Значение соды в народном хозяйстве и история производства соды

СОДА известна человеку очень давно. Еще в древнем Египте ее получали из золы морских водорослей. В разных странах природные залежи соды встречались на берегах озер, недалеко от минеральных источников.

В настоящее время сода является ценным сырьем для стекольной, мыловаренной, текстильной, пищевой и других отраслей промышленности. Сода - это первое вещество, которое было получено искусственным путем. Ее производство дало толчок развитию целого ряда отраслей химической промышленности (получению серной кислоты, хлора, некоторых неорганических солей, минеральных удобрений и т. д.).

Сода представляет собой белую, легко растворимую соль. В своем составе она содержит воду, которая испаряется при нагревании или выветривании на воздухе. Такая, полностью потерявшая воду сода называется кальцинированной и является основным сырьем для производства других содовых продуктов.

В основе первого промышленного способа получения соды была обработка широко распространенной в природе поваренной соли серной кислотой, при этом процессе получался сульфат натрия. В дальнейшем он прокаливался с углем и известняком (мелом), и полученный сплав заливался водой. В воде сода растворялась, и из раствора ее извлекали путем выпаривания.

Однако ввиду непроизводительного расхода серной кислоты этот способ впоследствии был оставлен. Экономически более выгодно получение соды из сульфата натрия, природных запасов которого значительно больше.

Широкое распространение приобрел так называемый аммиачный способ производства соды, при котором аммиак растворяется в воде, содержащей соль, и в этот раствор под давлением подается углекислый газ. В результате в осадок выпадает двууглекислая (питьевая) сода. Путем прокаливания из нее можно получить кальцинированную соду.

Этот способ хорош тем, что почти не дает никаких отходов. Существуют и другие методы изготовления соды.

Помимо непосредственного использования кальцинированная сода употребляется и для переработки в каустическую соду(едкий натр). Едкий натр можно получить и электролитическим путем из поваренной соли. Этот способ имеет наибольшее значение для дальнейшего развития химической промышленности, так как одновременно он дает хлор и водород.

Сода является основным сырьем для производства стекла. Однородная прозрачная масса получается при сплавлении соды, песка, мела и небольших количеств других примесей, от которых зависят цвет и специальные качества стекла самых различных сортов-листового (оконного), посудного, бутылочного, жаростойкого, химического, безосколочного, оптического и т. д.

Одной из самых старых областей применения соды является мыловарение. При нагревании жиров с кальцинированной или каустической содой происходит так называемое омыление, то есть распад жиров, которые являются сложными соединениями жирных кислот. При этом распаде образуется твердое (натриевое) мыло.

Широко используется сода и для смягчения воды, в которой всегда растворены соли кальция и других металлов. Содержание этих солей обусловливает так называемую жесткость воды, что наносит большой ущерб паросиловым установкам.

При испарении воды соли оседают на стенках котла и образуют плотную пленку накипи, в результате чего теплопередача значительно ухудшается и резко возрастает расход топлива на производство пара. Например, слой накипи толщиной в 5 миллиметров вызывает увеличение расхода топлива почти на 50 процентов. В то же время ухудшение теплопередачи приводит к перегреву стенок котла. При растрескивании или отскакивании накипи вода попадает на раскаленный металл, что вследствие бурного парообразования может привести к взрыву котла. Из-за перегрева стенки котла окисляются и механическая прочность их понижается, что также служит причиной аварий. Широкое применение котлов на транспорте, электростанциях, в паросиловом хозяйстве предприятий заставляет усиленно бороться с жесткостью воды. Для этого в специальных отстойниках к котловой воде добавляется сода, в результате чего образуются плохорастворимые соли, которые выпадают в осадок, а смягченная вода поступает для питания котлов.

