Wodorotlenek sodu właściwości

Wodorotlenek sodu należy do kategorii związków nieorganicznych i zwykle występuje w postaci białego ciała stałego w temperaturze pokojowej. Ten związek chemiczny składa się z kationów sodu i anionów wodorotlenowych. Wzór chemiczny wodorotlenku sodu jest zapisany jako NaOH. Wodorotlenek sodu jest również popularnie znany jako soda kaustyczna lub Iye.

Nazwa IUPAC         Wodorotlenek sodu / Tlenek sodu

Wzór chemiczny      NaOH

Masa cząsteczkowa           39,997 g/mol

Gęstość         2,13 g/cm³

Temperatura topnienia      318,4 o C

Temperatura wrzenia         1,388 °C

Liczba dawców wiązania wodorowego  1

Liczba akceptorów wiązania wodorowego        1

Obrotowa liczba obligacji   0

Liczba atomów izotopu      0

Liczba jednostek wiązanych kowalencyjnie     2

Właściwości fizyczne wodorotlenku sodu

Wodorotlenek sodu w czystej postaci jest białym krystalicznym ciałem stałym.

  • Jest bezwonny.
  • Jest rozpuszczalny w wodzie, glicerolu i etanolu. Gdy wodorotlenek sodu w postaci stałej miesza się z wodą, powoduje to silnie egzotermiczną reakcję.
  • Ma wyższą lepkość niż woda około 78 mPas.
  • Może tworzyć kilka hydratów.
  • Potrafi szybko pochłaniać dwutlenek węgla i wodę z powietrza. Może również występować w postaci płynnej.
  • Właściwości chemiczne wodorotlenku sodu
  • Posiada wiązanie jonowe.
  • Może reagować z kwasami protonowymi, tworząc wodę i sole.
  • Posiada wysoką kwasowość 13.
  • Przygotowanie wodorotlenku sodu

Wodorotlenek sodu (NaOH) jest jedną z najsilniejszych dostępnych zasad. Jest jednym z najważniejszych wodorotlenków alkalicznych stosowanych do celów laboratoryjnych i komercyjnych. Przeważnie jest wytwarzany przez elektrolizę roztworu solanki w przeponie lub ogniwie rtęciowym. Historycznie istnieje kilka ważnych procesów, w których NaOH jest wytwarzany wraz z innymi produktami (Cl 2, Na 2 CO 3 , itd.)

(i) Proces Leblanc:

W tym przypadku głównym produktem jest gazowy chlor, ale jako produkt uboczny wytwarzany jest NaOH. Ogólne równanie procesu Leblanc wygląda tak4HCl+Mn{{a}_{2}}\do 2C{{l}_{2}}+M{{n}^{2+}}+2{{H}_{2}}O4 H C l+M n a

Tutaj MnO 2 działa jako środek utleniający, utleniając HCl do Cl 2 . W dawnych czasach przygotowanie HCl jest trudne. Jest wytwarzany z NaCl poprzez działanie mocnego kwasu

NaCl + stęż. H 2 SO 4 → NaHSO 4 + HCl

NaHSO 4 + NaCl → Na 2 SO 4 + HCl

Następnie wytworzony HCl jest utleniany

HCl + MnO 2 → Cl 2 + Mn e+

Produkt uboczny Na 2 SO 4 jest używany do wytwarzania innych chemikaliów, takich jak szkło, Na 2 CO 3 lub NaOH w następujący sposób.

Na 2 SO 4 + C + CaCO 3 → Na 3 CO 3 + CaSO 4

Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → 2 NaOH + CaCO 3

Tutaj materiałami wyjściowymi są H 2 SO 4 , NaCl, CaCO 3 i C. Głównymi produktami są NaOH i Cl 2 . CaCO 3 przekształca się w Ca(OH) 2 w następujący sposób

CaC{{O}_{3}} \overset{\Delta }{\rightarrow}CaO\overset{H_{2}O}{\rightarrow}Ca{{\left( OH \right)}_{2}}C a C O

 (ii) Proces Weldona:

Jest podobny do procesu Leblanc, a jedyną różnicą jest to, że Mn 2+ (MnCl 2 ) jest poddawany recyklingowi w Weldon, ale jest marnowany w Leblanc. Dlatego proces Weldona jest tańszą metodą niż proces Leblanc

(iii) Proces diakona:

Podobnie jak w powyższym procesie, tutaj również utleniany jest HCl. Ale tutaj powietrze jest używane do utleniania HCl w obecności katalizatora (CaCl 2 )

Reakcja procesu diakona

(iv) Proces elektrolityczny:

W tym procesie NaOH i Cl 2 są wytwarzane przez elektrolizę roztworu solanki (NaCl). Ogniwo elektrolityczne zawiera zarówno katodę, jak i anodę, będące prętami grafitowymi, a elektrolitem jest roztwór NaCl. Konstrukcja jest następująca.

