Хімія луг. Луг – це основа чи ні? Які її властивості? Одержання лужних металів

Луги – це добре розчинні у воді основи. У клінічних та санітарно-гігієнічних лабораторіях широко використовують наступні луги: їдкий амоній - розчин аміаку у воді (див. нашатирний спирт), їдке калі (див.).

Контакт робітників з лугами можливий при виконанні таких виробничих операцій, як дроблення та транспортування твердих лугів, завантаження в апарати та вивантаження з них, розфасовка готового продукту, чищення та ремонт обладнання тощо.

При постійній роботі з лугами можливі хронічні ураження шкіри - набухання та розм'якшення шкірних покривів, виразки, . Вдихання лугу у вигляді пилу або туману викликає подразнення слизових оболонок дихальних шляхів.

Профілактика: механізація процесів дроблення та герметизація апаратів, обладнання вентильованих укриттів над місцями можливого виділення лугу, використання спецодягу, гумових рукавичок, окулярів, респіраторів і т. д. /м 3 .

Перша допомога: рясне промивання уражених частин тіла водою, для чого в робочих приміщеннях повинні встановлюватись спеціальні гідранти, потім з 5% розчину оцтової, соляної або лимонної кислот. При попаданні луги у вічі - тривале промивання струменем води, після чого закапати 2% розчин новокаїну або 0,5% розчин дикаїну.

також Опіки (хімічні), отруєння (лугами).

Луги (їдкі луги) – добре розчинні у воді основи. У практиці знайшли широке застосування такі луги: гідроокис натрію (їдкий натр, каустична сода; NaOH), гідроокис калію (їдкий калі, каустичний поташ; КОН), гідроокис барію [їдкий барій; (ОН) 2 ], гідроокис амонію (їдкий амоній, нашатирний спирт, летка луг; NH 4 OH).

У чистому вигляділуги є тверді речовинидобре розчинні у воді. У водних розчинах луги практично повністю розпадаються на іони, внаслідок чого відносяться до сильних основ. Лише гідроксид амонію, яка у вільному стані не отримана і існує тільки в розчинах, є слабкою основою; вона утворюється при розчиненні аміаку у воді.

Водні розчини лугів мають всі властивості, властиві розчинам основ. У таблиці наведено співвідношення між щільністю, процентною та молярною концентраціями водних розчинів лугів, що найбільш широко застосовуються в біохімічних, санітарно-гігієнічних та клінічних лабораторіях.

також Кислоти та основи.

Професійні шкідливості під час виробництва лугів. Дія лугів на організм обумовлена ​​здатністю віднімати воду від тканин та руйнувати білки, утворюючи лужні альбумінати, а також омилювати жири. Під дією лугу на шкірі утворюються м'які струпи, що легко знімаються, не перешкоджають проникненню лугу в більш глибокі шари тканин.

При постійному контакті з лугом навіть помірної концентрації спостерігаються хронічні ушкодження шкіри, хворобливі виразки та обмежені дерматити. Екземи спостерігаються рідше. Причиною їх виникнення, мабуть, є комбіноване вплив лугів та інших шкідливих факторів, оскільки знежирення шкіри та пошкодження епідермісу порушує бар'єрні функції шкірного покриву, полегшуючи проникнення інфекції та вплив інших (фізичних та хімічних) факторів.

Під впливом лугу нігті стоншуються, стають ламкими, покриваються поздовжніми борозенками, що переходять у тріщини. При тривалому впливі лугу ці зміни можуть стати стійкими.

Попадання навіть малих кількостей лугу в око особливо небезпечно, оскільки викликає поразку як слизової і роговий оболонок, а й глибших його середовищ. В результаті можлива втрата зору. Дія лугів на органи дихання викликає подразнення слизових оболонок різного ступеня важкості.

Тяжкі отруєння з опіком слизової оболонки і подальшим рубцюванням, що призводить до виникнення непрохідності стравоходу, спостерігаються при випадковому введенні внутрішньо концентрованих розчинів лугів.

Контакт робітників з лугами можливий при дробленні та транспортуванні твердих лугів, у процесі завантаження їх в апарати для приготування розчинів, при фільтрації розчинів, плавленні лугів, особливо у виробництві металевого натрію та калію, при вивантаженні та розфасовуванні готових продуктів у сипучому, рідкому та розплавленому вигляді (На виробництвах їдких лугів та лужних металів). Особливо небезпечні в цьому плані операції чищення та ремонту обладнання.

Концентрація лужних речовину повітрі виробничих приміщень буває різною.

