Սոդայի էլեկտրական հաղորդունակությունը. Ջուր՝ էլեկտրական հաղորդունակություն և ջերմահաղորդականություն: Ջրի էլեկտրական հաղորդունակությունը չափող միավորներ. Ջրի էլեկտրական հաղորդունակության չափում

ՆԱՏՐԻՈՒՄ- (Նատրիում) Նա , քիմիական տարր 1-ին (Իա ) Պարբերական համակարգի խումբ, վերաբերում է ալկալային տարրերին։ Ատոմային թիվ 11, հարաբերական ատոմային զանգված 22,98977։ Բնության մեջ կա մեկ կայուն իզոտոպ 23Նա ... Հայտնի են այս տարրի վեց ռադիոակտիվ իզոտոպներ, որոնցից երկուսը հետաքրքրություն են ներկայացնում գիտության և բժշկության համար: Որպես պոզիտրոնային աղբյուր օգտագործվում է նատրիում-22-ը՝ 2,58 տարի կիսամյակով։ Նատրիում-24-ը (մոտ 15 ժամ կես կյանքով) օգտագործվում է բժշկության մեջ՝ լեյկեմիայի որոշ ձևերի ախտորոշման և բուժման համար։

Օքսիդացման վիճակ +1.

Նատրիումի միացությունները հայտնի են հին ժամանակներից։ Նատրիումի քլորիդը մարդու սննդի հիմնական բաղադրիչն է:

Գ կարդացվում է, որ մարդն այն սկսել է օգտագործել նեոլիթում, այսինքն. մոտ 5-7 հազար տարի առաջ։

Հին Կտակարանում նշվում է որոշակի նյութ, որը կոչվում է «նեթեր»: Այս նյութը օգտագործվել է որպես լվացող միջոց։ Ամենայն հավանականությամբ, նետերը սոդան է, նատրիումի կարբոնատը, որն առաջացել է եգիպտական ​​աղի կրային ափերով լճերում։ Հույն հեղինակներ Արիստոտելը և Դիոսկորիդը հետագայում գրել են նույն նյութի մասին, բայց «նիտրոն» անվան տակ, իսկ հին հռոմեացի պատմաբան Պլինիոս Ավագը, հղում անելով նույն նյութին, այն անվանել է «nitrum»:

18-րդ դարում։ Նատրիումի շատ տարբեր միացություններ արդեն հայտնի էին քիմիկոսներին: Նատրիումի աղերը լայնորեն օգտագործվում էին բժշկության, կաշվի հագնվելու և գործվածքների ներկման մեջ։

Մետաղական նատրիումը առաջին անգամ ստացվել է անգլիացի քիմիկոս և ֆիզիկոս Համֆրի Դեյվիի կողմից հալված նատրիումի հիդրօքսիդի էլեկտրոլիզի միջոցով (օգտագործելով 250 զույգ պղնձի և ցինկի թիթեղներից բաղկացած վոլտային սյունակ): Անուն "

նատրիում «Դեյվիի ընտրությունն այս տարրի համար արտացոլում է դրա ծագումը սոդայից Na 2 CO 3. Տարրի լատիներեն և ռուսերեն անվանումները առաջացել են արաբական նատրուն (բնական սոդա) բառից։Նատրիումի բաշխումը բնության մեջ և դրա արդյունաբերական արդյունահանումը: Նատրիումը յոթերորդ ամենաառատ տարրն է և հինգերորդ մետաղը (ալյումինից, երկաթից, կալցիումից և մագնեզիումից հետո): Նրա պարունակությունը երկրակեղևում կազմում է 2,27%։ Նատրիումի մեծ մասը գտնվում է տարբեր ալյումինոսիլիկատներում։

Նատրիումի աղերի հսկայական պաշարներ՝ համեմատաբար մաքուր տեսքով, գոյություն ունեն բոլոր մայրցամաքներում: Դրանք հին ծովերի գոլորշիացման արդյունք են։ Այս գործընթացը դեռ շարունակվում է Սոլթ Լեյքում, Յուտայում, Մեռյալ ծովում և այլուր: Նատրիումը առաջանում է որպես քլորիդ

NaCl (հալիտ, քարի աղ), ինչպես նաև կարբոնատ Na 2 CO 3 NaHCO 3 2 H 2 O (գահ), նիտրատ NaNO 3 (սելիտր), սուլֆատ Na 2 SO 4 10 H 2 O (միրաբիլիտ), տետրաբորատ Na 2 B 4 O 7 10 H 2 O (բորակ) և Na 2 B 4 O 7 4 H 2 O (կերնիտ) և այլ աղեր։

Նատրիումի քլորիդի անսպառ պաշարները հայտնաբերված են բնական աղաջրերում և օվկիանոսի ջրերում (մոտ 30 կգ մ–3): Ենթադրվում է, որ Համաշխարհային օվկիանոսում նատրիումի քլորիդի պարունակությանը համարժեք ժայռային աղը կզբաղեցնի 19 միլիոն խորանարդ մետր ծավալ: կմ (50%-ով ավելի, քան հյուսիսամերիկյան մայրցամաքի ընդհանուր ծավալը ծովի մակարդակից)։ Այս ծավալի պրիզմա բազային մակերեսով 1 քառ. կմ կարող է Լուսին հասնել 47 անգամ։

Այժմ ծովի ջրից նատրիումի քլորիդի ընդհանուր արտադրությունը հասել է տարեկան 6-7 մլն տոննայի, ինչը կազմում է համաշխարհային արտադրության ընդհանուր ծավալի մոտ մեկ երրորդը։

Կենդանի նյութը պարունակում է միջինը 0,02% նատրիում; կենդանիների մոտ այն ավելի շատ է, քան բույսերում։

Պարզ նյութի բնութագրումը և մետաղական նատրիումի արդյունաբերական արտադրությունը: Նատրիումը արծաթափայլ, սպիտակ մետաղ է, բարակ շերտերով մանուշակագույն երանգով, պլաստիկ, նույնիսկ փափուկ (հեշտությամբ կտրվում է դանակով), նատրիումի թարմ կտրվածքը փայլում է: Նատրիումի էլեկտրական հաղորդունակությունը և ջերմային հաղորդունակությունը բավականին բարձր են, խտությունը 0,96842 գ / սմ 3 է (19,7 ° C-ում), հալման կետը 97,86 ° C է, եռման ջերմաստիճանը ՝ 883,15 ° C:

Եռյակային համաձուլվածքը, որը պարունակում է 12% նատրիում, 47% կալիում և 41% ցեզիում, ունի մետաղական համակարգերի ամենացածր հալման կետը՝ հավասար –78 °C:

Նատրիումը և նրա միացությունները կրակը գունավորում են վառ դեղին գույնով: Նատրիումի սպեկտրի կրկնակի գիծը համապատասխանում է անցումային 3-ին

s 1–3 էջ 1 տարրի ատոմներում:

Նատրիումի ռեակտիվությունը բարձր է։ Օդում այն ​​արագ ծածկվում է պերօքսիդի, հիդրօքսիդի և կարբոնատի խառնուրդի թաղանթով։ Նատրիումը այրվում է թթվածնի, ֆտորի և քլորի մեջ: Երբ մետաղը այրվում է օդում, առաջանում է պերօքսիդ

Na 2 O 2 (օքսիդի խառնուրդով Na 2 O ).

Նատրիումը արձագանքում է ծծմբի հետ արդեն շաղախի մեջ քսելիս և ծծմբաթթուն վերածում է ծծմբի կամ նույնիսկ սուլֆիդի: Պինդ ածխածնի երկօքսիդը («չոր սառույց») պայթում է նատրիումի հետ շփման ժամանակ (ածխածնի երկօքսիդի կրակմարիչները չեն կարող օգտագործվել այրվող նատրիումը մարելու համար): Ազոտի դեպքում ռեակցիան տեղի է ունենում միայն էլեկտրական լիցքաթափման ժամանակ։ Նատրիումը չի փոխազդում միայն իներտ գազերի հետ։

Նատրիումը ակտիվորեն արձագանքում է ջրի հետ.

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

Ռեակցիայի ընթացքում առաջացած ջերմությունը բավարար է մետաղը հալեցնելու համար։ Հետևաբար, եթե նատրիումի փոքր կտորը նետվում է ջրի մեջ, այն հալչում է ռեակցիայի ջերմային ազդեցության հետևանքով, և մետաղի մի կաթիլ, որն ավելի թեթև է, քան ջուրը, «վազում» է ջրի մակերևույթի երկայնքով՝ շարժվող ռեակտիվ ուժով։ արձակված ջրածնի. Նատրիումը շատ ավելի հանգիստ է փոխազդում սպիրտների հետ, քան ջրի հետ.

Na + 2 C 2 H 5 OH = 2 C 2 H 5 ONa + H 2

Նատրիումը հեշտությամբ լուծվում է հեղուկ ամոնիակի մեջ՝ ձևավորելով անսովոր հատկություններով վառ կապույտ մետակայուն լուծույթներ: –33,8 ° C-ում 1000 գ ամոնիակում լուծվում է մինչև 246 գ մետաղական նատրիում: Նոսրացված լուծույթները կապույտ են, խտացված լուծույթները՝ բրոնզե։ Նրանք կարող են պահվել մոտ մեկ շաբաթ: Պարզվել է, որ նատրիումը իոնացվում է հեղուկ ամոնիակում.