W roztworze solanki Na+ i C{{l}^{\Theta}}C l

 wytwarzane są jony i ze względu na powstałą różnicę potencjałów Na + iC{{l}^{\Theta}}C l

 przesuwają się w kierunku ich przeciwnie naładowanych elektrod, tj. Na + porusza się w kierunku katody iC{{l}^{\Theta}}C l

 w kierunku anody.

Na anodzie: 2C{{l}^{\Theta }}\do C{{l}_{2}}+2{{e}^{-}}2 stopnie l

Na katodzie: Na + + e – → Na

2Na + H 2 O → NaOH + H 2

Poza powyższymi reakcjami, niektóre reakcje uboczne mogą również wystąpić w następujący sposób.

NaOH+C{{l}_{2}}\do NaCl+NaOCl+{{H}_{2}}ON a O H+C l

 →N a C l+N O C l+h

 O O{{H}^{\Theta }}\do {{O}_{2}}+2{{H}_{2}}O+4{{e}^{-}}O H

Separacja wskazana na schemacie może być azbestem lub niektórymi materiałami z tworzyw sztucznych. Znaczenie rozdziału polega na oddzieleniu przedziału katodowego i anodowego oraz unikaniu występowania reakcji ubocznych. Niewiele modyfikacji ogniw elektrolitycznych daje produkt bardziej wydajnie.

Na przykład: Jeśli zamiast węgla (grafitu), jeśli jako katody stosuje się rtęć, wydajność katody wzrośnie nawet o 80 procent, w przeciwnym razie będzie to 20 procent. Na + przemieszczający się w kierunku rtęci katodowej osadza się jako metaliczny Na i reaguje z Hg, tworząc amalgamat, który może być następnie hydrolizowany do NaOH.

Na (amalgamat) + H 2 O → NaOH + H 2 + Hg.

Reakcje Z kwasami

Gdy wodorotlenek sodu reaguje z kwasem, tworzy czystą wodę i sole.

NaOH (aq) + HCl (aq) → NaCl (aq) + H 2 O (L)

Z metalami i tlenkami

Wodorotlenek sodu może reagować z metalami w wysokich temperaturach, tworząc tlenki metali.

4 Fe + 6 NaOH → 2 Fe 2 O 3 + 6 Na + 3 H 2

Jednak niektóre metale przejściowe mają tendencję do gwałtownej reakcji z NaOH. Na przykład aluminium. może być stosowany do wytrącania wodorotlenków metali przejściowych.

Z kwasowymi tlenkami

Wodorotlenek sodu może również reagować z tlenkami kwasowymi. W takich reakcjach oczyszczane są szkodliwe kwaśne gazy. Na przykład,

2NaOH + SO 2 → Na 2 SO 3 + H 2 O

  • Skutki zdrowotne i zagrożenia bezpieczeństwa
  • Wodorotlenek sodu jest silną  i  wyjątkowo  żrącą  zasadą,  rozkłada  żywe  tkanki.
  • Kontakt wzrokowy z NaOH może spowodować trwałą ślepotę
  • Kontakt skóry z NaOH jest przyczyną poważnych oparzeń chemicznych
  • Solwatacja wodorotlenkiem sodu jest wysoce egzotermiczna, może powodować oparzenia rozprysków.

Zastosowania wodorotlenku sodu

NaOH to związek chemiczny stosowany w wielu przypadkach. Poniżej wymieniono niektóre z jego typowych zastosowań.

  • Produkcja mydeł.
  • Miazga na papier.
  • Jest ważną substancją chemiczną laboratoryjną.
  • Używany w produkcji różnych innych chemikaliów.
  • Przemysł włókienniczy.
  • Uzdatnianie wody (przekształcanie wody twardej w miękką).
  • Produkcja szkła.