Гранично допустима концентрація лужного аерозолю у перерахунку на їдкий натр - 0,5 мг/м 3 .

Перша допомога при отруєнні лугом – див. Отруєння, Протиотрути.

Профілактика. З метою попередження виробничих отруєнь лугом необхідне здійснення безперервного, герметизованого виробничого процесу, наскільки можна з винятком ручних операцій, механізацією трудомістких процесів. Велике значення для оздоровлення умов праці має раціональна вентиляція з укриттям обладнання та пристроєм відсмоктувачів біля місць можливого виділення пилу та газів.

Робочі повинні бути забезпечені спецодягом, гумовими рукавичками та захисними окулярами у шкіряній оправі. Доцільно застосовувати респіратори або ватно-марлеві пов'язки. Відкриті частини тіла змащують вазеліном чи спеціальними пастами. Лужний пил після роботи слід змивати олією, потім промиваючи шкіру теплою водою. Спецодяг і білизну після закінчення роботи піддають очищенню та пранню. У робочих приміщеннях встановлюють спеціальні очні гідранти з важільним краном для швидкого пуску води, гідранти з гнучким шлангом, призначені для обмивання уражених частин тіла, а також раковини з холодною та гарячою водоюдля миття рук.

При попаданні в очі негашеного вапна їх негайно промивають і обробляють слизову оболонку 15% розчином нейтрального виннокам'яного амонію. При різких болях вводять краплями 2% розчин новокаїну з адреналіном.

При опіку негашеним вапном слід негайно видалити рослинним або мінеральним маслом сліди вапна, а потім накласти примочки з 5% розчину лимонної, виннокам'яної, оцтової або соляної кислот.

Робітники повинні знати основні правила техніки безпеки. На місці роботи слід мати аптечки із набором засобів невідкладної медичної допомоги.

У кожній зміні мають бути люди, які вміють надавати першу допомогу.

Луги – це водорозчинні сильні основи. В даний час в хімії прийнята теорія Брёнстеда - Лоурі та Льюїса, яка визначає кислоти та основи. Відповідно до цієї теорії, кислоти - це речовини, здатні відщеплювати протон, а підстави - віддавати електронну пару OH-. Можна сказати, що під основами розуміють сполуки, які при дисоціації у воді утворюють лише аніони виду OH − . Якщо дуже просто, то лугами називають сполуки, що складаються з металу та гідроксид-іону OH − .

До лугів прийнято відносити гідроксиди лужних та лужноземельних металів.

Всі луги - це підстави, але не навпаки, не можна вважати визначення "основа" та "луг" синонімами.

Правильна хімічна назва лугів - гідроксид (гідроокис), наприклад гідроксид натрію, гідроксид калію. Часто використовуються також назви, що склалися історично. Зважаючи на те, що луги руйнують матеріали органічного походження - шкіру, тканини, папір, деревину, їх називають їдкими: наприклад, їдкий натр, їдкий барій. Однак поняттям «їдкі луги» хіміки визначають гідроксиди лужних металів – літію, натрію, калію, рубідії, цезію.

Властивості лугів

Луги - тверді речовини білого кольору; гігроскопічні, водорозчинні. Розчинення у питній воді супроводжується активним виділенням тепла. Вступають у реакції з кислотами, утворюючи сіль та воду. Ця реакція нейтралізації є найважливішою зі всіх властивостей лугів. Крім цього, гідроксиди реагують з кислотними оксидами (утворюючими кисневмісні кислоти), з перехідними металами та їх оксидами, з розчинами солей.

Гідроксиди лужних металів розчиняються в метиловому та етиловому спиртах, здатні витримувати температури до +1000 °С (за винятком гідроксиду літію).

Луги - активні хімічні реагенти, що поглинають із повітря як водяні пари, а й молекули вуглекислого і сірчистого газу, сірководню, діоксиду азоту. Тому зберігати гідроксиди слід у герметичній тарі або, наприклад, доступ повітря в посудину з лугом організувати через хлоркальцієву трубку. В іншому випадку хім.реактив після зберігання на повітрі буде забруднений карбонатами, сульфатами, сульфідами, нітратами та нітритами.

Якщо порівнювати луги з хімічної активності, вона збільшується під час руху по стовпцю таблиці Менделєєва зверху донизу.

Концентровані луги руйнують скло, а розплави лугів - навіть порцеляну та платину, тому розчини лугів не рекомендується зберігати в судинах із пришліфованими скляними пробками та кранами, оскільки пробки та крани може заклинити. Зберігають луги, як правило, у поліетиленових ємностях.

