НАТРИЈУМ-ХИДРОКСИД (НАОХ): СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, УПОТРЕБА, СИНТЕЗА - ХЕМИЈА - 2024

Натријум хидроксида је неорганско једињење чија хемијска формула НаОХ и састоји се од базе или алкалног метала јаком. Раствор 5% воде у води има пХ близу 14.

То је веома хигроскопна бела чврста супстанца која такође може да апсорбује угљен диоксид из ваздуха и формира натријум карбонат. Долази у продаји у пластичним боцама као таблете, које се не могу предуго излагати ваздуху, нити се њима треба поступати са лопатицама.

Таблете натријум хидроксида у сатничкој чаши. Извор: Није наведен аутор читљив аутор. Валкерма претпоставља (на основу тврдњи о ауторским правима).

Натријум-хидроксид се може синтетизовати реакцијом калцијумовог хидроксида са натријум-карбонатом. Тренутно се, међутим, у основи синтетише електролизом сланог раствора и нуспроизвод је стварања гаса хлора.

С обзиром на велику базичност НаОХ, он има бројне намене и примене, као што су производња папира, сапуна, детерџената, боја, итд. Такође се користи у чишћењу домаћинстава, обради воде, преради алуминија, производњи лекова итд .; и изнад свега, то је секундарни узорак пар екцелленце.

Натријум-хидроксид је веома корозиван, може изазвати иритацију и опекотине на кожи и очима. Удисањем прашине може изазвати плућни едем. У међувремену, његов унос може нанијети толико озбиљну штету пробавном тракту да може довести до смрти.

Структура

Безводни

НаОХ јони. Извор: Габриел Боливар.

Горња слика приказује јоне који чине НаОХ. На ⁺ катион представљен је љубичастом сфером, док хидроксил анион (хидроксид или хидроксил) ОХ ^- црвеном и белом сфером. И На ⁺ и ОХ ^- јони међусобно делују кроз електростатичко привлачење супротних наелектрисања.

Структура натријум хидроксида

Такве интеракције нису усмерене, тако да привлачности једног На ⁺ ОХ ^- јонског пара могу да утичу на оне других на одређеној раздаљини. Резултат је да се На ⁺ јони одбијају један на другог, на исти начин као и ОХ ^- јони , све док не дефинишу кристал минималне енергије где успостављају уређену и периодичну (кристалну) структуру.

Због тога се појављују орторомбични кристали безводног НаОХ (без воде):

Приказ кристалне структуре безводног натријум хидроксида. Извор: Куибик путем Википедије.

Јони остају довољно кохезивни да се безводни НаОХ кристал растопи на 323 ° Ц (све док у околини нема влаге).

Хидрати

И На ⁺ и ОХ ^- су јони који се лако растварају (хидрирају) помоћу молекула воде. Ово погодује његовој хидратацији изнад и изнад ретикуларне енергије његових кристала, због чега НаОХ ослобађа пуно енергије када дође у контакт са водом.

Међутим, безводни кристали могу угостити неразтопљене молекуле воде; односно натријум хидроксид могу формирати бројне хидрате, НаОХ · нХ ₂ О. Вода молекул може или формира водоника везу са ОХ ^- (Хох-ОХ ^- ) или координира са На ⁺ (На ⁺ - ОХ ₂ ).

У зависности од молски однос НаОХ и Х ₂ О, монохидрата (НаОХ · Х ₂ О), дихидрате (НаОХ · 2Х ₂ О), трихемидратес (НаОХ · 3.5 х ₂ О), тетрахидратес (НаОХ · 4Х ₂ О) могу настати , хептахидратес (НаОХ · 7Х ₂ О), и други.

Сваки од ових хидрата може кристализирати из воденог раствора НаОХ са различитим масним процентима и на различитим температурама. Сходно томе, НаОХ показује компликован дијаграм растворљивости у води.

