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.