Саме луги, а не кислоти, викликають сильніші опіки, тому що їх складніше змити зі шкіри і вони проникають глибоко у тканину. Змивати луг треба неконцентрованим розчином оцтової кислоти. Працювати з ними необхідно у засобах захисту. Лужний опік потребує негайного звернення до лікаря!

Застосування лугів

Як електроліти.
- для виробництва добрив.
- У медицині, хімічних, косметичних виробництвах.
- У рибництві для стерилізації ставків.

У магазині «ПраймКемікалсГруп» ви знайдете найпопулярніші луги за вигідними цінами.

Їдкий натр

Найпопулярніший і затребуваний у світі луг.

Застосовується для омилення жирів у виробництві косметичних та миючих засобів, для виготовлення олій у процесі нафтопереробки, як каталізатор та реактив у хімічних реакціях; в харчопромі.

Їдке калі

Застосовується для виробництва мила, калійних добрив, електролітів для батарей та акумуляторів, синтетичного каучуку. Також - як харчова добавка; для професійного очищення виробів із нержавіючої сталі.

Гідроксид алюмінію

Затребуваний у медицині як відмінний адсорбент, антацид, обволікаючий засіб; інгредієнт вакцин у фармацевтиці. Крім цього, речовина застосовується в очисних спорудах та процесах отримання чистого алюмінію.

Гідроокис кальцію

Популярний луг з дуже широким спектром застосування, який у побуті знають під назвою «гашене вапно». Використовується для дезінфекції, пом'якшення води у виробництві добрив, їдкого натру, «хлорки», будівельних матеріалів. Застосовується для захисту дерев та дерев'яних споруд від шкідників та вогню; у харчопромі як харчова добавката реактив при виробництві цукру.

Інструкція

Запасіться вихідними речовинами для приготування лугу – їдкого натру. На 1 кг соди візьміть 0,9 кг гашеного вапна. Приготуйте розчин соди, для чого 1 кг соди розчиніть у 4,5 л води.

Помістіть розчин соди в казан (можна відразу розчинити соду в казані для варіння). Нагрійте рідину до 60°С.

У котел невеликими порціями влийте змішане з водою гашене вапно («вапняне молоко»). Оскільки розчин при цьому піниться і може піти через край, завантажуйте котел на дві третини його. Під час варіння добре розмішуйте рідину; чим ретельніше буде розмішана рідина, тим якісніше станеться звичайній соди в їдкий натр.

Нагрівайте суміш, що утворилася, протягом години, після чого дайте їй відстоятися. Злийте прозорий розчин із осаду. Ця рідина є розчином їдкого натру або гідроксид натрію, найпоширенішою луг(Хімічна формула NaOH). Осад являє собою вапно, що не розчинилося, крейда і деякі домішки.

Після видалення прозорого розчину до осаду, що залишився, додайте води і кілька разів закип'ятіть, а потім дайте відстоятися. Потім знову злийте прозору рідину, що становить розчин їдкого натру, але вже меншої міцності.

Якщо для омилення жиру з метою приготування мила потрібна міцніша луг, отриманий розчин слід випарувати. Після випаровування води розчин лугу стане міцнішим. Відповідно, якщо для ваших потреб необхідний луг меншої міцності, розбавте розчин водою. При описаному способі домашнього виготовленняїдкого натру з 1 кг кальцинованої соди виходить близько 0,8 кг кінцевого продукту.

Джерела:

• Як приготувати розчин лугу калію

Луги – це гідроксиди лужних, лужноземельних металів та амонію. До них відносяться добре розчинні у воді підстави. Аніони OH- та катіон металу утворюються при дисоціації лугів.

У періодичній системі до луг відносяться гідроксиди металів підгруп Iа і IIа (починаючи з кальцію), наприклад, Ba(OH)2 (їдкий барит), KOH (їдкий калій), NaOH (їдкий натр), які мають обивательську назву «їдкі луги». Єдними лугами називаються гідроксиди натрію NaOH, літію LiOH, рубідія RbOH, КОН та CsOH. Вони являють собою тверді і дуже гігроскопічні речовини. Розчинність у воді та сила основи зростають зі збільшенням радіусу катіону в кожній групі періодичної системи. Найсильнішими лугами є гідроксид цезію групи Ia і гідроксид групи IIa. Водний розчин газу-аміаку, що називається нашатирним спиртом - це слабка луг. Гашене вапно – це також натрієве луг. Крім цього, їдкі луги можуть розчинятися в метанолі та етанолі. Всі луги у твердому стані поглинають воду та вуглекислий газ з повітря (і в стані розчину), поступово перетворюючись на карбонати. При важливому хімічну властивість- Можливості утворення солей в реакції з кислотами лугу набули широкого поширення в промисловості. Можуть проводити електричний струм, тому їх також називають електролітами. Одержати луги можна шляхом впливу води на оксиди лужних металів або шляхом електролізу хлоридів. алюміній), захищають сталь від корозії. Під час роботи слід надягати захисні окуляри.

