Часть II. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Раздел 13. МЕТАЛЛЫ ГЛАВНЫХ ПОДГРУПП

§ 13.3. Едкие щелочи

едкими щелочами называются хорошо растворимые в воде гидроксиды. Важнейшие из них NaOH и КОН.

Гидроксид натрия и гидроксид калия - белые, непрозрачные, твердые кристаллические вещества. В воде хорошо растворяются с выделением большого количества теплоты. В водных растворах практически полностью диссоциируют и являются сильными щелочами. Проявляют все свойства оснований.

Твердые гидроксиды натрия и калия и их водные растворы поглощают оксид углерода(ИV):

NaOH + СO₂ = NaHCO₃;

2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

или в ионной форме:

ВОН^- + СО₂ = HCO^-₃

2OН^- + СO₂ = СO^2-₃ + Н₂О.

В твердом состоянии на воздухе NaOH и КОН поглощают влагу, благодаря чему используются как осушители газов.

В промышленности гидроксид натрия и гидроксид калия получают электролизом концентрированных растворов соответственно NaCl и КСl. При этом одновременно образуются хлор и водород. Катодом является железная сетка, анод - графит.

Схему электролиза (на примере КСl) следует представлять так. КСl полностью диссоциирует на ионы К⁺ и Сl^- . При прохождении электрического тока к катоду подходят ионы К⁺, к аноду - хлорид-ионы Сl^- . Калий в ряду стандартных электродных потенциалов расположен до алюминия, и его ионы восстанавливаются (присоединяют электроны) значительно труднее, чем молекулы воды (см. § 7.7). Ионов же водорода Н в растворе очень мало. Поэтому на катоде разряжаются только молекулы воды с выделением молекулярного водорода:

2Н₂O + 2е^- = Н₂ + 2OН^-.

Хлорид-ионы в концентрированном растворе легче отдают электроны (окисляющиеся), чем молекулы воды, поэтому на аноде разряжаются хлорид-ионы:

2Сl^- - 2е^- = Сl₂.

Общее уравнение электролиза раствора в ионной форме:

или

Аналогично происходит электролиз раствора NaCl (см. § 7.7). Раствор, содержащий NaOH и NaCl, выпаривают, в результате чего выпадает в осадок хлорид натрия (он имеет намного меньшую растворимость и она мало меняется с температурой), который отделяют и используют для дальнейшего электролиза.

Гидроксид натрия добывают в очень больших количествах. Он является одним из важнейших продуктов основной химической промышленности. Применяют его для очистки продуктов нефти - бензина и керосина, для производства мыла, искусственного шелка, бумаги, в текстильной, кожевенной, химической промышленности, а также в быту (каустик, каустическая сода).

Более дорогой продукт - гидроксид калия - применяется реже, чем NaOH.