NATRIO HIDROKSIDAS (NAOH): STRUKTŪRA, SAVYBĖS, PANAUDOJIMAS, SINTEZĖ - CHEMIJA - 2025

Natrio hidroksidas yra neorganinis junginys, kurio cheminė formulė yra NaOH ir susideda iš pagrindo arba šarminio metalo stipri. 5% jo tirpalo vandenyje pH yra artimas 14.

Tai yra labai higroskopiška balta kieta medžiaga, kuri taip pat gali absorbuoti anglies dioksidą iš oro, sudarydama natrio karbonatą. Preparatas tiekiamas plastikiniuose buteliuose kaip piliulės, kurių negalima per ilgai laikyti ore, taip pat jų negalima naudoti su mentele.

Natrio hidroksido tabletės laikrodžio stiklinėje. Šaltinis: nepateiktas mašininio skaitymo autorius. Spėjama, kad Walkerma (remdamasi pretenzijomis dėl autorių teisių).

Natrio hidroksidas gali būti sintetinamas reaguojant kalcio hidroksidui su natrio karbonatu. Tačiau šiuo metu jis iš esmės yra sintetinamas sūrymo elektrolizės būdu ir yra chloro dujų gamybos šalutinis produktas.

Atsižvelgiant į didelį NaOH baziškumą, jis gali būti daug naudojamas ir naudojamas, pavyzdžiui, popieriaus, muilo, ploviklių, dažiklių ir kt. Gamyboje. Jis taip pat naudojamas buitiniam valymui, vandens valymui, aliuminio perdirbimui, vaistų gamybai ir kt .; ir, svarbiausia, tai yra antrinis par excellence modelis.

Natrio hidroksidas yra labai ėsdinantis, gali sudirginti ir nudeginti odą ir akis. Įkvėpdamas dulkes jis gali sukelti plaučių edemą. Tuo tarpu jo nurijimas gali padaryti tokią didelę žalą virškinamajam traktui, kad gali sukelti mirtį.

Struktūra

Bevandenis

NaOH jonai. Šaltinis: Gabrielis Bolívaras.

Viršutinis paveikslėlis rodo jonus, kurie sudaro NaOH. Na ⁺ katijoną žymi purpurinė sfera, o hidroksilo anijoną (hidroksidas arba hidroksil) OH ^- raudona ir balta sfera. Na ⁺ ir OH ^- jonai sąveikauja tarpusavyje per elektrostatinį jų priešingų krūvių trauką.

Natrio hidroksido struktūra

Tokia sąveika nėra kryptinė, todėl vienos Na ⁺ OH ^- jonų poros atrakcionai gali paveikti kitų žmonių atstumą tam tikru atstumu. Rezultatas yra tas, kad Na ⁺ jonai atstumia vienas kitą, kaip ir OH ^- jonai , kol jie nustato minimalios energijos kristalą, kur sukuria tvarkingą ir periodišką (kristalinę) struktūrą.

Todėl atsiranda bevandenio NaOH (be vandens) ortorombiniai kristalai:

Bevandenio natrio hidroksido kristalinės struktūros vaizdas. Šaltinis: „Quibik“ per Vikipediją.

Jonai išlieka pakankamai rišti, kad bevandenis NaOH kristalas ištirptų 323ºC temperatūroje (tol, kol aplinkoje nėra drėgmės).

Hidratai

Na ⁺ ir OH ^- yra jonai, kuriuos lengvai tirpina (hidratuoja) vandens molekulės. Tai skatina jo hidrataciją virš jo kristalų gardelės energijos, todėl NaOH išskiria daug energijos, kai liečiasi su vandeniu.

Tačiau bevandeniuose kristaluose gali būti neištirpusių vandens molekulių; tai yra, natrio hidroksidas gali sudaryti daugybę hidratų, NaOH · nH ₂ O. Vandens molekulė gali arba sudaryti vandenilio ryšį su OH ^- (HOH-OH ^- ), arba koordinuoti su Na ⁺ (Na ⁺ - OH ₂ ).

Priklausomai nuo moliniu santykiu tarp NaOH ir H ₂ O, monohidratus (NaOH · H ₂ O), dihidratų (NaOH · 2H ₂ O), trihemidrates (NaOH · 3.5H ₂ O), tetrahydrates (NaOH · 4H ₂ O) gali kilti , heptahidratai (NaOH · 7H ₂ O) ir kt.

Kiekvienas iš šių hidratų gali kristalizuotis iš vandeninio NaOH tirpalo, esant skirtingiems masės procentams ir skirtingoms temperatūroms. Taigi NaOH parodyta sudėtinga tirpumo vandenyje diagrama.

