Щелочь — это гидроксид щелочного металла . Слово «щелочь» наиболее точно относится к гидроксиду натрия (NaOH) [ требуется ссылка ] , но исторически его объединяли с другими щелочными материалами, в первую очередь с гидроксидом калия (KOH); хотя во многих случаях гидроксид калия также называют щёлок. Чтобы различать эти два вещества, гидроксид натрия можно называть содовым щёлоком; гидроксид калия можно называть калийным щёлоком.
Традиционно его получали, используя дождевую воду для выщелачивания древесной золы (которая хорошо растворяется в воде и является сильнощелочной ) из ее гидроксида калия (KOH). Получается едкий щелочной раствор, называемый щелочной водой . Затем щелочную воду либо использовали как таковую, например, для консервирования оливок перед их засолкой, либо выпаривали из воды, оставляя кристаллический щелок. [1] [2]
Сегодня щелок производится в промышленных масштабах с использованием процесса хлорщелочного производства с мембранными ячейками . Он поставляется в различных формах, таких как хлопья, гранулы, микрошарики, грубый порошок или раствор . Щелок традиционно использовался в качестве основного ингредиента в мыловарении.
Английское слово lye / ˈl aɪ / имеет родственные слова во всех германских языках и изначально обозначало ванну или горячий источник. [3]
Щелочи используются для консервирования многих видов пищи, включая традиционный скандинавский лютефиск , оливки (делают их менее горькими), консервированные мандарины , кукурузную крупу , булочки с щелоком , столетние яйца , крендели , засахаренные тыквы и бублики . Они также используются в качестве размягчителя в корочке запеченных кантонских лунных пряников , в « цзунцзы » ( клецки из клейкого риса, завернутые в листья бамбука), в жевательной южно- китайской лапше, популярной в Гонконге и Южном Китае, и в японской лапше рамен . Щелочь обеспечивает хрустящую глазурь на твердых кренделях. Он используется в куцинте , типе рисового пирога из Филиппин вместе с питси-питси . [4] В Ассаме, на северо-востоке Индии, широко используется тип щелока, называемый khar на ассамском и karwi на боро, который получают путем фильтрации золы различных банановых стеблей, корней и кожуры при их приготовлении, а также для консервирования, в качестве лекарства и в качестве заменителя мыла. Щелок, приготовленный из древесной золы, также используется в процессе никстамализации кукурузы гомини племенами Восточных лесов в Северной Америке .
В Соединенных Штатах пищевая щелочь должна соответствовать требованиям, изложенным в Кодексе пищевых химикатов (FCC), [5] как предписано Управлением по контролю за продуктами питания и лекарственными средствами США (FDA). [6] Низкие сорта щелочи, которые не подходят для использования в приготовлении пищи, обычно используются в качестве очистителей для канализации и духовок. [6] [ нужна страница ]
Как гидроксид натрия, так и гидроксид калия используются в мыловарении . Мыла с гидроксидом калия мягче и легче растворяются в воде, чем мыла с гидроксидом натрия. Гидроксид натрия и гидроксид калия не являются взаимозаменяемыми ни по требуемым пропорциям, ни по свойствам, получаемым при изготовлении мыла.
В мыловарении «горячим способом» в качестве основного ингредиента также используется щелок. Щелок добавляют в воду, охлаждают в течение нескольких минут, а затем добавляют в масла и сливки. Затем смесь варят в течение определенного периода времени (1–2 часа), как правило, в мультиварке , а затем помещают в форму.
Щелочи также ценятся за их очищающий эффект. Гидроксид натрия обычно является основным компонентом в коммерческих и промышленных очистителях духовок и засоренных сливных отверстиях из-за его способности растворять жир . Щелочи разлагают жиры посредством щелочного гидролиза эфира , давая водорастворимые остатки, которые легко удаляются промывкой.
Гидроксид натрия или калия можно использовать для переваривания тканей туш животных. Часто называемый щелочным гидролизом , этот процесс включает помещение туши животного в герметичную камеру, добавление смеси щелока и воды и применение тепла для ускорения процесса. Через несколько часов в камере будет жидкость, похожая на кофе, [7] [8] [9] и единственными оставшимися твердыми веществами будут очень хрупкие костные оболочки, в основном фосфат кальция , которые можно механически измельчить до мелкого порошка с очень небольшим усилием. [10] [11] Гидроксид натрия часто используется в процессе разложения сбитых животных, сбрасываемых на свалки подрядчиками по утилизации животных. [8] Благодаря своей низкой стоимости и легкой доступности, он также использовался преступниками для утилизации трупов. Итальянский серийный убийца Леонарда Чианчулли использовал это химическое вещество для превращения трупов в мыло. [12] В Мексике человек, работавший на наркокартели, признался, что избавился с его помощью от более 300 тел. [13]
3–10% раствор гидроксида калия (КОН) вызывает изменение окраски некоторых видов грибов:
Если человек подвергся воздействию щелочи, источники рекомендуют немедленно снять загрязненную одежду/материалы, аккуратно смахнуть/вытереть излишки с кожи, а затем промыть место воздействия проточной водой в течение 15–60 минут, а также обратиться в службы экстренной помощи. [14]
Для безопасного обращения со щелочью требуются средства индивидуальной защиты, включая защитные очки, химически стойкие перчатки и достаточная вентиляция. При нахождении вблизи щелочи, растворяющейся в открытой емкости с водой, рекомендуется использовать паронепроницаемую маску. Слишком быстрое добавление щелочи может вызвать неконтролируемую термическую реакцию, которая может привести к закипанию или взрыву смеси.
Щелочь в твердом состоянии расплывается и имеет сильное сродство к влаге в воздухе. В результате щелок растворяется при контакте с открытым воздухом, поглощая большое количество атмосферной влаги. Соответственно, щелок хранится в герметичных (и, соответственно, влагонепроницаемых) контейнерах. Стекло не является хорошим материалом для хранения, поскольку сильные щелочи оказывают на него слабое едкое воздействие. Как и в случае с другими едкими веществами, контейнеры должны быть маркированы, чтобы указать потенциальную опасность содержимого, и храниться вдали от детей, домашних животных, тепла и влаги.
Большинство проблем безопасности со щелоком также характерны для большинства едких веществ, таких как их потенциально разрушительное воздействие на живые ткани ; примерами являются кожа , плоть и роговица . Растворы, содержащие щелок, могут вызывать химические ожоги , постоянные травмы, рубцы и слепоту сразу после контакта. Щелок может быть вредным или даже смертельным при проглатывании; проглатывание может вызвать стриктуру пищевода . Более того, сольватация сухого твердого щелока является высокоэкзотермической , и возникающее тепло может вызвать дополнительные ожоги или воспламенить горючие вещества.
Реакция между гидроксидом натрия и некоторыми металлами также опасна. Алюминий , магний , цинк , олово , хром , латунь и бронза реагируют со щелочью, выделяя водород . Поскольку водород горюч , смешивание большого количества щелочи с алюминием может привести к взрыву. Как калиевая, так и натриевая формы способны растворять медь.