почему их называют «едкими», в отличие от других, менее «злых» щелочей — всем известных соды и поташа. Из соды и поташа, кстати сказать, почти всегда и по лучались едкие натр и кали.

У едких щелочей сильнейшее влечение к воде. Оставьте кусок совершенно сухого едкого кали или натра на воздухе. Через короткое время на его поверхности неизвестно откуда появится жидкость, потом он весь станет мокрым и рыхлым и под конец расползется бесформенной массой, как кисель. Это из воздуха щелочь притягивает к себе пары воды и образует с влагой густой раствор. Кому впервые приходится погрузить пальцы в раствор едкой щелочи, тот с удивлением заявляет: — Как мыло! И это совершенно правильно. Щелочь — скользкая, как мыло. Больше того: мыло потому и «мыльно» на ощупь, что его изготовляют с помощью щелочей. Раствор едкой щелочи и на вкус напоминает мыло.

Но химик узнаёт едкую щелочь не по вкусу, а по тому, как это вещество ведет себя с краской лакмус и с кислотами. Бумажка, про питанная синей краской лакмус, мгновенно краснеет, когда ее опус кают в кислоту; а если этой покрасневшей бумажкой дотронуться до щелочи, то она тотчас же опять становится синей. Едкая щелочь и кислота не могут мирно существовать рядом ни одной секунды. Они тотчас же вступают в бурную реакцию, шипя и разогреваясь, и уничтожают друг друга до тех пор, пока в растворе не останется ни крупинки щелочи или ни капли кислоты. Только тогда наступает успо коение. Щелочь и кислота «нейтрализовали» друг друга, говорят в таких случаях. От соединения их между собой получается «нейтральная» соль — ни кислая, ни едкая. Так, например, от соединения жгучей соляной кислоты с едким натром получается обыкновеннейшая поваренная соль."

Отличительные признаки щелочи.

Из выше прочитанного мы уже знаем, что противоположностью щелочи является кислота. Вместо горького вкуса присущего щелочи, кислоты, как правило, имеют кислый вкус. Примером могут служить пищевые продукты, такие как: лимоны или фруктовый уксус (разбавленный), посути являющимися кислотными продуктами и обладающими в составе кислотой. Мы можем определить, является ли вещество щелочью или кислотой, зная ее рН. Уровень рН измеряется с помощью шкалы рН; эта шкала колеблется от 0-14, и эти цифры показывают нам, является ли вещество щелочью или кислотой. Чистая дистиллированная вода имеет уровень pH 7 и называется нейтральным веществом (находится прямо посредине шкалы). Любое вещество, которое имеет рН выше 7, представляет собой щелочное вещество, которое также может называться щелочью. И, любое другое вещество, которое имеет рН ниже 7, представляет собой кислоту.

Почему вещество щелочное?

Таким образом, нам уже известно, что рН уровень представляет собой шкалу, значения которой колеблятся от 0-14 и указывают, является ли вещество щелочью или кислотой. Однако мы действительно не знаем, почему. Давайте рассмотрим этот вопрос более детально.

Уровень рH вещества зависит от того, как атомы расположены и объединены в веществе. Чистая вода находится прямо в середине шкалы и имеет pH 7. Это означает, что она содержит равное количество атомов водорода (H +) и гидроксидных атомов (OH-). Когда вещество имеет больше атомов водорода (Н +), это кислота. Когда вещество имеет больше гидроксидных атомов (OH-), оно является щелочным.

Где купить щелочь?

Купить щелочь в Новосибирске со степенью очистки ЧДА (чистая для анализов) в магазине "Для дела" можно на странице заказов: или . Для иногородних покупателей товар может быть отправлен Почтой РФ или транспортными компаниями.

Каждый сталкивался с таким понятием, как щелочь, но не каждый может точно сказать, что же это такое. Особенно это относится к тем, кто давно окончил школу и начал забывать уроки химии. Что же это за вещество? Какова формула щелочи в химии? Каковы ее свойства? Рассмотрим все эти вопросы в данной статье.

Определение и основная формула

Начнем с определения. Щелочью называется хорошо растворимое в воде вещество, гидроксид щелочного (1-ая группа, основная подгруппа в таблице Менделеев) или щелочноземельного (2-ая группа, основная подгруппа в таблице Менделеева) металла. Стоит заметить, что бериллий и магний, хотя и принадлежат к щелочным металлам, щелочей не образуют. Их гидроксиды относят к основаниям.

