Водный раствор нитрата и карбоната применение в строительстве

Применение и реакции взаимодействия карбоната натрия

Карбонат натрия производиться в виде белого порошкообразного вещества. В простонародье это вещество называют кальцинированной содой, в международном производстве применяют название Sodium carbonate.

Соду использовали еще в древних временах, первыми ее нашли египтяне. Они использовали ее для мытья посуды и для производства стекольных изделий. Зачастую ее находили в соляных пластах, которые находились под землей. Ее месторождением также считают содовые озера. Она находится в составе некоторых минералов и водорослей. Соду можно найти в нахколитах, термонатритах и натронах.

Формула карбоната натрия Na2CO3. Также это вещество можно назвать натриевой солью угольной кислоты. Свое наименование сода получила из-за того, что в процессе ее производства гидрокарбонат натрия подвергают высокому нагреву. Современные производители изготавливают это вещество разнообразными способами. Самыми популярными считаются метод Сольве и химическая переработка минералов.

Физические свойства

Молярная масса карбоната натрия 105,9 г/моль. Данное вещество обладает небольшой плотностью – 2,54 г/см³. Кальцинированная сода быстро растворяется в водной среде, начинает кипеть при температуре 1 600°C. Этот материал имеет высокую гигроскопичность, он легко впитывает в себя запахи и влагу. Если карбонат натрия Na2CO3 хранить в открытом виде, то он начинает слеживаться.

Реакции взаимодействия карбоната натрия

Это вещество способно реагировать с большим количеством химических соединений.

• Гидрокарбонат аммония и хлорид натрия в своей реакции образуют осадок в виде пищевой соды.

NH4HCO3 + NaCl = NaHCO3 + NH4C

• Карбонат натрия в реакции с соляной кислотой

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2

Раствор карбоната натрия и соляной кислоты в результате взаимодействия образовывают пищевую соль, воду и углекислый газ, который испаряется в воздух.

• Чтобы получить кальцинированную соду, соединяют гидроксид натрия с углекислым газом. В результате этой реакции, образуется кальцинированная сода и вода.

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

• Реакция взаимодействия уксусной кислоты и карбоната натрия

2СН3СООН + Na2CO3 = H2O + CO2 + 2CH3COONa

• Для получения карбоната кальция, необходимо произвести реакцию, в которой будут участвовать карбонат натрия и хлорид кальция.

• Кальцинированная сода может вступать в реакцию с серной кислотой.

Na2CO3+H2SO4=NA2SO4 + H2O +CO2

• Обменная реакция сульфида натрия и карбоната кальция.

Na2S + СаСО3 → Na2CO3 + CaS

• Карбонат натрия быстро взаимодействует с водой. Водный раствор карбоната натрия разлагается следующим образом:

• Взаимодействие карбоната натрия с нитратом кальция

Na2CO3 + Ca(NO3)2 → 2NaNO3 + CaCO3↓

Представленные уравнения реакций карбоната натрия показывают, что это вещество можно получить разными способами. Оно способно качественно взаимодействовать с кислотами и водой.

Применение кальцинированной соды

Сфера применения этого вещества достаточно широкая. Раствор карбоната натрия используют в пищевой промышленности. Пищевая сода добавляется в составы многих продуктов питания для урегулирования кислотности, повышения воздушности теста, для эмульгирования.

Технический карбонат натрия находит свое применение в сфере стекольного производства. Также это вещество вводиться в состав бумаги, мыла, различных чистящих и моющих средств. В тяжелой промышленности его используют в процессе изготовления чугунных изделий.

Большой спрос на этот материал замечен в:

• • в процессе производства цветных металлов,
• • нефтеперерабатывающей промышленности,
• • текстильном производстве.

В химической сфере с помощью реакций с карбонатом натрия получают другие натриевые соли.

За счет кальцинированной соды проходит очистка водных труб, а также понижается жесткость воды.

В результате переработки угольной кислоты с солями калия и натрия получают карбонат калия-натрия. Этот материал не имеет характерного цвета, он быстро растворяется в водной среде. Его используют в процессе производства цемента. Он способствует быстрому затвердеванию.