Apskritai hidratų kristalai yra mažiau tankūs ir turi mažesnį lydymosi tašką. Taip yra todėl, vandens molekulės "trukdyti" tarp Na sąveikos ⁺ ir OH ^- , pridedant dipolio-Dipolinių jėgų jonines objektai, aukos.

Fizinės ir cheminės savybės

Vardai

IUPAC pageidaujamas pavadinimas: natrio hidroksidas. Kiti pavadinimai: kaustinė soda, askaritas (rečiau)

Molinė masė

39,9971 g / mol

Išvaizda

Balta, serozinė arba nepermatoma kieta medžiaga arba kristalai.

Lydymosi temperatūra

323 ºC

Virimo taškas

1 388 ºC

Tirpumas vandenyje

1000 g / l, esant 25 ° C temperatūrai. Tai rodo, kiek jis gali ištirpti vandenyje.

Jų vandeniniai tirpalai yra klampūs, jų klampumo vertė maždaug aštuoniasdešimt kartų didesnė nei vandens, ir iš pradžių jie išskiria daug šilumos. Jei su jais liečiatės, oda tampa slidi dėl riebalų rūgščių odoje muilinimo.

Paprastumas (pKb)

- 0,56

pH

5% m / m tirpalo vandenyje pH yra artimas 14

Lūžio rodiklis (nD)

Esant 580,4 nm bangos ilgiui: 1 433 320 ° C ir 1 421 420 ° C.

Stabilumas

Talpyklos, kuriose yra jo, turi būti hermetiškai uždarytos, kad nesusidarytų natrio karbonato. Taip yra dėl didelio higroskopiškumo, dėl kurio jis sugeria drėgmę iš aplinkos ir CO ₂ kiekį .

Skilimas

Šildant iki skilimo, jis išskiria natrio oksido dūmus.

Savaiminio užsidegimo taškas

Nedegus

Klampumas

4,0 cPoise esant 350 ° C

Garinimo šiluma

175 kJ / mol esant 1 388 ºC

Paviršiaus įtempimas

74,35 dynai / cm, tirpale esant 2,72% m / m vandenyje 18 ° C temperatūroje.

Reaktyvumas

Su rūgštimis

Reaguoja su organinėmis ir neorganinėmis mineralinėmis rūgštimis, susidaro vanduo ir atitinkama druska. Sieros rūgšties atveju reakcija yra egzoterminė.

2 NaOH + H ₂ SO ₄ => Na ₂ SO ₄ + 2H ₂ O

Su rūgšties oksidais

Reaguoja, pavyzdžiui, su sieros dioksidu, sudarydamas sulfito druską ir vandenį:

2 NaOH + SO ₂ => Na ₂ SO ₃ + H ₂ O

Su metalais

Jo vandeniniai tirpalai reaguoja su kai kuriais metalais, kad susidarytų kompleksinės natrio druskos. Pavyzdžiui, jos reakcija su cinku sukelia natrio cinkatą:

Zn + 2 NaOH + 2H ₂ O => Na ₂ + H ₂

Sintezė

Natrio hidroksidas sintetinamas daugiausia dviem būdais: iš pradžių naudojamu natrio karbonatu ir natrio chlorido elektrolize, šiuo metu labiau naudojamu pramonėje.

Natrio karbonato ir kalcio hidroksido reakcija

Natrio karbonatas reaguoja su kalcio hidroksidu procese, vadinamoje kaustikacija:

Ca (OH) ₂ + Na ₂ CO ₃ => CaCO ₃ + NaOH

Kalcio karbonatas nusėda, todėl supernatantyje lieka natrio hidroksidas, kuris sukoncentruojamas išgarinant.

Natrio karbonatas anksčiau gaunamas iš „Solvay“ proceso:

2 NaCl + CaCO ₃ => Na ₂ CO ₃ + CaCl ₂

Natrio chlorido elektrolizė

Elektrolizuojant natrio chlorido, esančio sūryme, vandeniniame tirpale susidaro vandenilio dujos, chlorido dujos ir natrio hidroksidas:

2 Nacl + 2 H ₂ O => H ₂ + Cl ₂ + 2 NaOH

Elektrolitinę kamerą sudaro iš titano metalo sudarytas skyrius, kuriame yra anodas (+), ir vieta, kur dedamas sūrymas. Šis skyrius nuo katodo skyriaus (-) yra atskirtas porėta membrana.

Prie anodo vyksta ši reakcija:

2 Cl ^- => Cl ₂ + 2 e ^- (oksidacija)

Tuo tarpu ši reakcija vyksta katode:

2 H ₂ O + 2 e ^- => H ₂ + OH ^- (redukcija)

Natris (Na ⁺ ) difunduoja iš anodo skyriaus į katodo skyrių per juos skiriančią membraną, sudarydamas natrio hidroksidą.