Приблизні розчини. Найбільш уживаними розчинами лугів у лабораторній практиці є розчини їдкого натру NaOH. Розчини їдкого калі KOH готують рідко, розчини ж аміаку майже завжди купують готовими.

Їдкий натр (або їдке калі)є у продажу у вигляді препаратів: технічного, чистого та хімічно чистого. Різниця між ними полягає у відсотковому вмісті NaOH (або KOH)1 а отже, і домішок. Технічний * NaOH містить значні кількості NaCl, Na2CO3, Na2SiO3, Fe2O3 і т. д. Чистий реактив містить мінімальна кількістьцих домішок, а хімічно чистий реактив містить тільки сліди їх.

Технічний їдкий натр продають відлитим у залізні бочки, чистий – пластинчастими шматками, а хімічно чистий – у вигляді паличок або таблеток.

При розчиненні лугу відбувається сильне розігрівання, особливо у місцях, де лежать шматки її. Щоб розчинення йшло швидше, розчин слід постійно перемішувати скляною паличкою.

Застосовувати скляний посуд при розчиненні лугу не рекомендується, тому що він може легко розбитися і працюючий може постраждати, оскільки концентрований розчин лугу роз'їдає шкіру, взуття та одяг. Якщо доводиться готувати малі кількості лугу, можна розчиняти її і в скляному посуді.

Шматки лугу голими руками брати не можна, їх слід брати щипцями тигельними, спеціальним пінцетом або в крайньому випадку руками, але обов'язково в гумових рукавичках.

* У техніці їдкий натр часто називають каустичною содою.

луги багато домішок не розчиняються і за відстоювання розчину осідають на дно. Відстоювання концентрованого розчину лугу триває кілька днів (не менше двох)*. Розчин, що відстоявся, обережно зливають, найкраще сифоном, в іншу посудину, а осад викидають або вживають для миття посуду.

Якщо в лабораторії доводиться часто й у великих кількостяхготувати розчини лугу, то застосовують наступний прийом. Спочатку повністю розчиняють луг у фарфоровій чашці, і коли розчин трохи охолоне (до 40-50 ° С), його через лійку зливають у скляну сулію відповідної ємності. Бутель добре закривають гумовою пробкою, з отвором, в який вставляють хлоркальцієву трубку, наповнену натронним вапном (для поглинання двоокису вуглецю). Коли луг відстоиться і на дні утворюється різко відмежований шар осаду (1-2 см від дна), верхній шар розчину зливають в іншу сулію. У гумову пробку останньої вставляють дві трубки, одна з яких повинна входити приблизно на 1/3 висоти пляшки, а інша повинна бути на 1-2 см нижче за пробку (рис. 350).

На зовнішній кінець довгої скляної трубки насаджують гумову трубку зі скляним кінцем, який опускають у сулію з лугом. Нижній кінець цієї трубки слід вигнути так, як показано на рис. 350. Такий кінець перешкоджає захопленню осаду з дна бутлі навіть у разі, якщо кінець трубки торкнеться осаду. Коротку трубку з'єднують із вакуум-насосом. Включивши насос, розчин, що відстоявся, швидко і безпечно перекачують в іншу сулію. При переливанні лугу потрібно стежити, щоб трубка, опущена в посудину з лугом, що відстояла, не піднімала осад з дна. Тому на початку переливання тримають досить високо над осадом, поступово опускаючи до кінця переливання.

Після цього визначають ареометром щільність розчину і по таблиці знаходять відсотковий вміст лугу. Якщо потрібно приготувати більш розведений розчин, розведення проводять, застосовуючи описані вище способи розрахунку.

* Природно, що розчин їдкого натру повинен обстоюватися без доступу до нього двоокису вуглецю. Концентровані розчини лугів сильно вилуговують скло пляшок, тому внутрішня частина пляшки повинна бути покрита парафіном або сумішшю церезину і вазеліну або сплавом парафіну з поліетиленом (див. гл. 3 «Пробки і поводження з ними»).

Для покриття стінок бутлі парафіном кілька шматків його поміщають всередину бутлі і останню нагрівають у сушильній шафі або над електричною плитою або газовим пальником (обережно) до 60-8O0C Коли парафін розплавиться, сулія повертають і розподіляють розплавлену масу тонким шаром.