Техническая сода имеет разное предназначение, ее выпускают двух марок:

Водный карбонат натрия марки Б используют для приготовления различных моющих средств. Его также применяют для очищения нефтяных продуктов. В химической промышленности он помогает получать натриевые, фосфорные и хромовые соли.

Обе марки карбоната натрия входят в составы разного стекла. Их добавляют в составы:

• • стекол для оптических приборов,
• • стеклоблоков,
• • керамической плитки,
• • медицинского стекла,
• • пеноблоков.

Марка А применяется в процессе изготовления электровакуумного стекла. Для этой цели карбонат натрия должен иметь высший сорт.

Производители и стоимость

Соединенные Штаты Америки, Канада, Мексика и ЮАР считаются мировыми лидерами по производству этого материала. На их территории сосредоточены большие природные залежи. В Российской Федерации содовые озера находятся на территории Забайкалья и Сибири.

Основными промышленными компаниями, которые изготавливают карбонат натрия в России, считаются:

• • ООО Югреактив,
• • ООО ТранзитХим,
• • ООО АнгараРеактив,
• • группа компаний ХИМПЭК,
• • ООО НефтеГазХимКомплект.

Средняя цена карбоната натрия составляет 20-25 рублей за 1 кг. Фасуют кальцинированную соду в полиэтиленовые мешки и картонные упаковки.

Источник

Противоморозные добавки

Противоморозные добавки для бетонов

Если бетон замерзает – кристаллы воды из — за своего расширения разрушают ( рвут ) структуру бетона и в дальнейшем получившееся изделие обладает крайне низкой прочностью и ухудшенными остальными характеристиками .
Для решения этой проблемы можно использовать :
— обогрев конструкции до застывания раствора ;
— добавить специальные добавки , которые предотвращают замерзание воды .

Такие противоморозные добавки позволяют проводить работы до минус 15 градусов .
Но при этом вводимые добавки изменяют свойства конечного изделия как в положительную , так и в отрицательную сторону .

Принцип действия добавок :

У меньшает температуру замерзания воды в бетонной смеси , что не дает ей замерзнуть при доставке и до непосредственного схватывания раствора . За счет этого происходит полное протекание реакции воды с порошком цемента . После введения добавки бетон становиться морозостойким .

ГОСТ 24211 — 91 рекомендуется применение противоморозных присадок в диапазоне температур минус 10 — 15С . Фактически добавки дают возможность применения бетона и при пониженной температуре , но процесс застывания будет занимать более длительное время .

Противоморозные добавки можно разделить на группы по степени воздействия :

— уменьшающие температуру замерзания воды . Они же незначительно влияют на скорость схватывания раствора .
— способствует быстрому формированию плотной цементной структуры ( камня ). В процессе реакции с компонентами раствора выделяется тепло . Не уменьшает температуру замерзания воды . ( в основном сульфаты ).
— ускоряющая противоморозная добавка . Увеличивает растворимость компонентов раствора . Некоторые так же снижают температуру замерзания воды .

Часто используют комплексные составы , включающие в себя несколько групп добавок .

Рассмотрим основные химические вещества , которые являются противоморозными добавками :

Поташ — противоморозный ускоритель твердения . Чтобы не допустить уменьшение прочности конечного изделия часто применяют совместно с замедлителями схватывания . Содержание не более 30 %.

Формиат натрия является противоморозной добавкой , ускоряющая твердение . Используется с лигносульфонатом нафталина для повышения пластифицирующих свойств раствора и увеличивает водоредуцирование ( уменьшение воды в растворе ). Содержание 2 — 6 % от объема цемента .

Нитрит натрия – ускоряет твердение . Запрещено использовать в смеси с лигносульфонатами из — за выделения при реакции отравляющего газа . Содержание в растворе до 10 % от массы цемента . Применяется до минус 25С .