Щелочи - самые сильные основания, растворение которых в воде сопровождается тепловыделением. Примером этого служит бурная реакция с водой гидроксида натрия. Из всех щелочей наименее растворим в воде гидроксид кальция (известный также как гашеная известь), который в чистом виде представляет собой порошок белого цвета.

Из определения можно сделать вывод, что химическая формула щелочи - ROH, где R - щелочноземельный (кальций, стронций, радий, барий) или щелочной (натрий, калий, литий, цезий, франций, рубидий) металл. Приведем некоторые примеры щелочей: NaOH, KOH, CsOH, RbOH.

Реакции

Абсолютно все щелочи реагируют с кислотами. Реакция протекает так же, как кислоты и основания - с образованием соли и воды. Пример:

NaOH+HCl=NaCl+H 2 O

Приведенная реакция - соляная кислота + щелочь. Формулы реакций различных щелочей с кислотами:

КОН+HCl=KCl+H 2 O

NaOH+HNO 3 =NaNO 3 +H 2 O

Помимо кислот, щелочи реагируют также с кислотными оксидами (SO 2 , SO 3 , CO 2). Реакция проходит по тому же механизму, что и щелочи с кислотой - в результате взаимодействия образуется соль и вода.

Щелочи взаимодействуют и с амфотерными оксидами (ZnO, Al 2 O 3). При этом образуются нормальные или комплексные соли. Самая типичная из таких реакций оксид цинка + едкая щелочь. Формула такой реакции:

2NaOH+ZnO=Na 2 ZnO 2 +H 2 O

В показанной реакции образуется нормальная соль натрия Na 2 ZnO 2 и вода.

Реакции щелочей с амфотерными металлами протекают по тому же механизму. Приведем в качестве примера реакцию алюминий + щелочь. Формула реакции:

2KOH+2Al+6H 2 O=2K(Al(OH) 4)+3H 2

Это пример реакции с образованием комплексной соли.

Взаимодействие с индикаторами

Для определения pH исследуемого раствора используются специальные химические вещества - индикаторы, которые меняют свой цвет в зависимости от значения показателя водорода в среде. Самый распространенный индикатор, используемый в химических исследованиях, - лакмус. В щелочной среде он приобретет интенсивный синий цвет.

Другой доступный индикатор, фенолфталеин, в щелочной среде приобретает малиновый окрас. Однако в очень концентрированном растворе (показатель водорода близок к 14) фенолфталеин остается бесцветным, как и в нейтральной среде. Потому лакмус при работе с концентрированными щелочами использовать предпочтительнее.

Метиловый оранжевый индикатор в щелочной среде приобретает желтый окрас, при уменьшении pH среды цвет меняется от желтого до оранжевого и красного.

Физические свойства щелочей

Помимо этого, щелочи также хорошо растворяются в этаноле. Концентрированные и умеренные растворы имеют pH от 7.1 и выше. Растворы щелочей мыльные на ощупь. Концентрированные составы - довольно едкие химические соединения, контакт с которыми вызывает химические ожоги кожи, глаз, любых слизистых оболочек, поэтому работать с ними следует осторожно. Воздействие едкого вещества можно нейтрализовать раствором кислоты.

Щелочи могут находиться как в твердом, так и в жидком состоянии. Гидроксид натрия - самая распространенная щелочь (формула NaOH), которая в твердом состоянии представляет собой вещество белого света.

Гидроксид кальция при нормальных условиях - белый порошок. Гидроксиды радия и бария в твердом агрегатном состоянии - бесцветные кристаллы. Гидроксиды стронция и лития также бесцветны. Все твердые щелочи поглощают воду из воздуха. Гидроксид цезия - самая сильная щелочь (формула CsOH). Щелочные свойства металлов 1-ой группы основной подгруппы возрастают сверху вниз. Эти вещества нашли применение в химической промышленности. В основном их используют в щелочных аккумуляторах в качестве электролитов. Чаще всего применяют гидроксиды калия и натрия.

Химический ожог щелочью

При использовании неразбавленных щелочей всегда стоит помнить, что они являются едкими веществами, которые при попадании на открытые участки тела вызывают покраснение, зуд, жжение, отек, в тяжелых случаях образуются пузыри. При длительном контакте такого опасного состава со слизистой органов зрения возможно наступление слепоты.