Уопштено говорећи, кристали хидрата су мање густи и имају ниже тачке топљења. То је због чињенице да молекули воде „ометају“ интеракцију између На ⁺ и ОХ ^- додајући диполо-диполне силе на жртву јонских атракција.

Физичка и хемијска својства

Имена

Преферирано име ИУПАЦ: натријум хидроксид. Остала имена: Каустична сода, Аскарит (ређе)

Моларна маса

39.9971 г / мол

Изглед

Беле, серозне или непрозирне чврсте супстанце или кристали.

Тачка топљења

323 ºЦ

Тачка кључања

1,388 ºЦ

Растворљивост у води

1.000 г / Л при температури од 25 ° Ц. Ово показује колико се може растварати у води.

Њихови водени раствори су вискозни, вредности вискозности око осамдесет пута веће од воде, и у почетку ослобађају пуно топлоте. Ако имате контакт са њима, они чине кожу клизавом, због сапонификације масних киселина у кожи.

Основност (пКб)

- 0,56

пХ

Раствор 5% в / в у води има пХ близу 14

Индекс лома (нД)

На таласној дужини од 580,4 нм: 1,433 на 320 ° Ц и 1,421 на 420 ° Ц.

Стабилност

Контејнери који га садрже морају бити херметички затворени да се спречи стварање натријум карбоната. То је због његове високе хигроскопности, због чега апсорбује влагу из своје околине и садржај ЦО ₂ .

Декомпозиција

Када се загрева до разлагања, емитује дим натријум-оксида.

Тачка аутоматског паљења

Није запаљиво

Вискозност

4,0 цОсећајте на 350 ° Ц

Топлина испаравања

175 кЈ / мол на 1,388 ° Ц

Површински напон

74,35 дин / цм у раствору 2,72% в / в у води на 18 ° Ц.

Реактивност

Са киселинама

Реагира са органским и анорганским минералним киселинама, стварајући воду и одговарајућу со. У случају сумпорне киселине реакција је егзотермна.

2 НаОХ + Х ₂ СО ₄ => На ₂ СО ₄ + 2 Х ₂ О

Са киселим оксидима

Реакција са сумпор-диоксидом, на пример, даје сулфитну со и воду:

2 НаОХ + СО ₂ => На ₂ СО ₃ + Х ₂ О

Са металима

Њени водени раствори реагују са неким металима да производе сложене натријумове соли. На пример, његова реакција са цинком доводи до натријум-цинката:

Зн + 2 НаОХ + 2 Х ₂ О => На ₂ + Х ₂

Синтеза

Натријум-хидроксид се синтетише углавном двема методама: применом натријум-карбоната, првобитно коришћеним, и електролизом натријум-хлорида, који је тренутно у већој индустријској употреби.

Реакција натријум карбоната и калцијумовог хидроксида

Натријум-карбонат реагује са калцијум хидроксидом у процесу познатом као каустизација:

Ца (ОХ) ₂ + На ₂ ЦО ₃ => ЦаЦО ₃ + НаОХ

Калцијум карбонат се таложи, остављајући натријум хидроксид у супернатанту, који се концентрише испаравањем.

Натријум-карбонат потиче раније из процеса Солваи:

2 НаЦл + ЦаЦО ₃ => На ₂ ЦО ₃ + ЦаЦл ₂

Електролиза натријум-хлорида

Електролизом натријум хлорида, који је присутан у сланом раствору, ствара се водоник, гас хлорида и натријум хидроксид у воденом раствору:

2 Нацл + 2 Х ₂ О => Х ₂ + Цл ₂ + 2 НаОХ

Електролитичка комора се састоји од одељка који садржи аноду (+), направљену од метала титанијума, и место на коме се поставља сланица. Ово одељење је одвојено од катодног простора (-) порозном мембраном.

Следећа реакција се дешава на аноди:

2 Цл ^- => Цл ₂ + 2 е ^- (оксидација)

У међувремену, ова се реакција догађа на катоди:

2 Х ₂ О + 2 е ^- => Х ₂ + ОХ ^- (смањење)

Натријум (На ⁺ ) дифузује се од анодног дела до преграде катоде, кроз мембрану која их раздваја, формирајући натријум хидроксид.