Аммиачная вода ( Аммиак водный ) – противоморозная добавка . Не корродирует армирующие элементы , ингибитор коррозии к другим компонентам смеси . Замедляет твердение раствора . По сравнению с поташем и кальцием хлористым имеет более низкую степень расширения .

Концентрация рассчитывается от температуры окружающей среды :

до минус 10С – водный раствор аммиака 5 %;
в диапазоне минус 10 — 20С – водный раствор аммиака 10 %;
в диапазоне минус 20 — 35С – водный раствор аммиака 15 %;
ниже минус 35С – водный раствор аммиака 20 %.

Кальций и Натрий хлористый – уменьшает время схватывания . Основные недостатки – корродирование армирующих элементов и появление высолов . Вводят совместно с Нитритом натрия для снижения коррозии армирующих элементов хлоридом кальция . Для этого же используют аммиак водный ( был опробован при возведении Кременчугской ГЭС) .

Карбамид (Мочевина) — не рекомендуется использовать как самостоятельную добавку. Как дополнительная добавка выступает в качестве пластификатора, выводит соли (нитриты и нитраты) в плохорастворимые, уменьшает температуру замерзания. Так же повышает закрытую пористость. Ч асто используется совместно с нитратом кальция . При применении вместе с Кальцием азотнокислым ( 1 к 4 ) не взирая на небольшое уменьшение температуры замерзания , раствор хорошо затвердевает при пониженной температуре .

Натрий роданистый – ускоритель схватывания . Входит в состав многих готовых комплексных противоморозных добавок , выпускаемых отечественными производителями .

Бура ( Тетраборат натрия ) – противоморозная добавка . Способствует сохранению целостности изделия после оттаивания , а так же препятствует трещинообразованию в монолите конструкции . Уменьшает водопроницаемость , увеличивает прочность до 30 %.
Рекомендована как дополнительная добавки при использовании карбоната кальция ( Поташ ) для повышения прочности после оттаивания .

Сода кальцинированная ( Натрий углекислый ) – ускоритель твердения .
Зависимость скорости схватывания от количества соды в растворе :
0 % Начало схватыв . 100 мин Конец схватыв . 305 мин
2 % Начало схватыв . 5мин Конец схватыв . 45 мин
5 % Начало схватыв . 3 мин Конец схватыв . 17 мин
Однако такое быстрое твердение сильно снижает прочность .

Тринатрийфосфат – ускоряет затвердение бетона . Можно использовать в небольших количествах . Достаточно добавить до 1 , 5 %. Самостоятельно применяется только при положительной температуре .

Аммоний хлористый – ускоритель схватывания раствора и противоморозная добавка .

Силикат натрия или калия ( жидкое стекло ) – сильный ускоритель твердения . Конечное изделие становится более влагостойким и повышает прочность .

Соляная кислота совместно с Известью ( негашеной ) – ускоритель твердения . Может уменьшить время работ до 4 — х раз . При гашении извести выделяется тепло .

Сульфат Калия — увеличивает морозостойкость, повышает водонепроницаемость. Так же уменьшает усадку.

Особенности:

В процессе твердения раствора добавки могут перераспределяться по объему и скапливаться в углах и других местах . Это может повлиять на равномерность распределения свойств .
Так же при застывании добавки могут изменять объем при кристаллизации , что может привезти к внутренним напряжениям и дефектам .
Применение противоморозных добавок должно проходить под руководством специалиста , который выберет необходимые к применению добавки и произведет расчет необходимого количества .

В настоящее время разработано большое количество готовых составов, а так же различные специальные добавки, например, поликарбоксилатные суперпластификаторы.

Статья про изготовление пористых бетонов с использованием перекиси водорода.

Источник

Химические соединения натрия, нашедшие применение в промышленности

Соединения натрия стали известны человечеству с глубокой древности.

Сейчас, также, как и раньше невозможно вообразить свою жизнь без присутствия в ней соединений натрия.

В наши дни абсолютно все люди ежедневно встречают вокруг себя огромное количество соединений натрия, даже, порой, не зная об этом. Это и обычная поваренная соль, пищевая сода, щелочные чистящие средства, мыло и средства для мытья посуды, лекарственные средства (аспирин, тетраборат натрия и другие), стекло, лампы и множество других товаров массового потребления.