Na Na + + e –

Այս ռեակցիայի հավասարակշռության հաստատունը 9,9 · 10 –3 է: Դուրս եկող էլեկտրոնը լուծվում է ամոնիակի մոլեկուլներով և կազմում բարդ [

e (NH 3) n ] -. Ստացված լուծույթներն ունեն մետաղական էլեկտրական հաղորդունակություն։ Երբ ամոնիակը գոլորշիանում է, սկզբնական մետաղը մնում է: Լուծույթի երկարատև պահպանման դեպքում այն ​​աստիճանաբար գունաթափվում է ամոնիակի հետ մետաղի ռեակցիայի պատճառով՝ ամիդի ձևավորմամբ։ NaNH 2 կամ իմիդ Na 2 NH և ջրածնի էվոլյուցիան:

Նատրիումը պահվում է ջրազրկված հեղուկի (կերոսին, հանքային յուղ) շերտի տակ, տեղափոխվում է միայն կնքված մետաղական անոթներով։

Նատրիումի արդյունաբերական արտադրության էլեկտրոլիտիկ մեթոդը մշակվել է 1890 թվականին: Հալած նատրիումի հիդրօքսիդը ենթարկվել է էլեկտրոլիզի, ինչպես Դեյվիի փորձերում, բայց օգտագործելով ավելի առաջադեմ էներգիայի աղբյուրներ, քան վոլտ բևեռը: Այս գործընթացում նատրիումի հետ մեկտեղ թթվածինը թողարկվում է.

կաթոդ (երկաթ):

Na + + e - = Na

անոդ (նիկել): 4

OH - - 4 e - = O 2 + 2 H 2 O .

Մաքուր նատրիումի քլորիդի էլեկտրոլիզում լուրջ խնդիրներ են առաջանում՝ կապված, առաջին հերթին, նատրիումի քլորիդի մոտ հալման կետերի և նատրիումի եռման կետի և, երկրորդ, նատրիումի բարձր լուծելիության հետ հեղուկ նատրիումի քլորիդում: Կալիումի քլորիդի, նատրիումի ֆտորիդի, կալցիումի քլորիդի ավելացումը նատրիումի քլորիդին հնարավորություն է տալիս նվազեցնել հալման ջերմաստիճանը մինչև 600 ° C: Նատրիումի արտադրությունը հալված էվեկտիկական խառնուրդի էլեկտրոլիզի միջոցով (երկու նյութերի խառնուրդ՝ ամենացածր հալման կետով) 40%:

NaCl և 60% CaCl 2 ~ 580 ° C ջերմաստիճանում ամերիկացի ինժեներ Հ. Դաունսի կողմից մշակված խցում արձակվել է 1921 թվականին DuPont-ի կողմից Նիագարայի ջրվեժի մոտ գտնվող էլեկտրակայանի մոտ:

Էլեկտրոդների վրա տեղի են ունենում հետևյալ գործընթացները.

կաթոդ (երկաթ):

Na + + e - = Na Ca 2+ + 2 e - = Ca

անոդ (գրաֆիտ)՝ 2

Cl - - 2 e - = Cl 2 .

Մետաղական նատրիումը և կալցիումը ձևավորվում են գլանաձև պողպատե կաթոդի վրա և բարձրացվում են սառեցված խողովակով, որի մեջ կալցիումը պնդանում է և նորից ընկնում հալվածի մեջ: Կենտրոնական գրաֆիտի անոդում առաջացած քլորը հավաքվում է նիկելային գմբեթի տակ և այնուհետև մաքրվում:

Այժմ նատրիումի մետաղի արտադրության ծավալը կազմում է տարեկան մի քանի հազար տոննա։

Մետաղական նատրիումի արդյունաբերական օգտագործումը պայմանավորված է նրա ուժեղ վերականգնող հատկություններով: Երկար ժամանակ արտադրված մետաղի մեծ մասն օգտագործվում էր տետրաէթիլ կապար ստանալու համար

PbEt 4 և տետրամեթիլ կապար PbMe 4 (բենզինի հակահարվածային նյութեր) բարձր ճնշման տակ նատրիումի և կապարի համաձուլվածքի հետ ալկիլ քլորիդների հակազդեցությամբ: Այժմ այդ արտադրությունը արագորեն նվազում է շրջակա միջավայրի աղտոտվածության պատճառով։

Կիրառման մեկ այլ ուղղություն է տիտանի, ցիրկոնիումի և այլ մետաղների արտադրությունը՝ դրանց քլորիդների կրճատման միջոցով: Նատրիումի ավելի փոքր քանակություններն օգտագործվում են այնպիսի միացություններ ստանալու համար, ինչպիսիք են հիդրիդը, պերօքսիդը և ալկոհոլատները:

Ցրված նատրիումը արժեքավոր կատալիզատոր է կաուչուկի և էլաստոմերների արտադրության մեջ:

Հալած նատրիումի օգտագործումը որպես ջերմափոխանակման հեղուկ արագ միջուկային ռեակտորներում աճում է։ Նատրիումի ցածր հալման կետը, ցածր մածուցիկությունը, փոքր նեյտրոնների կլանման խաչմերուկը, զուգորդված չափազանց բարձր ջերմային հզորությամբ և ջերմահաղորդականությամբ, դարձնում են այն (և դրա համաձուլվածքները կալիումի հետ) անփոխարինելի նյութ այդ նպատակների համար:

Նատրիումը հուսալիորեն հեռացնում է ջրի հետքերը տրանսֆորմատորային յուղերից, եթերներից և այլ օրգանական նյութերից, և նատրիումի ամալգամի օգնությամբ դուք կարող եք արագ որոշել շատ միացությունների խոնավության պարունակությունը:

Նատրիումի միացություններ. Նատրիումը կազմում է միացությունների ամբողջական հավաքածու բոլոր սովորական անիոնների հետ: Ենթադրվում է, որ նման միացություններում առկա է լիցքի գրեթե ամբողջական տարանջատում բյուրեղային ցանցի կատիոնային և անիոնային մասերի միջև։

Նատրիումի օքսիդ

Na 2 O սինթեզվում է ռեակցիայի միջոցով Na 2 O 2, NaOH , և առավել նախընտրելի NaNO 2, նատրիումի մետաղով.Na 2 O 2 + 2Na = 2Na 2 O

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

2 NaNO 2 + 6 Na = 4 Na 2 O + N 2

Վերջին ռեակցիայում նատրիումը կարող է փոխարինվել նատրիումի ազիդով

NaN 3: NaN 3 + NaNO 2 = 3 Na 2 O + 8 N 2

Նատրիումի օքսիդը լավագույնս պահպանվում է անջուր բենզինի մեջ: Այն ծառայում է որպես ռեագենտ տարբեր սինթեզների համար։

Նատրիումի պերօքսիդ

Na 2 O 2-ը գունատ դեղին փոշու տեսքով առաջանում է նատրիումի օքսիդացումից։ Այս դեպքում չոր թթվածնի (օդի) սահմանափակ մատակարարման պայմաններում նախ ձևավորվում է օքսիդ. Na 2 O որն այնուհետև վերածվում է պերօքսիդի Na 2 O 2. Թթվածնի բացակայության դեպքում նատրիումի պերօքսիդը ջերմային կայուն է մինչև ~ 675 °Գ .

Նատրիումի պերօքսիդը լայնորեն օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ որպես սպիտակեցնող նյութ մանրաթելերի, թղթի միջուկի, բուրդի և այլնի համար։ Այն ուժեղ օքսիդացնող նյութ է. պայթում է ալյումինի փոշու կամ ածուխի խառնուրդի մեջ, արձագանքում է ծծմբի հետ (տաքանալիս), այրում է բազմաթիվ օրգանական հեղուկներ։ Նատրիումի պերօքսիդը փոխազդում է ածխածնի երկօքսիդի հետ՝ առաջացնելով կարբոնատ։ Նատրիումի պերօքսիդի և ածխածնի երկօքսիդի արձագանքում թթվածին է ազատվում.

Na 2 O 2 + 2 CO 2 = 2 Na 2 CO 3 + O 2

Այս ռեակցիան կարևոր գործնական կիրառություն ունի ջրասուզակների և հրշեջների համար շնչառական ապարատներում:

Նատրիումի սուպերօքսիդ

NaO 2 ստացվում է դանդաղ տաքացնելով նատրիումի պերօքսիդը 200–450 ° C ջերմաստիճանում 10–15 ՄՊա թթվածնի ճնշման տակ։ Կրթության ապացույց NaO 2-ն առաջին անգամ ստացվել են թթվածնի ռեակցիայի մեջ հեղուկ ամոնիակում լուծված նատրիումի հետ։

Ջրի ազդեցությունը նատրիումի սուպերօքսիդի վրա հանգեցնում է թթվածնի արտազատմանը նույնիսկ ցրտին.

NaO 2 + H 2 O = NaOH + NaHO 2 + O 2

Ջերմաստիճանի բարձրացմանը զուգընթաց ավելանում է թողարկված թթվածնի քանակը, քանի որ արդյունքում ստացված նատրիումի հիդրոպերօքսիդը քայքայվում է.