Programos

Valymo produktai

Natrio hidroksidas naudojamas muilams ir plovikliams gaminti namuose ir versle. Natrio hidroksido ir chloro derinys sukuria chloro baliklį, naudojamą skalbiant baltus drabužius.

Tai taip pat pašalina riebalų kaupimąsi kanalizacijose, todėl jis pašalinamas, paverčiant muilus muilinimo proceso metu. Tai leidžia pašalinti užsikimšusį vandentiekį iš namų ir kitų pastatų.

Farmacijos ir vaistiniai produktai

Natrio hidroksidas naudojamas įprastiems skausmą malšinantiems vaistams, tokiems kaip aspirinas. Taip pat vaistai, turintys antikoaguliantų, blokuojantys kraujo krešulių susidarymą, ir vaistai, mažinantys hipercholesterolemiją.

Energetiniai procesai

Natrio hidroksidas yra naudojamas gaminant kuro elementus, kurie veikia kaip akumuliatoriai, kad gamintų elektrą įvairioms reikmėms, įskaitant transportavimą. Epoksidinės dervos, pagamintos įsiterpus natrio hidroksidui, yra naudojamos vėjo jėgainėse.

Vandens valymas

Natrio hidroksidas naudojamas vandens rūgštingumui neutralizuoti ir iš jo pašalinti sunkiesiems metalams. Jis taip pat naudojamas natrio hipochlorito, vandens dezinfekavimo priemonės, gamybai.

Natrio hidroksidas, reaguodamas su aliuminio sulfatu, sudaro aliuminio hidroksidą: flokuliacinę medžiagą, naudojamą vandens valymo įrenginiuose, siekiant padidinti dalelių nusėdimą ir gauti jų skaidrumą.

Popieriaus gamyba

Natrio hidroksidas naudojamas kartu su natrio sulfidu medienai apdoroti, kad būtų gauta beveik grynos formos celiuliozė, kuri yra popieriaus pagrindas. Jis taip pat naudojamas perdirbant popierių, nes padėdamas atskirti rašalą, jis leidžia jį vėl naudoti.

Pramoninė gamyba

Natrio hidroksidas naudojamas viskozės, spandekso, sprogmenų, epoksidinių dervų, stiklo ir keramikos gamyboje. Jis naudojamas tekstilės pramonėje dažams gaminti ir medvilniniams audiniams perdirbti.

Cukranendrių valymo įrenginiuose etanolio gamybai iš cukranendrių cukranendrės naudojamas žemos temperatūros natrio hidroksidas.

Pavojai

Natrio hidroksidas yra labai ėsdinantis junginys, todėl sąlyčio su oda jis gali sukelti nudegimus, pūsles ir net nuolatinius randus.

Patekęs į akis gali sukelti stiprų nudegimą, patinimą, skausmą, neryškų matymą, o sunkiais atvejais gali sukelti nuolatinį aklumą.

Nurijus natrio hidroksidą, gali nudegti lūpos, liežuvis, gerklė, stemplė ir skrandis. Tarp įprastų simptomų yra pykinimas, vėmimas, skrandžio spazmai ir viduriavimas.

Natrio hidroksido įkvėpimas yra retas ir gali atsirasti tik dėl to, kad ore yra junginio dulkių arba susidaro rūkas, kuriame yra jo, jis dirgina plaučius.

Lėtinio poveikio atveju tai gali sukelti plaučių edemą ir stiprų dusulį, o tai yra medicininė pagalba.

Nuorodos

1. Šiveris ir Atkinsas. (2008). Neorganinė chemija. (Ketvirtasis leidimas). Mc Graw Hill.
2. Vikipedija. (2019 m.). Natrio hidroksidas. Atkurta iš: en.wikipedia.org
3. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2019 m.). Natrio hidroksidas. „PubChem“ duomenų bazė. CID = 14798. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Amerikos elementai. (2019 m.). Natrio hidroksido tirpalas. Atkurta iš: americanelements.com
5. Cheminės saugos faktai. (2019 m.). Natrio hidroksidas. Atkurta iš: chemicalsafetyfacts.org
6. NJ sveikata. (2015). Natrio hidroksidas. . Atgautas iš: nj.gov
7. Kanados darbuotojų sveikatos ir saugos centras. (2019 m.). DSS atsakymų duomenų lapas: natrio hidroksidas. Atkurta iš: ccohs.ca
8. Ausetutė. (sf). Natrio hidroksido ir chloro gamyba elektrolizės būdu. Atkurta iš: ausetute.com.au