Парафіновий або церезиновий шар можна завдати, застосовуючи розчин цих речовин в авіаційному бензині. Парафін спочатку розчиняють у бензині, отриманий розчин наливають у сулію, яка повинна бути покрита всередині парафіном. Стінки пляшки обмивають внесеним розчином парафіну, повільно повертаючи її про осі в горизонтальному положенні. Коли на склі утворюється парафінова плівка, сулію продують повітрям до повного витіснення парів бензину. Потім сулію один-два рази споліскують водою. Тільки після цього її можна заповнювати. іншою рідиною.

Обробка бутлів для зберігання лугів особливо важлива для аналітичних лабораторій, оскільки запобігає забрудненню титрованих розчинів продуктами вилуговування скла.

Точні розчини. Приготування точних розчинів відрізняється тим, що для них беруть хімічно чистий луг, розчиняють його, як зазначено вище, і визначають вміст лугу титруванням точним розчином кислоти.

Титр розчину лоскоту (тобто точну концентрацію розчину) найкраще встановлювати по розчину щавлевої кислоти (C2H2O4 2H2O)*.

Продажну щавлеву кислоту слід один-два рази перекристалізовувати і лише після цього застосовувати для приготування точного розчину. Це двоосновна кислота і, отже, її еквівалентна вага дорівнює половині молекулярного. Оскільки останній дорівнює 126,0665, то еквівалентна вага її буде:

Готуючи 0,1 в. розчин NaOH ми повинні мати розчин щавлевої кислоти такої ж нормальності, для чого на 1 л розчину її потрібно взяти:

Але для встановлення титру така кількість розчину не потрібна; Достатньо приготувати 100 мл або максимум 250 мл. Для цього на аналітичних терезах відважують близько 0,63 г (для 100 мл) перекристалізованої щавлевої кислоти з точністю до четвертого десяткового знака.

Працівники-початківці при взятті наважок для установки титру часто намагаються відважити точно вказану в посібнику кількість речовини (у нашому випадку 0,6303 г). Цього робити в жодному разі не треба, тому що таке відважування неминуче вимагає багаторазових від-

* Так як їдкий натр легко поглинає двоокис вуглецю, то в лугу завжди є вуглекислий натрій. Приготувавши розчин їдкого натру, обов'язково встановлюють його концентрацію шляхом титрування розчинів точних наважок органічної кислоти, як, наприклад, щавлева, яблучна та ін. Тому немає необхідності розбавляти концентрований розчин у мірній колбі з доведенням рівня розчину точно до мітки; можна, переливши його в ту бутель, де він зберігатиметься, додати воду мірним циліндром. Слід мати на увазі, що при приготуванні розчинів їдких лугів основна увага має бути приділена захисту розчинів від двоокису вуглецю повітря. Будь-яке скорочення операцій, у яких розчин може стикатися повітрям, дуже бажано, сипань і досипань речовини в тару. В результаті частина речовини потрапляє на чашки ваги і на зовнішню стінку тари і точно відважену кількість речовини не вдасться повністю перенести в мірну колбу. Тому приготований розчин буде неточним. Нарешті, дуже багато речовин змінюються на повітрі (втрачають кристалізаційну воду або, як кажуть, «вивітрюються», поглинають з повітря двоокис вуглецю і т. д.). Отже, що довше триває зважування; тим більше ймовірність забруднення речовини. Тому спочатку на технохімічних вагах беруть навішення, що сходиться з необхідною в двох перших десяткових знаках, а потім на аналітичних вагах визначають точну масу. Наважку розчиняють у відповідному обсязі розчинника.

Знаючи масу взятої речовини та об'єм розчину, легко обчислити його точну концентрацію, яка в нашому випадку дорівнюватиме не 0,1 н., а трохи менше. При такому способі дещо ускладнюється розрахунок, але досягається велика точність та значна економія часу.

Коли розчин буде готовий, беруть з нього піпеткою 20 мл, переносять у конічну колбу, додають кілька крапель фенолфталеїну і титрують розчином приготовленим лугу до появи слабкого рожевого фарбування.

приклад. На титрування витрачено 22,05 мл розчину лугу Обчислити його титр та нормальність.

Щавлевої кислоти було взято 0,6223 г замість теоретично розрахованої кількості 0.6303 г. Отже, концентрація розчину її не точно 0,1 н., а дорівнює

Щоб обчислити нормальність розчину лугу, слід скористатися співвідношенням N)