NaO 2 + 2 H 2 O = 4 NaOH + 3 O 2

Նատրիումի սուպերօքսիդը ներքին օդի վերականգնման համակարգերի բաղադրիչն է:

Նատրիումի օզոնիդ

Նա О 3-ն առաջանում է ցածր ջերմաստիճանում անջուր նատրիումի հիդրօքսիդի փոշու վրա օզոնի ազդեցությամբ, որին հաջորդում է կարմիրի արդյունահանումըՆա Մոտ 3 հեղուկ ամոնիակ:

Նատրիումի հիդրօքսիդ

NaOH հաճախ կոչվում է կաուստիկ սոդա կամ կաուստիկ սոդա: Այն ամուր հիմք է և դասակարգվում է որպես տիպիկ ալկալի: Նատրիումի հիդրօքսիդի ջրային լուծույթներից ստացվել են բազմաթիվ հիդրատներ NaOH nH 2 O, որտեղ n = 1, 2, 2.5, 3.5, 4, 5.25 և 7:

Նատրիումի հիդրօքսիդը շատ քայքայիչ է: Այն ոչնչացնում է ապակին և ճենապակը՝ փոխազդելով դրանցում պարունակվող սիլիցիումի երկօքսիդի հետ.

NaOH + SiO 2 = Na 2 SiO 3 + H 2 O

«Կուստիկ սոդա» անվանումը արտացոլում է նատրիումի հիդրօքսիդի քայքայիչ ազդեցությունը կենդանի հյուսվածքի վրա։ Հատկապես վտանգավոր է այս նյութի աչքերում հայտնվելը։

Օռլեանի դուքս Նիկոլա Լեբլանի բժիշկը (

Լեբլան Նիկոլաս ) (1742-1806) 1787 թվականին մշակել է նատրիումի հիդրօքսիդ ստանալու հարմար գործընթաց. NaCl (արտոնագիր 1791)։ Այս առաջին լայնածավալ արդյունաբերական քիմիական գործընթացը 19-րդ դարում Եվրոպայում խոշոր տեխնոլոգիական առաջընթաց էր: Հետագայում Leblanc գործընթացը փոխարինվեց էլեկտրոլիտիկ գործընթացով: 1874 թվականին նատրիումի հիդրօքսիդի համաշխարհային արտադրությունը կազմել է 525 հազար տոննա, որից 495 հազար տոննան ստացվել է Լեբլան մեթոդով; 1902 թվականին նատրիումի հիդրօքսիդի արտադրությունը հասել էր 1800 հազար տոննայի, սակայն Լեբլան մեթոդով ստացվել է ընդամենը 150 հազար տոննա։

Նատրիումի հիդրօքսիդն այսօր արդյունաբերության մեջ ամենակարևոր ալկալին է: Միայն ԱՄՆ-ում տարեկան արտադրությունը գերազանցում է 10 մլն տոննան, այն ստացվում է հսկայական քանակությամբ աղաջրերի էլեկտրոլիզով։ Նատրիումի քլորիդի լուծույթի էլեկտրոլիզի ընթացքում ձևավորվում է նատրիումի հիդրօքսիդ և քլորի արտազատում.

կաթոդ (երկաթ) 2

H 2 O + 2 e - = H 2 + 2 OH –

անոդ (գրաֆիտ) 2

Cl - - 2 e - = Cl 2

Էլեկտրոլիզը ուղեկցվում է հսկայական գոլորշիների մեջ ալկալիների խտացմամբ։ Աշխարհում ամենամեծը (գործարանում

PPG Inductries «Լեյք Չարլզ ) ունի 41 մ բարձրություն և 12 մ տրամագիծ։ Նատրիումի հիդրօքսիդի մոտ կեսն օգտագործվում է անմիջապես քիմիական արդյունաբերության մեջ՝ տարբեր օրգանական և անօրգանական նյութեր ստանալու համար՝ ֆենոլ, ռեզորցինոլ,բ -նաֆթոլ, նատրիումի աղեր (հիպոքլորիտ, ֆոսֆատ, սուլֆիդ, ալյումինատներ): Բացի այդ, նատրիումի հիդրօքսիդն օգտագործվում է թղթի և միջուկի, օճառի և լվացող միջոցների, յուղերի, տեքստիլի արտադրության մեջ: Պահանջվում է նաև բոքսիտների մշակման ժամանակ։ Նատրիումի հիդրօքսիդի կիրառման կարևոր ոլորտը թթուների չեզոքացումն է։

Նատրիումի քլորիդ

NaCl հայտնի է կերակրի աղ, ռոք աղ անուններով։ Այն ձևավորում է անգույն, մի փոքր հիգրոսկոպիկ, խորանարդ բյուրեղներ։ Նատրիումի քլորիդը հալեցնում է 801°C, եռում է 1413°C: Ջրում դրա լուծելիությունը քիչ է կախված ջերմաստիճանից. 35,87 գ լուծվում է 100 գ ջրի մեջ 20°C ջերմաստիճանում: NaCl , իսկ 80 ° C - 38,12 գ:

Նատրիումի քլորիդը սննդի անհրաժեշտ և անփոխարինելի համեմունք է։ Հեռավոր անցյալում աղը գինով նույնացնում էին ոսկու հետ։ Հին Հռոմում լեգեոներներին հաճախ աշխատավարձ էին տալիս ոչ թե փողով, այլ աղով, որտեղից էլ առաջացել է զինվոր բառը։

Կիևյան Ռուսիայում նրանք օգտագործում էին աղ Կարպատյան տարածաշրջանից, աղի լճերից և Սև և Ազովի ծովերի գետաբերաններից: Այն այնքան թանկ էր, որ հանդիսավոր խնջույքների ժամանակ այն մատուցում էին ազնվական հյուրերի սեղաններին, իսկ մյուսները «դժբախտաբար» ցրվում էին։

Աստրախանի երկրամասը Մոսկվայի պետությանը միացնելուց հետո Կասպից ծովի լճերը դարձան աղի կարևոր աղբյուր, և դա դեռ բավարար չէր, թանկ արժեր, հետևաբար դժգոհություն առաջացավ բնակչության ամենաաղքատ խավերի շրջանում, որը վերածվեց հայտնի ապստամբության: որպես աղի խռովություն (1648)

1711 թվականին Պետրոս I-ը հրամանագիր արձակեց աղի մենաշնորհի ներդրման մասին։ Աղի առևտուրը դարձել է պետության բացառիկ իրավունքը. Աղի մենաշնորհը գոյություն է ունեցել ավելի քան 150 տարի և վերացվել է 1862 թվականին։

Այսօր նատրիումի քլորիդը էժան ապրանք է։ Ածխի, կրաքարի և ծծմբի հետ այն ներառված է այսպես կոչված «մեծ քառյակի» հանքային հումքի մեջ, որն ամենաէականն է քիմիական արդյունաբերության համար։

Նատրիումի քլորիդի մեծ մասն արտադրվում է Եվրոպայում (39%), Հյուսիսային Ամերիկայում (34%) և Ասիայում (20%), մինչդեռ Հարավային Ամերիկան ​​և Օվկիանիան կազմում են միայն 3%, իսկ Աֆրիկայում՝ 1%։ Քարի աղը ստեղծում է ընդարձակ ստորգետնյա հանքավայրեր (հաճախ հարյուրավոր մետր հաստությամբ), որոնք պարունակում են ավելի քան 90%

NaCl ... Չեշիրի աղի տիպիկ հանքավայրը (Մեծ Բրիտանիայում նատրիումի քլորիդի հիմնական աղբյուրը) զբաղեցնում է 60 տարածք:ґ 24 կմ և ունի մոտ 400 մ աղի շերտի հաստություն, միայն այս դաշտը գնահատվում է ավելի քան 10 11 տոննա։

Աղի արտադրության համաշխարհային ծավալը մինչև 21-րդ դարի սկիզբը. հասել է 200 մլն տոննայի, որից 60%-ը սպառվում է քիմիական արդյունաբերության կողմից (քլորի և նատրիումի հիդրօքսիդի, ինչպես նաև թղթի զանգվածի, տեքստիլի, մետաղների, կաուչուկների և յուղերի արտադրության համար), 30%-ը՝ սննդամթերք, 10%-ը՝ այլ գործունեության ոլորտները։ Նատրիումի քլորիդն օգտագործվում է, օրինակ, որպես էժան սառցակալման միջոց։

Նատրիումի կարբոնատ

Na 2 CO 3-ը հաճախ կոչվում է սոդա կամ պարզապես սոդա: Այն բնականորեն հանդիպում է աղացած աղի, լճերում աղի և նատրոնի հանքանյութերի տեսքով: Na 2 CO 3 10 H 2 O, թերմոսատրիտ Na 2 CO 3 H 2 O, գահեր Na 2 CO 3 NaHCO 3 2 H 2 O ... Նատրիումը ձևավորում է մի շարք այլ հիդրացված կարբոնատներ, բիկարբոնատներ, խառը և կրկնակի կարբոնատներ, օրինակ. Na 2 CO 3 7 H 2 O, Na 2 CO 3 3 3 NaHCO 3, aKCO 3 nH 2 O, K 2 CO 3 NaHCO 3 2 H 2 O .