При химическом ожоге щелочью необходимо промыть пораженное место водой и очень слабым раствором кислоты - лимонной или уксусной. Даже незначительное количество едкой щелочи может вызвать обширное поражение кожи и ожог слизистых, поэтому с такими веществами стоит обращаться аккуратно и держать подальше от детей.

Навыки приготовления электролита для АКБ нужны водителям в двух случаях: в первом аккумулятор просто выходит из строя, и вам при минимальных затратах нужно поменять зарядный элемент; во втором, вы заранее покупаете сухозаряженное устройство, требующее дополнительного обслуживания.

Электролиты для разного типа аккумуляторов

Делаем электролит для щелочного аккумулятора

Основным исходным материалом электролита для щелочного аккумулятора является дистиллированная вода, отвечающая ГОСТу 6709-72 . В качестве альтернативы можно использовать обычную питьевую воду. Но она должна немного отстояться.

Внимание! Минеральная вода не подходит, так как содержит множество дополнительных микроэлементов, мешающих процессу накопления достаточного количества электрической энергии.

Для того чтобы приготовить электролит для АКБ также понадобится кали едкое КОН. Подойдёт даже сорт В, но лучше всё-таки А. В таком случае конечное сырье получится на порядок выше качеством.

Ещё одним важным элементом в составе будущего энергетического раствора для АКБ является так называемый Li(ОН)3. Это литий, гидрат окиси технической. Включение в состав данного химического соединения позволяет увеличить срок эксплуатации электролита в три раза. Главное, добавить во время приготовления вещества данный элемент.

Внимание! В среднем никель-кадмиевый аккумулятор может выдержать порядка 1000 циклов зарядки и разрядки.

Чтобы приготовить электролит для АКБ допускается использование щелочей как в жидкой, так и в твёрдой форме. Главное, чтобы они были правильно упакованы. Твёрдые щелочи должны находиться в железных банках, герметично законсервированных.

Жидкая щёлочь должна расфасовываться по стеклянным бутылкам. Пробки должны быть резиновыми. Для обеспечения полной герметичности верх заливается парафином. Подобной меры предосторожности будет более чем достаточно, чтобы приготовить электролит для АКБ.

Герметичная упаковка нужна из-за углекислого газа, который наносит непоправимый вред щелочи, делая её непригодной для дальнейшего использования. Если щёлочь окрасилась в коричневый или жёлтый цвет, приготовить электролит для АКБ не получится.

Чтобы приготовить электролит для АКБ нужно взять железную или чугунную посуду, пластик тоже подойдёт. Предварительно необходимо очистить ёмкость от любого загрязнения. Мало того, на посуде должна быть плотно закрывающаяся крышка.

Важно! Нельзя применять ёмкость, сделанную из цинка, меди, алюминия или свинца. Керамика и стекло также под запретом.

Плотность состава энергетического элемента определяется в первую очередь потребностями АКБ. Обычно нужные параметры указываются в инструкции, идущей к агрегату. В крайнем случае необходимый мануал можно поискать на сайте компании-производителя.

Для того чтобы приготовить раствор нужной консистенции чётко придерживайтесь инструкции, которая состоит из следующих этапов:

1. Отмеряйте нужное количество воды и вылейте её в сосуд.
2. Возьмите стальные щипцы и при их помощи начните опускать в ёмкость куски щелочи. При этом они не должны быть большими. Если щелочь жидкая, аккуратно налейте нужное количество.
3. Чтобы ускорить процесс возьмите пластмассовую мешалку и размешайте раствор.

В процессе работы нужно внимательно следить за плотностью раствора и его температурой. Последний параметр не должен превышать 25 градусов . При необходимости понадобится нагреть или охладить субстанцию.

Важно! При повышении температуры на один градус плотность электролита уменьшается на 0,005 г/см 3.

После того как замес раствора будет осуществлён нужно герметично закрыть посудину и дать настояться шесть часов. В конце часть субстанции станет полностью светлой. Именно её нужно слить и использовать в АКБ.

Если для того чтобы приготовить электролит для АКБ в качестве исходного материала вы использовали калиево-литиевую щелочь — учтите, что её плотность составляет 1,41 г/см3 . В конце работы будет белый осадок, который нужно разбавить водой. Субстанцию необходимо перемешивать до тех пор, пока осадок полностью не растворится.