Важное значение имеет сода при изготовлении бумаги. Здесь она употребляется при обработке тряпичной массы и макулатуры для удаления жиров, смол и других примесей. Обработка древесины также производится при помощи соды. Для этого древесная масса варится в щелочном растворе, что облегчает отделение друг от друга волокон и получение так называемой натронной целлюлозы, которая после дальнейшей механической обработки идет на приготовление бумаги.

Кроме того натронная целлюлоза применяется в ряде производств, в частности для изготовления пластических масс.

Пластмассы занимают все большее и большее место в современной технике. Они прочны, легки, хорошо обрабатываются, обладают высокими электроизоляционными свойствами, стойки к действию кислот и щелочей, с успехом заменяют различные металлы, нередко превосходя их по качествам. Благодаря этому они находят широкое применение в автомобилестроительной промышленности, в электро- и радиотехнике, в быту и т. д.

К составным частям пластмасс добавляются так называемые наполнители. Одним из наиболее распространенных наполнителей является целлюлоза. Она связывает отдельные частицы пластмассы, что повышает ее прочность, эластичность, гибкость, твердость, химическую стойкость.

Ряд пластических масс образуется при использовании в качестве наполнителя древесины, обработанной щелочным раствором. Таким образом, сода является одним из основных продуктов, участвующих в производстве пластических масс.

Развитие современной промышленности невозможно без алюминия. Алюминий и его сплавы употребляются в электротехнике Развитие современной промышленности невозможно без алюминия. Алюминий и его сплавы употребляются в электротехнике, строительной технике, быту. Легкость, химическая стойкость, прочность, высокая электропроводность обеспечили алюминию самое широкое применение в различных отраслях науки и техники.

Для производства алюминия также необходима сода. С ее помощью получается глинозем - продукт, содержащий алюминий. При этом бокситы - горные породы, в состав которых входит окись алюминия, смешиваются с содой и прокаливаются в печах, после чего образуется растворимое в воде соединение алюминия - алюминат натрия. Этот способ особенно важен при обработке низкосортных бокситов.

Используется сода и в нефтяной промышленности. Нефть после перегонки подвергается очистке для удаления различных примесей, снижающих ее качество. Щелочная очистка, при которой применяется раствор каустической соды (едкого натра), позволяет освободить нефтепродукты от кислот, содержавшихся в исходном сырье и появившихся в предыдущих стадиях обработки. Наряду с повышением качества нефтепродуктов это предохраняет нефтеперегонную аппаратуру от коррозии.

Каустическая сода необходима и при изготовлении искусственного волокна из древесины, что имеет исключительное значение для народного хозяйства. Например, из одного кубометра древесины можно получить 1 500 метров искусственной шелковой ткани. Кубометр древесины заменяет годовой урожай хлопка с 0,5 гектара, или годовой настриг шерсти с 25 овец, или шелк, полученный из 3,2 млн. коконов.

Но прежде чем превратиться в различные ткани, древесина должна претерпеть многие изменения. Основным процессом при этом является получение целлюлозы (клетчатки). Для этого и употребляется сода. В щелочном (содовом) растворе древесина приобретает новые свойства. Щелочь разрушает вещества, склеивающие волокна целлюлозы, и образующаяся масса подвергается дальнейшей переработке вплоть до получения искусственной ткани.

Сода употребляется и для производства металлического натрия. При этом едкий натр подвергается электролизу - разложению под действием постоянного электрического тока, в результате чего металлический натрий выделяется на катоде, откуда он извлекается и разливается по формам.

Большую ценность имеет и двууглекислая (питьевая) сода. Она используется в медицине, химико-фармацевтической, пищевой промышленности и т. д. При взаимодействии с кислотами двууглекислая сода нейтрализует их с выделением углекислого газа. На этом свойстве основано ее применение при производстве шипучих и искусственных минеральных вод. Питьевая сода необходима для кондитерского производства, а также хлебопечения. Она замешивается в тесто и при нагревании выделяет углекислый газ, пузырьки которого, расширяясь, придают изделию пористость. Так же получается пористая резина, идущая для производства губок, шин и различных технических деталей.