Արդյունաբերությունում ստացված ալկալային տարրերի աղերից ամենամեծ նշանակությունն ունի նատրիումի կարբոնատը։ Առավել հաճախ դրա արտադրության համար օգտագործվում է բելգիացի քիմիկոս-տեխնոլոգ Էռնստ Սոլվեի կողմից 1863 թվականին մշակված մեթոդը։

Նատրիումի քլորիդի և ամոնիակի խտացված ջրային լուծույթը ցածր ճնշման տակ հագեցած է ածխածնի երկօքսիդով: Այս դեպքում ձևավորվում է համեմատաբար վատ լուծվող նատրիումի բիկարբոնատի նստվածք (լուծվող

NaHCO 3-ը 9,6 գ է 100 գ ջրի դիմաց 20 ° C ջերմաստիճանում):NaCl + NH 3 + H 2 O + CO 2 = NaHCO 3Ї + NH 4 Cl Սոդա ստանալու համար նատրիումի բիկարբոնատը կալցինացվում է. NaHCO 3 = Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

Արտանետվող ածխաթթու գազը վերադարձվում է առաջին գործընթացին։ Ածխածնի երկօքսիդի լրացուցիչ քանակությունը ստացվում է կալցիումի կարբոնատի (կրաքար) կալցինացման միջոցով.

CaCO 3 = CaO + CO 2

Այս ռեակցիայի երկրորդ արտադրանքը՝ կալցիումի օքսիդը (կրաքարը), օգտագործվում է ամոնիումի քլորիդից ամոնիակը վերականգնելու համար.

CaO + 2 NH 4 Cl = CaCl 2 + 2 NH 3 + H 2 O

Այսպիսով, Solvay սոդայի արտադրության միակ կողմնակի արտադրանքը կալցիումի քլորիդն է:

Գործընթացի ընդհանուր հավասարումը.

NaCl + CaCO 3 = Na 2 CO 3 + CaCl 2

Ակնհայտ է, որ նորմալ պայմաններում հակադարձ ռեակցիան տեղի է ունենում ջրային լուծույթում, քանի որ այս համակարգում հավասարակշռությունը ամբողջությամբ տեղափոխվում է աջից ձախ՝ կալցիումի կարբոնատի անլուծելիության պատճառով:

Բնական հումքից ստացված սոդայի մոխիրը (բնական սոդայի մոխիր) ավելի լավ որակ ունի ամոնիակի մեթոդով ստացված սոդայի մոխրի համեմատ (քլորիդի պարունակությունը 0,2%-ից պակաս): Բացի այդ, կոնկրետ կապիտալ ներդրումները և բնական հումքից սոդայի արժեքը 40–45%-ով ցածր են սինթետիկ եղանակով ստացվածներից։ Աշխարհում սոդայի արտադրության մոտ մեկ երրորդն այժմ բաժին է ընկնում բնական հանքավայրերին:

Համաշխարհային արտադրություն

Na 2 CO 3-ը 1999 թվականին բաշխվել է հետևյալ կերպ.

Ընդամենը
Հյուսիսային. Ամերիկա
Ասիա / Օվկիանիա
Զապ. Եվրոպա
Արևելք Եվրոպա
Աֆրիկա
լատ. Ամերիկա

Բնական սոդայի մոխրի աշխարհի ամենամեծ արտադրողը ԱՄՆ-ն է, որտեղ կենտրոնացած են սոդայի լճերի տրոնայի և աղի ամենամեծ հետազոտված պաշարները։ Վայոմինգի հանքավայրը կազմում է 3 մ հաստությամբ շերտ և 2300 կմ 2 տարածք։ Նրա պաշարները գերազանցում են 10 10 տոննան, ԱՄՆ-ում սոդայի արդյունաբերությունը կենտրոնացած է բնական հումքի վրա. Սոդայի մոխրի վերջին գործարանը փակվել է 1985 թվականին: ԱՄՆ-ում սոդայի մոխրի արտադրությունը վերջին տարիներին կայունացել է 10,3-10,7 մլն տոննա մակարդակում:

Ի տարբերություն Միացյալ Նահանգների, աշխարհի երկրների մեծ մասը գրեթե ամբողջությամբ կախված է սինթետիկ սոդայի մոխրի արտադրությունից: Չինաստանը երկրորդն է սոդայի մոխրի արտադրությամբ ԱՄՆ-ից հետո։ Այս քիմիական նյութի արտադրությունը ՉԺՀ-ում 1999 թվականին հասել է մոտ 7,2 մլն տոննայի, Ռուսաստանում սոդայի արտադրությունը նույն թվականին կազմել է մոտ 1,9 մլն տոննա։

Շատ դեպքերում նատրիումի կարբոնատը փոխարինելի է նատրիումի հիդրօքսիդի հետ (օրինակ՝ թղթի միջուկ, օճառ, մաքրող նյութեր պատրաստելիս): Նատրիումի կարբոնատի մոտ կեսն օգտագործվում է ապակու արդյունաբերության մեջ։ Կիրառման աճող ոլորտներից մեկը էլեկտրակայաններից և հզոր վառարաններից գազերի արտանետումներից ծծմբի աղտոտիչների հեռացումն է: Նատրիումի կարբոնատի փոշին ավելացվում է վառելիքին, որը փոխազդում է ծծմբի երկօքսիդի հետ՝ ձևավորելով պինդ արտադրանք, մասնավորապես նատրիումի սուլֆիտը, որը կարող է զտվել կամ նստել:

Նախկինում նատրիումի կարբոնատը լայնորեն օգտագործվում էր որպես «լվացքի սոդա», սակայն կիրառման այս ոլորտն այժմ անհետացել է տանը այլ լվացող միջոցների օգտագործման պատճառով:

Նատրիումի բիկարբոնատ

NaHCO 3 (խմորի սոդա), հիմնականում օգտագործվում է որպես ածխաթթու գազի աղբյուր հաց թխելու, հրուշակեղենի պատրաստման, գազավորված ըմպելիքների և արհեստական ​​հանքային ջրերի արտադրության մեջ, որպես հրդեհաշիջման կոմպոզիցիաների բաղադրիչ և որպես դեղամիջոց։ Դա պայմանավորված է 50-100-ում դրա տարրալուծման հեշտությամբ° ՀԵՏ.

Նատրիումի սուլֆատ

Na 2 SO 4-ը բնության մեջ հանդիպում է անջուր (տենարդիտ) և դեկահիդրատի (միրաբիլիտ, Գլաուբերի աղ) ձևով։ Մտնում է աստրախոնիտի կազմի մեջ Na 2 Mg (SO 4) 2 4 H 2 O, վանտոֆիտ Na 2 Mg (SO 4) 2, գլաուբերիտ Na 2 Ca (SO 4) 2. Նատրիումի սուլֆատի ամենամեծ պաշարները գտնվում են ԱՊՀ երկրներում, ինչպես նաև ԱՄՆ-ում, Չիլիում, Իսպանիայում։ Միրաբիլիտը, որը մեկուսացված է բնական հանքավայրերից կամ աղի լճերից աղաջրերից, ջրազրկվում է 100°C ջերմաստիճանում: Նատրիումի սուլֆատը նաև ծծմբաթթվի օգտագործմամբ ջրածնի քլորիդի արտադրության կողմնակի արտադրանք է, ինչպես նաև հարյուրավոր արդյունաբերական արդյունաբերության վերջնական արտադրանք, որոնք օգտագործում են: ծծմբաթթվի չեզոքացում նատրիումի հիդրօքսիդով.

Նատրիումի սուլֆատի արտադրության վերաբերյալ տվյալներ չեն հրապարակվում, սակայն հաշվարկվում է, որ բնական հումքի համաշխարհային արտադրությունը կազմում է տարեկան մոտ 4 մլն տոննա։ Նատրիումի սուլֆատի արդյունահանումը որպես կողմնակի արտադրանք ամբողջ աշխարհում գնահատվում է 1,5–2,0 մլն տոննա։

Երկար ժամանակ նատրիումի սուլֆատը քիչ էր օգտագործվում: Այժմ այս նյութը թղթի արդյունաբերության հիմքն է, քանի որ

Na 2 SO 4-ը կրաֆտ pulping-ի հիմնական ռեագենտն է շագանակագույն փաթաթման թուղթ և ծալքավոր տախտակ պատրաստելու համար: Փայտի բեկորները կամ թեփը մշակվում են տաք ալկալային նատրիումի սուլֆատի լուծույթում: Այն լուծարում է լիգնինը (փայտի մեջ մանրաթել կապող բաղադրիչը) և ազատում ցելյուլոզային մանրաթելեր, որոնք այնուհետև ուղարկվում են թղթի արտադրության մեքենաներ։ Մնացած լուծույթը գոլորշիացվում է մինչև այրվելու հատկություն ունենալը՝ բույսին գոլորշի տալով, գոլորշիացման համար՝ ջերմություն։ Հալած նատրիումի սուլֆատը և նատրիումի հիդրօքսիդը կրակակայուն են և կարող են կրկին օգտագործվել:

Նատրիումի սուլֆատի ավելի փոքր մասն օգտագործվում է ապակու և լվացող միջոցների արտադրության մեջ: Խոնավեցված ձև