Апликације

Средства за чишћење

Натријум-хидроксид користи се за израду сапуна и детерџената који се користе у кући и послу. Комбинација натријум хидроксида и хлора ствара хлорни избељивач, који се користи у прању беле одеће.

Такође елиминише нагомилавање масти у одводима, стварајући његово елиминацију конверзијом у сапуне путем процеса сапонификације. То омогућава уклањање зачепљених водовода из кућа и других зграда.

Фармацеутски и лекови

Натријум хидроксид се користи да би се направила уобичајена средства за ублажавање болова, попут аспирина. Такође лекови са антикоагулантним деловањем који блокирају стварање крвних угрушака и лекови за смањење хиперхолестеролемије.

Енергетски процеси

Натријум хидроксид користи се у производњи горивних ћелија које функционишу попут батерија за производњу електричне енергије за различите примене, укључујући транспорт. Епоксидне смоле, произведене интервенцијом натријум хидроксида, користе се у ветротурбинама.

Третман водом

Натријум-хидроксид се користи за неутрализацију киселости воде и доприноси уклањању тешких метала из ње. Такође се користи за производњу натријум-хипохлорита, воденог дезинфекционог средства.

Натријум-хидроксид реагује са алуминијум-сулфатом да би се створио алуминијум хидроксид: средство за флокулацију које се користи у постројењима за пречишћавање воде за повећање таложења честица, продуктивно разјашњавање.

Креирање папира

Натријум хидроксид се користи са натријум сулфидом у обради дрвета да би се добила целулоза, у готово чистом облику, који чини основу од папира. Користи се и за рециклирање папира, јер помажући да одвојите мастило омогућава да се поново користи.

Индустријска производња

Натријум хидроксид користи се у производњи рајона, спандекса, експлозива, епоксидних смола, стакла и керамике. Користи се у текстилној индустрији за прављење боја и обраду памучних тканина.

У постројењима за третман шећерне трске, натријум хидроксид на ниским температурама користи се за производњу етанола из багателе шећерне трске.

Ризици

Натријум-хидроксид је веома корозивно једињење, па додиром са кожом може изазвати опекотине, жуљеве, па чак и трајне ожиљке.

У контакту са очима може изазвати озбиљне опекотине, отицање, бол, замагљен вид, а у тежим случајевима може узроковати трајно слепило.

Гутање натријум хидроксида може изазвати опекотине на уснама, језику, грлу, једњаку и стомаку. Међу уобичајене симптоме су мучнина, повраћање, грчеви у стомаку и пролив.

Иако је удисање натријум хидроксида ретко и може се догодити само због присуства прашине једињења у ваздуху или због стварања магле која га садржи, он ствара иритацију у плућима.

У случају хроничне изложености, ово може проузроковати плућни едем и озбиљну краткоћу даха, што је хитна медицинска помоћ.

Референце

1. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија . (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
2. Википедиа. (2019). Натријум хидроксид. Опоравак од: ен.википедиа.орг
3. Национални центар за информације о биотехнологији. (2019). Натријум хидроксид. ПубЦхем база података. ЦИД = 14798. Опоравак од: пубцхем.нцби.нлм.них.гов
4. Америцан Елементс. (2019). Раствор натријум хидроксида. Опоравак од: америцанелементс.цом
5. Чињенице хемијске безбедности. (2019). Натријум хидроксид. Опоравак од: цхемицалсафетифацтс.орг
6. Њ Хеалтх. (2015). Натријум хидроксид. . Опоравак од: њ.гов
7. Канадски центар за здравље и безбедност на раду. (2019). ОСХ одговори листови чињеница: натријум хидроксид. Опоравак од: ццохс.ца
8. Аусетуте. (сф) Производња натријум хидроксида и хлора електролизом. Опоравак од: аусетуте.цом.ау