Очень часто во время приготовления электролита для АКБ образуются излишки. С ними нужно поступать крайне осторожно. Разлейте полученную субстанцию в стеклянные бутылки и закройте их резиновыми пробками. После чего залейте парафином.

На каждую бутылку нужно наклеить бирку, на которой будет написан состав и дата создания. Электролит, который вы приготовили для АКБ, можно использовать в будущем или продать.

Электролит для свинцового АКБ

Чтобы приготовить электролит для свинцового АКБ понадобится чистая серная кислота и вода. В процессе жидкость сильно нагревается, поэтому необходимо соблюдать предельную осторожность.

Важно! Кислота наливается в воду, а не наоборот.

Дело в том, что когда кислота добавляется в жидкость, наблюдается резкое выделение тепла. Из-за этого повышается окружающая температура. Именно поэтому для стабильности процесса нужно поступать с точностью до наоборот. При этом раствор необходимо постоянно помешивать. Постоянное перемешивание позволяет избежать опускания осадка на дно сосуда.

Чтобы приготовить электролит для свинцового АКБ понадобится фарфоровая или стеклянная ёмкость. Если же речь идёт о большом количестве раствора, лучше взять гончарный чан, выложенный изнутри свинцом.

Важно! Ни одним другим материалом нельзя обрабатывать глиняную поверхность сосуда.

Перед тем как заливать приготовленный электролит в АКБ подождите, пока он остынет. В противном случае вы рискуете повредить аккумулятор. Также раствор нужно разбавить перед непосредственной эксплуатацией.

Совет! Очень часто для ускорения процесса остывания применяется струя сжатого воздуха.

Если вы хотите избежать сильного повышения температуры в процессе приготовления электролита для АКБ — используйте лёд. Он должен быть приготовлен исключительно из дистиллированной воды.

Чтобы приготовить электролит для аккумулятора вначале внимательно ознакомьтесь со спецификацией устройства. В инструкции должны быть указаны пропорции воды и кислоты нужные для оптимальной работы.

Плотность

Чтобы приготовить качественный электролит для АКБ у раствора должна быть соответствующая плотность. Это важнейший параметр, от которого зависит срок эксплуатации устройства.

Если плотность слишком высока, то это негативно скажется на сроке службы электролита. Дело в том, что коррозия будет с большой скоростью разъедать положительный электрод.

Ещё один параметр, который нужно учесть при расчёте плотности электролита — температура замерзания. Если плотность составляет 1,28 г/см3, раствор замёрзнет при температуре в -64 градуса. Снижение плотности всего на один грамм снижает температурную планку до 58 градусов по Цельсию.

Есть специальный прибор, который с высокой точностью позволяет измерять плотность приготовленного для АКБ электролита — денсиметр. Перед использованием его нужно тщательно протереть.

Важно! Наконечник денсиметра погружается строго вертикально в жидкость.

Итоги

Как видите, приготовить электролит для АКБ не так-то уж и сложно. Для этого необходим минимум ингредиентов. Причём основой является простая вода. Дополнительными реагентами служат сера и щёлочь.

В химическом анализе часто применяют: 0,1 н. растворы едкого натра или едкого кали; реже - 0,5 н., 0,05 н. и 0,001 н. растворы этих щелочей, а также насыщенные растворы гидроокиси кальция и гидроокиси бария; спиртовый раствор едкого кали; 0,1 н. раствор соды; 0,1 н. раствор щелочной смеси, состоящей из равных объемов 0,1 н. растворов едкого натра и соды; водные растворы аммиака.

Для приготовления небольших количеств точных растворов едких щелочей могут быть использованы фиксаналы. Щелочные фиксаналы пригодны в течение определенного срока (до шести месяцев); очень старые щелочные фиксаналы могут быть неточными из-за загрязнения продуктами выщелачивания стекла. Растворы щелочей, приготовленные из фиксаналов, обычно применяют для проверки концентрации растворов кислот.

Для приготовления больших количеств растворов едкого натра или едкого кали пользуются химически чистыми твердыми щелочами или их концентрированными растворами. Если раствор готовят из твердой щелочи, то удобнее брать гранулированный (чешуйчатый) препарат. Массу навески этого препарата рассчитывают по формуле .