Na 2 SO 4 10 H 2 O (Գլաուբերի աղը) լուծողական է։ Այն այժմ ավելի քիչ է օգտագործվում, քան նախկինում։

Նատրիումի նիտրատ

NaNO 3-ը կոչվում է նատրիումի կամ չիլիական նիտրատ: Չիլիում հայտնաբերված նատրիումի նիտրատի մեծ հանքավայրերը, ըստ երևույթին, առաջացել են օրգանական բեկորների կենսաքիմիական տարրալուծման արդյունքում: Սկզբում արձակված ամոնիակը հավանաբար օքսիդացվել է ազոտային և ազոտական ​​թթուների, որոնք այնուհետև արձագանքել են լուծված նատրիումի քլորիդին։

Նատրիումի նիտրատը ստացվում է ազոտային գազերի կլանմամբ (ազոտի օքսիդների խառնուրդ) նատրիումի կարբոնատի կամ հիդրօքսիդի լուծույթով կամ կալցիումի նիտրատի փոխազդեցությամբ նատրիումի սուլֆատի հետ։

Նատրիումի նիտրատն օգտագործվում է որպես պարարտանյութ։ Հեղուկ աղի սառնագենտների, մետաղամշակման արդյունաբերության մեջ հանգցնող վաննաների, ջերմապահպանման միացությունների բաղադրիչ է։ Եռակի խառնուրդ 40%

NaNO 2, 7% NaNO 3 և 53% KNO 3-ը կարող է օգտագործվել հալման կետից (142°C) մինչև ~600°C: Նատրիումի նիտրատն օգտագործվում է որպես օքսիդացնող նյութ պայթուցիկ նյութերի, հրթիռային վառելիքի և պիրոտեխնիկական բաղադրության մեջ: Այն օգտագործվում է ապակու և նատրիումի աղերի, այդ թվում՝ նիտրիտների, սննդի կոնսերվանտների արտադրության մեջ։

Նատրիումի նիտրիտ

NaNO 2 կարելի է ձեռք բերել նատրիումի նիտրատի ջերմային տարրալուծման կամ դրա նվազեցման միջոցով. NaNO 3 + Pb = NaNO 2 + PbO

Նատրիումի նիտրիտի արդյունաբերական արտադրության համար ազոտի օքսիդները ներծծվում են նատրիումի կարբոնատի ջրային լուծույթով։

Նատրիումի նիտրիտ

NaNO 2, բացի նիտրատների հետ որպես ջերմահաղորդիչ հալվածքներ օգտագործելուց, լայնորեն օգտագործվում է ազո ներկերի արտադրության մեջ՝ կոռոզիան զսպելու և միսը պահպանելու համար։

Հելենա

Սավինկինա ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ Քիմիական տարրերի հանրաճանաչ գրադարան. Մ., Գիտություն, 1977
Գրինվուդ Ն.Ն., Էռնշո Ա. Տարրերի քիմիա, Օքսֆորդ: Բաթերվորթ, 1997 թ

Ջուրը եզակի նյութ է՝ բարդ մոլեկուլային կառուցվածքով, որը դեռ ամբողջությամբ ուսումնասիրված չէ։ Անկախ ագրեգացման վիճակից՝ H2O մոլեկուլները սերտորեն կապված են միմյանց հետ, ինչը որոշում է ջրի և դրա լուծույթների բազմաթիվ ֆիզիկական հատկություններ։ Եկեք պարզենք, թե արդյոք սովորական ջուրն ունի ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակություն:

H2O-ի հիմնական ֆիզիկական հատկություններն են.

• խտություն;
• թափանցիկություն;
• Գույն;
• հոտ;
• համը;
• ջերմաստիճանը;
• սեղմելիություն;
• ռադիոակտիվություն;
• ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակություն:

Ջրի ջերմահաղորդականության և էլեկտրական հաղորդունակության վերջին բնութագրերը շատ անկայուն են և կախված են բազմաթիվ գործոններից։ Դիտարկենք դրանք ավելի մանրամասն:

Էլեկտրական հաղորդունակություն

Էլեկտրական հոսանքը բացասական լիցքավորված մասնիկների՝ էլեկտրոնների միակողմանի շարժում է։ Որոշ նյութեր կարող են կրել այդ մասնիկները, իսկ որոշները՝ ոչ: Այս ունակությունն արտահայտվում է թվային տեսքով և ներկայացնում է էլեկտրական հաղորդունակության արժեքը։

Դեռևս բանավեճ կա այն մասին, թե արդյոք մաքուր ջուրը էլեկտրահաղորդիչ է, այն կարող է հոսանք անցկացնել, բայց շատ վատ: Թորվածքի էլեկտրական հաղորդունակությունը բացատրվում է նրանով, որ H2O մոլեկուլները մասամբ քայքայվում են H + և OH- իոնների։ Էլեկտրական մասնիկները շարժվում են դրական լիցքավորված ջրածնի իոններով, որոնք ունակ են շարժվել ջրի սյունով։

Ինչն է որոշում հեղուկի էլեկտրական հաղորդունակությունը

H2O-ի հաղորդունակությունը կախված է այնպիսի գործոններից, ինչպիսիք են.

• իոնային կեղտերի առկայությունը և կոնցենտրացիան (հանքայինացում);
• իոնների բնույթը;
• հեղուկի ջերմաստիճանը;
• ջրի մածուցիկությունը.

Առաջին երկու գործոնները որոշիչ են. Ուստի, հաշվարկելով հեղուկի էլեկտրական հաղորդունակության արժեքը՝ կարող ենք դատել դրա հանքայնացման աստիճանը։

Մաքուր ջուր բնության մեջ գոյություն չունի։ Նույնիսկ աղբյուրի ջուրը աղերի, մետաղների և էլեկտրոլիտային այլ կեղտերի մի տեսակ լուծույթ է։ Սրանք հիմնականում Na +, K +, Ca2 +, Cl-, SO4 2-, HCO3 - իոններ են: Նաև այն կարող է պարունակել թույլ էլեկտրոլիտներ, որոնք ի վիճակի չեն մեծապես փոխել հոսանքի անցկացման հատկությունը: Դրանք ներառում են Fe3 +, Fe2 +, Mn2 +, Al3 +, NO3 -, HPO4 - և այլն: Նրանք կարող են ուժեղ ազդեցություն ունենալ էլեկտրական հաղորդունակության վրա միայն բարձր կոնցենտրացիայի դեպքում, ինչպես, օրինակ, դա տեղի է ունենում արդյունաբերական թափոններով կեղտաջրերում: Հետաքրքիր է, որ ջրի մեջ կեղտերի առկայությունը, որը գտնվում է սառցե վիճակում, չի ազդում էլեկտրական հոսանք անցկացնելու ունակության վրա:

Ծովի ջրի էլեկտրական հաղորդունակությունը

Ծովի ջուրն ավելի լավ է հոսանք փոխանցում, քան քաղցրահամ ջուրը: Դա պայմանավորված է դրանում լուծված NaCl աղի առկայությամբ, որը լավ էլեկտրոլիտ է։ Հաղորդունակության բարձրացման մեխանիզմը կարելի է նկարագրել հետևյալ կերպ.

1. Նատրիումի քլորիդը, երբ լուծվում է ջրի մեջ, քայքայվում է Na + և Cl- իոնների, որոնք ունեն տարբեր լիցքեր։
2. Na + իոնները գրավում են էլեկտրոնները, քանի որ դրանք ունեն հակառակ լիցքեր:
3. Ջրի սյունակում նատրիումի իոնների շարժումը հանգեցնում է էլեկտրոնների շարժման, որն էլ իր հերթին հանգեցնում է էլեկտրական հոսանքի առաջացման։

Այսպիսով, ջրի էլեկտրական հաղորդունակությունը որոշվում է նրանում աղերի և այլ կեղտերի առկայությամբ։ Որքան քիչ լինեն, այնքան ցածր է էլեկտրական հոսանք անցկացնելու ունակությունը: Թորած ջրի համար այն գործնականում զրոյական է:

Էլեկտրական հաղորդունակության չափում

Լուծումների էլեկտրական հաղորդունակության չափումն իրականացվում է հաղորդիչ սարքերի միջոցով: Սրանք հատուկ սարքեր են, որոնց սկզբունքը հիմնված է կեղտ-էլեկտրոլիտների էլեկտրական հաղորդունակության և կոնցենտրացիայի հարաբերակցության վերլուծության վրա։ Այսօր կան բազմաթիվ մոդելներ, որոնք կարողանում են չափել ոչ միայն բարձր խտացված լուծույթների, այլև մաքուր թորած ջրի հաղորդունակությունը։

Ջերմային ջերմահաղորդություն

Ջերմային հաղորդունակությունը ֆիզիկական նյութի կարողությունն է՝ տաքացվող մասերից ավելի սառը մասերին ջերմություն հաղորդելու: Ջուրը, ինչպես մյուս նյութերը, ունի այս հատկությունը. Ջերմային փոխանցումը տեղի է ունենում կամ մոլեկուլից H2 O մոլեկուլ, որը ջերմահաղորդականության մոլեկուլային տեսակ է, կամ երբ հեղուկի հոսքերը շարժվում են՝ տուրբուլենտ տեսակ:

Ջրի ջերմային հաղորդունակությունը մի քանի անգամ ավելի բարձր է, քան մյուս հեղուկ նյութերը, բացառությամբ հալած մետաղների, նրանք ունեն այս ցուցանիշը նույնիսկ ավելի բարձր:

Ջրի ջերմությունը փոխանցելու ունակությունը կախված է երկու գործոնից՝ ճնշումից և ջերմաստիճանից: Քանի որ ճնշումը բարձրանում է, հաղորդունակության ինդեքսը մեծանում է, քանի որ ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև 150 ° C, այն բարձրանում է, ապա սկսում է նվազել:

Ինչու՞ է լողավազանի ջուրը մեզ սառը թվում:

Ջրի ջերմային հաղորդունակությունը մի քանի տասնյակ անգամ գերազանցում է օդին։ Երբ մարդուն ընկղմվում են ջրի մեջ կամ պարզապես լցնում են դրա հետ, ջերմության կորուստը մեծանում է, ուստի նրա համար այն դառնում է շատ ավելի սառը, քան նույն ջերմաստիճանի օդում։ Սա կարելի է տեսնել աղյուսակում բերված օրինակներում.