Самым распространенным источником натрия на планете считается каменная соль (галит). Галит – это практически чистый NaCl.

Десятки самых разных соединений натрия используются сегодня во всех сферах нашей деятельности.

О наиболее важных соединениях натрия, а также об их использовании в промышленности и пойдет речь ниже.

• Хлорид натрия NaCl – наиболее известное всем применения получил в качестве усилителя вкуса. Ведь хлорид натрия ни что иное, как поваренная соль. Кроме улучшения вкусовых качеств хлорид натрия обладает антибактериальными свойствами, поэтому используется в качестве консерванта.

Под воздействием электрического тока из NaCl, растворенного в воде, получают сразу три важнейших для промышленности элемента. Это газообразный хлор (Cl2), гидрооксид натрия (второе название — каустическая сода) (NaOH) и газообразный водород (H2).

В свою очередь хлор применяется в производстве, красок, растворителей, пластмасс, пестицидов, используется в текстильной и фармацевтической промышленности.

• Гидрооксид натрия и раствор гидрооксида натрия нашли большое применение в металлургической, нефтеперерабатывающей, косметической, текстильной, а также пищевой промышленностях. Кроме того эти соединения успешно применяются для обработки воды.

• Карбонат натрия( Na2CO3) – всем известная сода. Это соединение натрия нашло применение в производстве стекла, бумаги и целлюлозы, мыла, чистящих и моющих средств, в легкой промышленности. Пищевая сода входит в состав продуктов питания. Также используется для очистки сточных вод, кроме того является отправной точкой для производства других соединений натрия.

• Бикарбонат натрия (NaHCO3) – при растворении в воде вызывает реакцию шипения. Например, газированные напитки, разрыхлитель для теста, аспирин в «шипучих» таблетках – здесь используется бикарбонат натрия.

• Гипохлорит натрия ( NaOCl) – используется в фармацевтической промышленности, в качестве одного из компонентов, входящих в состав бытовой химии, такой, как отбеливатели, обезжириватели , чистящие средства; применятся для обеззараживания и дезинфекции воды.

• Нитрит натрия (NaNO2) – азотосодержащее удобрение, пищевой консервант и улучшитель окраски Е250. Нитрит натрия широко используется в медицине и ветеринарии как сосудорасширяющее средство, бронхолитическое, слабительное, средство против спазмов и противоядие при отравлении цианидами. В фотографии нитрит натрия нашел применение как реагент, противоморозная добавка для бетона, применяется при изготовлении каучука и взрывчатых веществ.

• Нитрат натрия (NaNO3) — это соединение натрия также получило широчайшее применение: консервант Е251 (противомикробная добавка), удобрение. Также используется при изготовлении ракетного топлива, входит в состав взрывчатых веществ, а также в металлообрабатывающей и стекольной промышленности.

• Альгинат натрия (NaC 6 H 7 O 6 ) – производство цемента, краски на водной основе, загуститель в мороженом и других продуктах питания.

• Бифторид натрия (KHF 2 ) – антисептик, не пищевой консервант, также используется при производстве жести и травлении стекла;

• Диуранат натрия, или « желтый уран » (Na 2 U 2 O 7 ) – используется для производства оранжевой глазури для керамики;

• Фторсиликат натрия (Na 2 SiF 6 ) – используется при изготовлении зубных паст со фтором, хозяйственного мыла, также используется при изготовлении средств для борьбы с крысами и насекомыми. Кроме того фторсиликат натрия нашел применение в качестве консерванта для кожи и дерева.

• Метаборат натрия (NaBO 2 ) – гербицид, применяется для уничтожения растительности.

• Стеарат натрия (NaOOCC 17 H 35 ) – используется как добавка в косметические средства и зубные пасты. Применяется в качестве гидроизоляции и как компонент, предотвращающий разрушение пластика.