Гранулированный препарат после взвешивания его на техно-химических весах растворяют при охлаждении и постоянном перемешивании в объеме воды, примерно равном объему раствора. Для растворения берут дистиллированную воду, освобожденную от углекислого газа.

Если для приготовления раствора применяется кусковой препарат щелочи, то свеженаколотые куски взвешивают на технических весах, при этом навеска должна быть на 30-50% больше необходимой. Перед растворением навески ее дважды быстро споласкивают дистиллированной водой, чтобы удалить с поверхности кусков карбонат натрия, и немедленно растворяют в небольшом количестве воды, примерно равном по массе начальному количеству щелочи, а затем разбавляют дистиллированной водой до нужного объема.

Для получения рабочих растворов едких щелочей, не содержащих карбонаты, следует применять концентрированные растворы щелочей. Для этого твердую щелочь растворяют в равном по массе количестве воды (кусковой препарат перед этим быстро обмывают дистиллированной водой). Приготовление раствора проводят, пользуясь защитными очками и перчатками. Растворение ведут при постоянном перемешивании и охлаждении в жаростойкой стеклянной или фарфоровой посуде, добавляя щелочь небольшими порциями. Раствор переливают в высокую склянку или цилиндр, закрывают резиновой пробкой и оставляют стоять для отстаивания в течение 1-2 недель. При этом карбонаты выпадают в осадок. После определения плотности раствора по таблицам находят концентрацию раствора щелочи. Объем концентрированного раствора щелочи, необходимый для приготовления рабочего раствора, рассчитывают по формулам .

Для приготовления раствора берут объем воды, равный разности между объемами рабочего и концентрированного растворов.

При приготовлении рабочего раствора отбирают пипеткой прозрачный концентрированный раствор щелочи и разбавляют его дистиллированной водой, свободной от углекислого газа.

Спиртовые растворы щелочей готовят путем растворения при охлаждении навески щелочи в спирте или в водноспиртовой смеси. При анализе применяют раствор едкого кали в 90%-ном (объемн.) спирте. Этот раствор готовят растворением чешуйчатого химически чистого едкого кали в дистиллированной воде и разбавлением полученного раствора до нужного объема 96%-ным спиртом.

Объем 90%-ного спирта будет примерно равен объему раствора. Объем 96%-ного спирта рассчитывают по формуле:

V 96 = 90V / 96,

где V - объем раствора.

Объем дистиллированной воды для предварительного растворения навески щелочи определяют по разности объемов раствора и спирта 96%-ного.

Растворение щелочи и разбавление раствора проводят при охлаждении. Объемную процентную концентрацию спирта предварительно определяют спиртомером.

Если в спирте содержатся примеси, особенно непредельные соединения, то спиртовые растворы щелочей желтеют и темнеют, так как щелочи вызывают их осмоление. Поэтому для приготовления растворов щелочей нужно применять спирт, свободный от примесей, способных к осмолению. Спирт можно освободить от этих примесей, смешивая его с едким кали, из расчета 10 г едкого кали на 1 л спирта. Смесь кипятят 30 мин с обратным холодильником, а затем отгоняют спирт.

Раствор гидроокиси кальция готовят в виде насыщенного раствора (0,04 н.). Для этого в 1 л дистиллированной воды, не содержащей углекислого газа, взбалтывают 20 г гидроокиси кальция и дают раствору отстояться в течение суток. Перед использованием его декантируют через сифон.

Раствор гидроокиси бария часто применяют в виде насыщенного раствора (0,35 н.) и для его приготовления 70 г Ba(OH) 2 8H 2 O взбалтывают в 1 л дистиллированной воды, не содержащей углекислого газа; отстаивают и декантируют прозрачный раствор. Растворы меньшей концентрации получают разбавлением насыщенного раствора.

Растворы аммиака применяют в виде приблизительных растворов, часто 6 н. и 2 н. Их готовят путем разбавления дистиллированной водой концентрированного (25%-ного) раствора аммиака.

Объем концентрированного раствора аммиака рассчитывают по формуле .

Концентрация 25%-ного раствора аммиака Т к = 228 г/л, плотность его d к =0,91 г/см 3 .

Концентрация концентрированного раствора может быть найдена по таблице , исходя из плотности раствора, которую предварительно определяют ареометром.