Ջրի մասին ամենահետաքրքիր փաստերը. Տեսանյութ

Ռոզանով Եվգենի

Սոդան բազմակողմանի նյութ է, դրա օգտագործումը տարբեր է։ Սոդան օգտագործվում է սննդի արդյունաբերությունից մինչև մետալուրգիա։ Ինձ հետաքրքրեցին այս նյութերը, որոնք բոլորն ունեն տանը և որոշեցի ուսումնասիրել, թե ինչպես են դրսևորվում սոդայի ջրային լուծույթի տարբեր հատկությունները՝ կախված լուծույթի ջերմաստիճանից և կոնցենտրացիայից:

Բեռնել:

Նախադիտում:

Ներկայացումների նախադիտումն օգտագործելու համար ինքներդ ստեղծեք Google հաշիվ (հաշիվ) և մուտք գործեք այն՝ https://accounts.google.com

Սլայդի ենթագրեր.

Ավարտեց՝ Եվգենի Ռոզանով։ Ակադեմիական ղեկավար՝ Խաբարովա Օլգա Նիկոլաևնա

Դորոնինսկոե սոդայի լիճը հիդրոլոգիական բնական հուշարձան է, Արևելյան Սիբիրի ամենամեծ սոդայի լիճը: Տարբեր եղանակներին և տարիներին ջրամբարի մակերեսը տատանվում է 3,7-ից 4,8 կմ2: Ջրի միջին խորությունը մոտ 4 մ է, ամենամեծը` 6,5 մ: Լճի վրա գտնվում է Անդրբայկալիայում ինքնահոս սոդայի ամենահայտնի հանքավայրը:

Դիոսկորիդես Պեդանիուսը ծագումով հույն, բժիշկ, դեղագետ և բնագետ, բուսաբանության հիմնադիրներից մեկը՝ Դիոսկորիդես Պեդանիուսը ծնվել է Անազարբա, Կիլիկիա, Փոքր Ասիա (ժամանակակից Նազարվա): Դիոսկորիդեսը շատ է ճանապարհորդել հռոմեական բանակի հետ Ներոն կայսեր օրոք՝ զբաղվելով ռազմական բժշկությամբ, հավաքելով և բացահայտելով բույսերը։ Dioscorides-ի հիմնական աշխատությունը՝ «De materia medica» («Դեղորայքային նյութերի մասին») պարունակում է 600 բույսերի, 1000 տարբեր բուժիչ պատրաստուկների նկարագրություն։ Միջնադարում «De materia medica»-ն համարվում էր բուսաբանության և դեղագիտության գիտելիքի հիմնական աղբյուրը։

Անրի Լուի Դյուամել դյու Մոնսո Պետրոս Մեծ

ԼեԲլան Սովորել է բժշկություն, մասնակցել քիմիայի վերաբերյալ դասախոսություններին Գ.Ռյուելի կողմից Փարիզի բուսաբանական այգում: 1791 թվականին Նիկոլա Լեբլանը արտոնագիր ստացավ «Գլաուբերի աղը սոդայի վերածելու մեթոդ» համար։ Լեբլանկը սոդայի արտադրության իր տեխնոլոգիան առաջարկեց Օռլեանի դուքս Ֆիլիպին, ում անձնական բժիշկն էր նա: 1789 թվականին դուքսը պայմանագիր ստորագրեց Լեբլանի հետ և նրան հատկացրեց երկու հարյուր հազար արծաթե լիվր գործարանի կառուցման համար։ Փարիզ Սեն-Ժենի արվարձանում գտնվող սոդայի գործարանը կոչվում էր «Franciade - Leblanc Soda» և օրական արտադրում էր 100-120 կգ սոդա: 1793 թվականին Ֆրանսիական հեղափոխության ժամանակ Օռլեանի դուքսը մահապատժի ենթարկվեց, նրա ունեցվածքը բռնագրավվեց, իսկ սոդայի գործարանը և բուն Leblanc արտոնագիրը ազգայնացվեցին։ Միայն յոթ տարի անց Լեբլանին վերադարձրին ավերված գործարան, որը նա չէր կարողացել վերականգնել։

Նպատակը. Ուսումնասիրել սոդայի ջրային լուծույթի էլեկտրական հաղորդունակության կախվածությունը ջրային լուծույթի ջերմաստիճանից և կոնցենտրացիայից:

Նպատակը. Ուսումնասիրել հետազոտության թեմայի վերաբերյալ գրականությունը: Անցկացրեք գիտելիքների հարցում սննդի սոդայի տարբեր օգտագործման վերաբերյալ: Սովորեք պատրաստել տարբեր կոնցենտրացիաների սոդայի լուծույթ: Ուսումնասիրեք էլեկտրական հաղորդունակության կախվածությունը լուծույթի կոնցենտրացիայից և ջերմաստիճանից:

Հետազոտության արդիականությունը Սոդան բազմակողմանի նյութ է, դրա կիրառումը տարբեր է։ Սոդան օգտագործվում է սննդի արդյունաբերությունից մինչև մետալուրգիա։ Դրա հատկությունների իմացությունը միշտ տեղին է:

Սոդան բազմակողմանի նյութ է

Սոդայի քիմիական թեթև արդյունաբերության տեքստիլ արդյունաբերության սննդի արդյունաբերության բժշկական արդյունաբերության մետալուրգիա կիրառման շրջանակը

Քիմիական արդյունաբերություն Քիմիական արդյունաբերությունում՝ ներկանյութերի, փրփուրների և այլ օրգանական արտադրանքների, ֆտորիդային ռեակտիվների, կենցաղային քիմիկատների արտադրության համար։

Մետալուրգիա Մետալուրգիայում՝ հազվագյուտ հողային մետաղների տեղումների և հանքաքարի ֆլոտացիայի ժամանակ։

Տեքստիլ և թեթև տեքստիլ արդյունաբերություն (մետաքսե և բամբակե գործվածքների հարդարում). թեթև արդյունաբերություն՝ ներբանային կաուչուկի և արհեստական ​​կաշվի արտադրության մեջ, դաբաղում (կաշվի դաբաղում և վնասազերծում):

Սննդի արդյունաբերություն Սննդի արդյունաբերությունում՝ հացաբուլկեղենի, հրուշակեղենի, ըմպելիքների պատրաստում։

Բժշկական արդյունաբերություն Բժշկական արդյունաբերությունում՝ ներարկման լուծույթների, հակատուբերկուլյոզային դեղամիջոցների և հակաբիոտիկների պատրաստման համար

Հարցաթերթիկ, ըստ Ձեզ, արդյունաբերության ո՞ր ոլորտներում է օգտագործվում խմորի սոդա. Սննդի արդյունաբերություն Բժշկություն Մետալուրգիա Քիմիական արդյունաբերություն Թեթև արդյունաբերություն տանը

Հարցման արդյունքները

Եզրակացություն հարցմանց Հարցվածներից շատերը պատասխանել են, որ գազավորված ըմպելիքն առավել հաճախ օգտագործվում է կենցաղում, սննդի արդյունաբերության մեջ, քիմիական արդյունաբերության մեջ։

Վարկած Եթե դուք մեծացնում եք սոդայի ջրային լուծույթի կոնցենտրացիան, ապա դրա էլեկտրական հաղորդունակությունը կավելանա։

Փորձ թիվ 1 «Խմորի սոդայի ջրային լուծույթի պատրաստում» Նպատակը. սովորել, թե ինչպես պատրաստել տարբեր կոնցենտրացիաների սոդայի ջրային լուծույթ։ Սարքավորումներ՝ 3 բաժակ, սոդա, ֆիլտրացված ջուր, կշեռք, կշիռներ։

Թիվ Սոդայի զանգված (գ) Ջրի զանգված (մլ) Սոդայի կոնցենտրացիան (%) 1 4 96 4 2 8 92 8 3 12 88 12

Եզրակացություն. Փորձնականորեն ես սովորեցի պատրաստել տարբեր կոնցենտրացիաների սոդայի ջրային լուծույթ:

Փորձ թիվ 2 «Խմորի սոդայի լուծույթի էլեկտրական հաղորդունակության հետազոտություն» Նպատակը. ապացուցել, որ սննդի սոդայի լուծույթի կոնցենտրացիայի մեծացման դեպքում մեծանում է նրա էլեկտրական հաղորդունակությունը։ Սարքավորում՝ էլեկտրամատակարարում, 2 էլեկտրոդ, 3 բաժակ տարբեր կոնցենտրացիաների սոդայի լուծույթով, ամպաչափ, վոլտմետր, միացնող լարեր, բանալի

Տեղադրման դիագրամ

Աղյուսակ թիվ Սոդայի կոնցենտրացիան I (A) U (B) R (Ohm) λ = 1 / R (1 / Ohm = Cm) 1 4 1.0 6 6 0.17 2 8 1.4 6 4.9 0.23 3 12 1.7 6 3.53 0.28

R = U / I (Ohm = V / A) λ = 1 / R (1 / Ohm = Cm) հաշվարկման բանաձևեր (Siemens)

Եզրակացություն. Փորձնականորեն ես սովորեցի որոշել խմորի սոդայի էլեկտրական հաղորդունակությունը և համոզվեցի, որ որքան բարձր է լուծույթի կոնցենտրացիան, այնքան մեծ է սոդայի լուծույթի էլեկտրական հաղորդունակությունը: Իսկ լուծույթի դիմադրությունը, կոնցենտրացիայի աճով, նվազում է։

Փորձ թիվ 3 «Էլեկտրահաղորդականության կախվածության ուսումնասիրություն լուծույթի ջերմաստիճանից» Նպատակը. Համոզվեք, որ լուծույթի էլեկտրական հաղորդունակությունը կախված է ջերմաստիճանից։ Սարքավորումներ՝ Ջերմաչափ, Էլեկտրամատակարարում, 2 էլեկտրոդ, 3 բաժակ տարբեր կոնցենտրացիաների սոդայի լուծույթով, ամպաչափ, վոլտմետր, միացնող լարեր, բանալի, տաքացուցիչ։

% լուծույթի աղյուսակ t о С լուծույթ I (A) U (B) R (Ohm) λ (Cm) 4 18 1 6 6 0.17 19 1.03 6 5.83 0.172 20 1.05 6 5.71 0.175 21 1.01506

Գծապատկեր 1. Լուծույթի դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից

Գծապատկեր 2. Էլեկտրահաղորդականության կախվածությունը ջերմաստիճանից

Եզրակացություն. Փորձից ակնհայտ է, որ էլեկտրական հաղորդունակությունը մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Երբ ջեռուցվում է, իոնների արագությունը մեծանում է, դրանով իսկ արագացնելով լիցքերի փոխանցումը մի կետից մյուսը, մի էլեկտրոդից մյուսը:

Եզրակացություն. Ուսումնասիրելով հետազոտության թեմայի վերաբերյալ գրականությունը, կատարելով սոցիոլոգիական հարցում, եկանք այն եզրակացության, որ սոդան բազմակողմանի նյութ է տարբեր հատկություններով, սոդայի լուծույթի դիմադրողականությունը կախված է դրա կոնցենտրացիայից: Լուծույթի հաղորդունակությունը նույնպես կախված է կոնցենտրացիայից: Էլեկտրական հաղորդունակությունը մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ:

Շնորհակալություն ուշադրության համար։

Նախադիտում:

Հետազոտություն
«Խմորի սոդայի ջրային լուծույթի էլեկտրական հաղորդունակության ուսումնասիրություն»

Ներածություն

Սոդան մարդուն հայտնի էր մ.թ.ա. մոտ մեկուկես-երկու հազար տարի, իսկ գուցե նաև ավելի վաղ: Այն արդյունահանվել է սոդայի լճերից և արդյունահանվել մի քանի հանքավայրերից՝ օգտակար հանածոների տեսքով։ Սոդայի լճերից ջրի գոլորշիացման միջոցով սոդա ստանալու մասին առաջին տեղեկությունը թվագրվում է մ.թ. 64 թվականին: Բոլոր երկրների ալքիմիկոսները, մինչև 18-րդ դարը, թվում էր, թե ինչ-որ նյութ է, որը թրթռում է ինչ-որ տեսակի գազի արտազատմամբ այն ժամանակ հայտնի թթուների՝ քացախի և ծծմբի ազդեցության տակ: Հռոմեացի բժիշկ Դիոսկորիդես Պեդանիայի օրոք ոչ ոք չգիտեր սոդայի բաղադրության մասին։ 1736 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս, բժիշկ և բուսաբան Անրի Լուի Դյուամել դե Մոնսոն առաջին անգամ կարողացավ շատ մաքուր սոդա ստանալ սոդայի լճերի ջրից։ Նա կարողացել է հաստատել, որ սոդան պարունակում է «Նատր» քիմիական տարրը։ Ռուսաստանում նույնիսկ Պետրոս Առաջինի ժամանակ սոդան կոչվում էր «զոդա» կամ «քոր» և մինչև 1860 թվականը այն ներմուծվում էր արտերկրից։ 1864 թվականին Ռուսաստանում հայտնվեց ֆրանսիացի Լեբլանկի տեխնոլոգիայի վրա հիմնված սոդայի առաջին գործարանը։ Հենց սեփական գործարանների ի հայտ գալու շնորհիվ գազավորված ըմպելիքն ավելի հասանելի դարձավ և սկսեց իր հաղթական ուղին որպես քիմիական, խոհարարական և նույնիսկ դեղամիջոց:

Արդյունաբերության, առևտրի և առօրյա կյանքում սոդայի անվան տակ հանդիպում են մի քանի ապրանքներ՝ սոդայի մոխիր - անջուր նատրիումի կարբոնատ Na 2 CO 3 , բիկարբոնատ սոդա - նատրիումի բիկարբոնատ NaHCO 3 , որը հաճախ կոչվում է խմորի սոդա, բյուրեղային սոդա Na 2 CO 3 10H 2 O և Na 2 CO 3 H 2 O և կաուստիկ սոդա, կամ կաուստիկ սոդա՝ NaOH:
Ժամանակակից խմորի սոդան տիպիկ արդյունաբերական արտադրանք է

Ներկայումս աշխարհում արտադրվում է տարեկան մի քանի միլիոն տոննա գազավորված ըմպելիք տարբեր օգտագործման համար։

Սոդան բազմակողմանի նյութ է, դրա օգտագործումը տարբեր է։ Սոդան օգտագործվում է սննդի արդյունաբերությունից մինչև մետալուրգիա։ Ինձ հետաքրքրեցին այս նյութերը, որոնք բոլորն ունեն տանը և որոշեցի ուսումնասիրել, թե ինչպես են դրսևորվում սոդայի ջրային լուծույթի տարբեր հատկությունները՝ կախված լուծույթի ջերմաստիճանից և կոնցենտրացիայից:

Այսպիսով, մենք ունեինք նպատակ.

Ուսումնասիրել սոդայի ջրային լուծույթի էլեկտրական հաղորդունակության կախվածությունը ջրային լուծույթի ջերմաստիճանից և կոնցենտրացիայից:

Առաջադրանքներ.

1. Ուսումնասիրեք հետազոտության թեմայի վերաբերյալ գրականությունը:
2. Անցկացրեք գիտելիքների հարցում սննդի սոդայի տարբեր օգտագործման վերաբերյալ:
3. Սովորեք պատրաստել տարբեր կոնցենտրացիաների սոդայի լուծույթ:
4. Ուսումնասիրեք էլեկտրական հաղորդունակության կախվածությունը լուծույթի կոնցենտրացիայից և ջերմաստիճանից:

Հետազոտության արդիականությունը.

Սոդան բազմակողմանի նյութ է, դրա օգտագործումը տարբեր է։ Սոդան օգտագործվում է սննդի արդյունաբերությունից մինչև մետալուրգիա։ Դրա հատկությունների իմացությունը միշտ տեղին է:

Սլայդը ցույց է տալիս խմորի սոդայի հիմնական օգտագործումը:

1. քիմիական արդյունաբերություն
2. թեթև արդյունաբերություն
3. տեքստիլ արդյունաբերություն
4. սննդի արդյունաբերություն
5. բժշկական արդյունաբերություն
6. մետալուրգիա

Այսպիսով, քիմիական արդյունաբերության մեջ - ներկանյութերի, փրփուրների և այլ օրգանական արտադրանքների, ֆտորիդային ռեակտիվների, կենցաղային քիմիկատների արտադրության համար:

1. Մետալուրգիայում՝ հազվագյուտ հողային մետաղների տեղումների և հանքաքարի ֆլոտացիայի ժամանակ։

1. Տեքստիլ արդյունաբերությունում (մետաքսե և բամբակե գործվածքների հարդարում):
2. Թեթև արդյունաբերությունում՝ ներբանային կաուչուկի և արհեստական ​​կաշվի արտադրության մեջ, դաբաղում (կաշվի դաբաղում և վնասազերծում):
3. Սննդի արդյունաբերությունում՝ հացաբուլկեղենի, հրուշակեղենի, ըմպելիքների պատրաստում։

1. Բժշկական արդյունաբերությունում՝ ներարկման լուծույթների, հակատուբերկուլյոզային դեղամիջոցների և հակաբիոտիկների պատրաստման համար

Տեսական նյութը ուսումնասիրելուց հետո որոշեցի դասընկերներիս հարցնել՝ գիտե՞ն արդյոք արդյունաբերության որ ոլորտներումխմորի սոդա օգտագործվում է.