• Гликолят натрия циркония (NaZrH 3 (H 2 COCOO) 3 ) – это вещество входит в состав дезодорантов, противомикробных препаратов, также применяется при изготовлении огнестойких материалов.

• Парапериодат натрия (Na 3 H 2 IO 6 ) — это соединение помогает бумаге сохранять прочность при намокании.

• Гидрофторид натрия( NaHF2) – антисептик, используется при производстве плавиковой кислоты, также нашел применение для травления стекла.

• Вольфрамит натрия (NaWO4) – изготовление пигментов.

• Гексаметалфосфат натрия (Na6P6O18) – текстильная, кожевенная, нефтяная промышленность, смягчение воды.

• Дитионит натрия (Na2S2O4) – производство красителей

• Салицилат натрия – C7H5NaO3 – фармацевтика.

• Метасиликат натрия (Na2SiO3) – производство бетона, цементных растворов, стекла.

• Гидрид натрия (NaH) – c помощью раствора NaH в гидрооксиде натрия снимают окалину со сталей и тугоплавких металлов.

• Бисульфит натрия (NaHSO3) – фотография, бумажная, текстильная, кожевенная индустрия, очистка воды.

• Фосфат натрия (Na3PO4) – косметические препараты, зубная паста, пищевая добавка.

• Селенит натрия ( Na2SeO3) – минеральная добавка, фармацевтика, ветеринария.

• Тиосульфат натрия – фармацевтическая промышленность

• Станнит натрия (Na2SnO2) – с его помощью открывают ионы кобальта в сталях, добывают металлическое серебро, благодаря станниту натрия возможно полное восстановление органических соединений ртути.

• Метастаннат натрия Na2[Sn(OH)6] – гальваника, лужение алюминия.

• Тиоцианат натрия ( традиционное название -роданит натрия) (NaSCN) – используется в качестве реактива для фотометрического определения железа, также используется в фотографии и текстильной промышленности.

• Натрий-бутадиеновый каучук – самый востребованный из всех каучуков

• Амид натрия (NaNH2) — участвует в синтезе других химических веществ, включая витамин А.

• Ацетат натрия (C2H3O2Na) – легкая, пищевая промышленность, также используется в быту.

• Пиросульфит натрия (Na2(SO2SO3)) – пищевой консервант, также нашел применение в химической и фармацевтической отраслях.

• Кремнефтористый натрий (Na2SiO6) и Гексафторосиликат натрия (Na2[SiF6] ) – необходимы при получении берилла и марганца, используется при изготовлении цементов, стекол, эмалей, замазок.

• Метилат натрия (CH3NaO) – необходим для синтеза в при изготовлении лекарственных препаратов и химикатов.

• Перекись натрия (Na2O2) – великолепный отбеливател.ь

• Фенолят натрия используется для дезинфекции.

• Фторид натрия (NaF)- при изготовлении зубной пасты, кроме того компонент составов флюса для сварки, пайки металлов, эмалей, стекол, керамики, входит в состав средств для очистки металлов и т.д.

Радиоактивные изотопы натрия имеют как медицинское, так и не медицинское применение (например, проверят нефтепроводы на предмет утечек)

Большинство людей никогда не видели металлический натрий (Na). Да и в виде свободного элемента в природе он никогда не встречается. Он настолько активен, что обычно хранится в жидкости, с которой не реагирует, чаще всего используют керосин. Тем не менее, и в виде свободного элемента натрий нашел большое применения в различных областях промышленности. Это и теплообменная среда в атомных электростанциях, и производство других металлов, включая титан, производство аккумуляторов, электрических проводов, натриевых ламп, искусственного каучука и прочее.

Подводя итог всему вышесказанному, необходимо отметить, что переоценить роль такого химического элемента, как натрий, крайне сложно. Однако, важнейшим из всех соединений натрия, по праву может считаться обыкновенная пищевая соль. Ведь именно хлорид натрия имеет огромное влияние на ряд основных функций у растений, животных и людей. Именно хлорид натрия принимает непосредственное участие в водно-солевом обмене, одном из важнейших процессов, протекающих в организмах животных и людей.

Источник