Раствор щелочной смеси едкого натра и соды готовят путем смешивания равных объемов 0,1 н. раствора едкого натра и 0,1 н. раствора соды. При этом получают 0,1 н. раствор щелочной смеси.

Количество кальцинированной соды, необходимое для приготовления определенного объема 0,1 н. раствора, рассчитывают по формуле:

где V - объем раствора, мл.

Масса едкого натра:

40 0,1 12000 / 1000 = 48 г.

По таблице находим концентрацию концентрированного раствора щелочи Т к =645 г/л.

Объем концентрированного раствора:

40 0,5 500 / 645 = 155 мл.

Пример 3. Определить концентрацию концентрированного раствора едкого натра, если 10 мл этого раствора разбавлены водой в мерной колбе емкостью 500 и 10 мл разбавленного раствора были оттитрованы 20,40 мл 0,1036 н. раствора соляной кислоты.

Концентрация концентрированного раствора:

40 0,1036 20,40 500 / 10 10 = 423 г/л.

Масса навески едкого кали:

56 0,5 2000 / 1000 = 56 г.

Объем 90%-ного спирта равен 2 л.

Объем 96%-ного спирта:

90 2 / 96 = 1,875 = 1875 мл.

Объем воды 2000 - 1875 = 125 мл.

Концентрация концентрированного раствора аммиака (по таблице) Т к = 228 г/л.

Объем 25%-ного раствора аммиака:

17 2 1000 / 228 = 150 мл.

Объем воды 1000 - 150 = 850 мл.

Щелочи относятся к группе химических соединений под названием основания. Основания состоят из гидрокси-группы (ОН) и атома металла (К, Na, Li, Ca, Ba) или катиона аммония вместо него.

Щелочи представляют собой растворимые основания. Их кристаллы при растворении становятся едкими и «мыльными». Исходя из этого, для оказания неотложной помощи при ожогах щелочами используют слабые растворы кислот (преимущественно уксусной и борной). Этот прием получил название реакции нейтрализации, в результате которой образуются соль и вода. А при работе с ними используют защитные очки и резиновые перчатки

Щелочи относят к сильным основаниям – они активно реагируют с другими веществами благодаря легкому отщеплению гидрокси-групп. Как и другие основания, они при нагревании распадаются на воду и оксид, а их растворы изменяют цвет индикаторов.

Щелочи хранят в пластиковой посуде, поскольку они разъедают даже фарфор и стекло. Они сильно впитывают влагу.

Применение щелочи. Каустическая сода (она же гидроксид натрия или едкий натр) обладает моющими способностями, используется в составе многих средств бытовой химии. Больше всего подходит для растворения жиров. Едкий натр также применяют для изготовления целлюлозы в бумажной промышленности, производства масел в нефтепереработке, он выступает в роли катализатора или реагента в химической отрасли. Его применяют в производстве экологически чистого биодизельного топлива. И что совершенно удивительно, эта щелочь используется при изготовлении какао, мороженого, шоколада, хлеба, напитков.

Гашеная известь (гидроксид кальция) нашла широкое применение в строительстве для побелки и штукатурки стен.

Нашатырный спирт (раствор аммиака) обладает сильным запахом. Смягчает при стирке шерсть, удаляет пятна от молока, смолы, жира. Хорошо без разводов отмывает стекло, золото, серебро.

Щелочи используют в рыбоводстве для дезинфекции прудов и в качестве удобрения. Они выступают в качестве электролита для щелочных аккумуляторов.

Щелочи широко используют в медицине как антисептики, прижигающие и раздражающие препараты, поскольку они способны растворять белки. Щелочные минеральные воды благотворно влияют на организм при заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Эти вещества также применяют при лечении подагры (растворяют мочевую кислоту), стоматита, заболеваний дыхательной системы (муколитическое действие), как мочегонное средство, при отравлении кислотами (в данном случае работает та же реакция нейтрализации).

Щелочи участвуют в процессах изготовления мыла, искусственного волокна, каучука, красителей, витаминов, обработки древесины, очистки металлических предметов, а также участвуют в химической и легкой промышленности, сельском хозяйстве (удобрения), металлургии. Щелочи выступают как хладагент в холодильных установках.

Как видно из статьи, щелочи играют огромную роль в жизни человека. Но следует помнить об опасностях, которые подстерегают при работе с ними. Соблюдая технику безопасности, нам удалось сделать их своими помощниками.