1. Տանը
2. Սննդի արդյունաբերություն
3. Դեղ
4. Քիմիական արդյունաբերություն
5. Մետաղագործություն
6. Թեթև արդյունաբերություն

Ահա հարցման արդյունքները. հարցվածների ամենամեծ թիվը պատասխանել է.

1. Տանը -63%
2. Սննդի արդյունաբերություն-71%
3. Քիմիական արդյունաբերությունը՝ 57%, հարցվածների ամենափոքր թիվը նշել է սոդայի օգտագործումը մետալուրգիայում և թեթև արդյունաբերության մեջ։

Հետագա հետազոտությունների համար ինձ համար անհրաժեշտ էր տարբեր կոնցենտրացիաների ջրային լուծույթ պատրաստել։

Վարկած

Այսպիսով, եթե ավելացնեք խմորի սոդայի ջրային լուծույթի կոնցենտրացիան, ապա դրա էլեկտրական հաղորդունակությունը կբարձրանա։

II. փորձարարական մաս

«Խմորի սոդայի ջրային լուծույթի էլեկտրական հաղորդունակության ուսումնասիրություն»

Թիրախ: համոզվեք, որ սոդայի իոնների ջրային լուծույթում կան էլեկտրաէներգիայի կրիչներ, որոնք էլեկտրական հոսանք են անցկացնում:

Սարքավորումներ: խմորի սոդա, ջերմակայուն ապակուց քիմիական ապակիներ, էլեկտրոդներ, միացնող լարեր, սնուցման աղբյուր, ամպաչափ, վոլտմետր, բանալի, լաբորատոր կշեռք, կշիռ, ջերմաչափ, էլեկտրական վառարան։

Փորձ 1. «Խմորի սոդայի ջրային լուծույթի պատրաստում».

Թիրախ: Սովորեք պատրաստել տարբեր կոնցենտրացիաների սոդայի ջրային լուծույթ:

Սարքավորումներ: քիմիական ակնոցներ՝ պատրաստված ջերմակայուն ապակուց, ֆիլտրացված ջրից, կշեռքից, կշռաքարերից, խմորի սոդայից։

Փորձի իրականացում.

1. Կշեռքների վրա կախեք 4 գ խմորի սոդա;
2. 96 մլ լցնել բաժակի մեջ։ ֆիլտրացված ջուր;
3. Սոդան լցնել մի բաժակ ջրի մեջ և մանրակրկիտ խառնել;
4. Կրկնել փորձը 8% և 12% լուծույթ պատրաստելու համար

	Սոդայի քաշը (գ)	Ջրի քանակը (մլ)	սոդայի կոնցենտրացիան (%)

Արդյունք: Փորձնականորեն ես սովորեցի, թե ինչպես պատրաստել տարբեր կոնցենտրացիաների սոդայի ջրային լուծույթ:

Փորձ 2. «Սոդայի լուծույթի էլեկտրական հաղորդունակության ուսումնասիրություն»

Թիրախ: ապացուցել, որ սոդայի լուծույթի կոնցենտրացիայի ավելացմամբ նրա էլեկտրական հաղորդունակությունը մեծանում է:

Սարքավորումներ: երեք բաժակ տարբեր կոնցենտրացիաների խմորի սոդայի լուծույթով, հոսանքի աղբյուր, ամպաչափ, վոլտմետր, միացնող լարեր, բանալին, էլեկտրոդներ:

Դիմադրողականությունը սկալյար արժեք է, որը թվայինորեն հավասար է միավորի երկարության և միավորի մակերեսով համասեռ գլանաձև հաղորդիչի դիմադրությանը:... Որքան մեծ է հաղորդիչ նյութի հատուկ դիմադրությունը, այնքան մեծ է նրա էլեկտրական դիմադրությունը:

Դիմադրողականության միավորը օմ մետրն է (1 օմ մ):

Փորձի իրականացում.

1. Հավաքեք էլեկտրական շղթան ըստ սխեմայի;
2. Էլեկտրոդները դնել 4%, 8% և 12% խմորի սոդայի լուծույթով բաժակի մեջ;
3. Չափել ամպաչափի և վոլտմետրի ընթերցումները;
4. Հաշվարկել լուծույթի դիմադրությունը;
5. Հաշվե՛ք լուծույթի հաղորդունակությունը։

Աղյուսակ 2.

	Սոդայի կոնցենտրացիան	Ես (A)	U (B)	R (Օմ)	λ = 1 R (1Ω = սմ)
					0,17
					0,23
				3,53	0,28

Փորձի համար էլեկտրական միացում է հավաքվել ըստ սխեմայի: Ջրային լուծույթի կոնցենտրացիան փոխելով՝ գրանցում ենք ամպաչափի և վոլտմետրի ցուցումները։

Չափումները կատարվել են 18 ջերմաստիճանում 0 C և մթնոլորտային ճնշում 757 մմ Hg:

Արդյունք: Փորձնականորեն ես սովորեցի որոշել խմորի սոդայի էլեկտրական հաղորդունակությունը և համոզվեցի, որ որքան բարձր է լուծույթի կոնցենտրացիան, այնքան մեծ է սոդայի լուծույթի էլեկտրական հաղորդունակությունը: Իսկ լուծույթի դիմադրությունը, կոնցենտրացիայի աճով, նվազում է։ Հետևաբար, 12% խմորի սոդայի լուծույթի դեպքում հաղորդունակությունը կլինի ամենաբարձրը, իսկ դիմադրողականությունը՝ ամենացածրը:

Փորձ 3. «Էլեկտրահաղորդականության կախվածության ուսումնասիրություն լուծույթի ջերմաստիճանից».

Թիրախ: Ստուգեք, որ հաղորդունակությունը փոխվում է ջերմաստիճանի հետ:

Սարքավորումներ: երեք բաժակ տարբեր կոնցենտրացիաների սոդայի լուծույթով, հոսանքի աղբյուր, ամպաչափ, վոլտմետր, միացնող լարեր, բանալին, էլեկտրոդներ, ջերմաչափ, էլեկտրական վառարան:

Փորձի իրականացում.

1. Հավաքեք տեղադրումը ըստ սխեմայի;
2. Սալիկի վրա դնել 4% խմորի սոդայի լուծույթ;
3. Միացնել սալիկները;
4. Գրանցեք լուծույթի ջերմաստիճանը;
5. Չափել ամպաչափի և վոլտմետրի ընթերցումները լուծույթի յուրաքանչյուր աստիճանի միջոցով.
6. Հաշվեք դիմադրությունը և էլեկտրական հաղորդունակությունը բանաձևերով:

   1,05

   5,71

   0,175

   1,08

   5,56

   0,180

   5,45

   0,183

   λ = 1R (1Ω = սմ)

   Արդյունք: Փորձից ակնհայտ է, որ էլեկտրական հաղորդունակությունը մեծանում է ջերմաստիճանի հետ: Երբ ջեռուցվում է, իոնների արագությունը մեծանում է, դրանով իսկ արագացնելով լիցքերի փոխանցումը մի կետից մյուսը:

   Գրաֆիկ 1. Լուծույթի դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից.

   Գրաֆիկ 2. Էլեկտրական հաղորդունակության կախվածությունը ջերմաստիճանից

   Եզրակացություն

   Ուսումնասիրելով սննդի սոդայի հատկությունների, բժշկության, սննդի արդյունաբերության, առօրյա կյանքում դրա օգտագործման մասին գրականությունը, մի շարք փորձեր կատարելուց հետո համոզվեցինք, որ.

   1. Սոդան բազմակողմանի նյութ է՝ տարբեր հատկություններով
   2. Սոդայի լուծույթի դիմադրությունը կախված է դրա կոնցենտրացիայից:
   3. Լուծույթի հաղորդունակությունը նույնպես կախված է կոնցենտրացիայից:
   4. Էլեկտրական հաղորդունակությունը մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ:

   գրականություն

   1. Ընդհանուր քիմիական տեխնոլոգիա. Էդ. Ի.Պ.Մուխլենովա. Դասագիրք բուհերի քիմիա-տեխնոլոգիական մասնագիտությունների համար. - Մ.: Բարձրագույն դպրոց:
   2. Ընդհանուր քիմիայի հիմունքներ, հատոր 3, Բ.Վ.Նեկրասով. - Մ.: Քիմիա, 1970:
   3. Ընդհանուր քիմիական տեխնոլոգիա. Furmer I.E., Zaitsev V.N. - M.: Բարձրագույն դպրոց, 1978 թ.
   4. Ընդհանուր քիմիական տեխնոլոգիա, խմբ. Ի.Վոլֆկովիչ, հատոր 1, Soda M. - L., 1953, էջ. 512-54;
   5. Benkovsky V., Technology of Sodoproducts, M, 1972;
   6. Շոկին Ի.Ն., ԿրաշենիննիկովՍոդա Ա., Սոդայի տեխնոլոգիա, Մ., 1975։