Struktura wodorotlenku sodu (NAOH), właściwości, zastosowania, synteza

On wodorotlenek sodu Jest to związek nieorganiczny, którego wzorem chemicznym jest NaOH i składa się z bardzo silnej podstawy metalowej lub alkalii. 5 %roztwór w wodzie ma pH blisko 14.

Jest to bardzo higroskopijna biała ciało stałe, które może również pochłaniać dwutlenek węgla powietrza z tworzeniem węglanu sodu. Komerno występuje w plastikowych butelkach, takich jak tabletki, których nie można ujawnić zbyt dużo czasu w powietrzu, ani nie powinny być manipulowane platulami.

Pigułki wodorotlenkowe sodu na szkle. Źródło: Brak, który można odczytać, nie dostarczył autora. Walkerma założyła (na podstawie roszczeń dotyczących praw autorskich). [Domena publiczna]

Wodorotlenek sodu można zsyntetyzować podczas reakcji wodorotlenku wapnia z węglanem sodu. Obecnie jest zasadniczo syntetyzowany przez elektrolizę solanki i jest wtórnym produktem produkcji chloru gazowego.

Dawać. Jest również stosowany w czyszczeniu domu, oczyszczaniu wody, przetwarzaniu aluminium, produkcji medycyny itp.; A przede wszystkim jest to wtórny wzór par excellence.

Wodorotlenek sodu jest bardzo żrący, jest w stanie wytwarzać podrażnienie, oparzenia skóry i oczy. Przez wdychanie jego pyłu może powodować obrzęk płuc. Tymczasem jego spożycie może spowodować tak poważne obrażenia przewodu pokarmowego, które mogą prowadzić do śmierci.

[TOC]

Struktura

Bezwodny

Jony NaOH. Źródło: Gabriel Bolívar.

Najwyższy obraz pokazuje jony, które składają się naah. Katacja na⁺ Jest reprezentowany przez fioletową kulę, podczas gdy anion hydroksylowy (wodorotlenek lub oksydril) OH^- Dla czerwono -białej kuli. Oba jony NA⁺ I och^- Współdziałają ze sobą przez przyciąganie elektrostatyczne ich przeciwnych obciążeń.

Struktura wodorotlenku sodu

Takie interakcje są nie -kierunkowe, więc atrakcje jonowego na⁺Oh^- może wpływać na innych w określonej odległości. W rezultacie jony NA⁺ Odpierają się nawzajem, podobnie jak OH^-, aż do definiowania minimalnego kryształu energii, w której ustanawiają konstrukcję uporządkowaną i okresową (krystaliczne).

Dlatego pojawia się ortorombowe kryształy anhydro NaOH (bez wody):

Reprezentacja krystalicznej struktury bezwodnego wodorotlenku sodu. Źródło: Quibik przez Wikipedia.

Jony pozostają wystarczająco spójne, aby bezwodny kryształ NaOH do podstawy 323 ºC (pod warunkiem, że w środowisku nie ma wilgoci).

Hydraty

Oba na⁺ Jak och^- Są jony, które cząsteczki wody łatwo solvetan (hydrat). To sprzyja jego nawodnieniu powyżej energii siatkowej jej kryształów, więc NaOH uwalnia dużo energii, gdy wchodzi w kontakt z wodą.

Może ci służyć: reakcja fehling: preparaty, czynne czynniki, przykłady, zastosowania

Jednak bezwodne kryształy mogą gościć cząsteczki wody bez rozpuszczenia; to znaczy wodorotlenek sodu może tworzyć liczne hydraty, naoh · nh₂ALBO. Cząsteczka wody może dobrze uformować most wodorowy z OH^- (Hoh-oh^-) lub koordynuj z Na⁺ (Na⁺-Oh₂).

W zależności od proporcji molowej między NaOH i H₂Lub może pojawić się monohydrates (naoh · h₂O), dihydraty (naoh · 2H₂O), trihemakraty (naoh · 3.5h₂O), tetrahydrates (naoh · 4h₂O), heptahrydy (naoh · 7h₂O) i inni.

Każde te hydraty mogą krystalizować z wodnego roztworu NaOH o różnych wartościach masowych i w różnych temperaturach. W związku z tym NaOH wykazuje skomplikowany schemat rozpuszczalności wody.

Ogólnie rzecz biorąc, kryształy hydratów są mniej gęste i mają niższe temperatury topnienia. Wynika to z faktu, że cząsteczki wody „utrudniają” interakcje między Na⁺ I och^-, Dodanie sił dipol-dipolowych w poświęceniu atrakcji jonowych.

Fizyczne i chemiczne właściwości

Nazwy

IUPAC Preferowana nazwa: wodorotlenek sodu. Inne nazwy: soda kaustyczna, Ascarita (mniej powszechna)

Masa cząsteczkowa

39 9971 g/mol

Wygląd

Stałe lub białe, surowe lub nieprzezroczyste kryształy.

Temperatura topnienia

323 ° C

Punkt wrzenia

1.388 ° C

Rozpuszczalność wody

1.000 g/l w temperaturze 25 ° C. To pokazuje, ile może rozpuścić w wodzie.

Jego wodne roztwory są lepkie, z wartością lepkości blisko osiemdziesiąt razy większą niż w przypadku wody, i uwalniają bardzo ciepło na początku. Jeśli masz z nimi kontakt, zmieniają śliską skórę z powodu saponifikacji kwasów tłuszczowych skóry.

Zasadność (PKB)

- 0,56

Ph

Roztwór 5 % P/P w wodzie ma pH blisko 14

Wskaźnik refrakcji (ND)

Przy długości fali 580,4 nm: od 1433 do 320 ° C i od 1421 do 420 ° C.

Stabilność

Pojemniki, które go zawierają, muszą być szczelnie zamknięte, aby zapobiec tworzeniu węglanu sodu. Wynika to z wysokiej higroskopiczności, która prowadzi go do wchłaniania wilgoci jego środowiska i współwłaściciela₂.

Rozkład

Po podgrzaniu do rozkładu emituje dym z tlenku sodu.

Punkt samokierowania

To nie jest łatwopalne

Breja

4,0 cpoise w temperaturze 350 ° C

Ciepło parowe

175 kJ/mol A 1.388 ° C

Napięcie powierzchniowe

74,35 dynami/cm w roztworze 2,72 % P/P w wodzie w 18 ° C.

Reaktywność

Z kwasami

Reaguje z organicznymi i nieorganicznymi kwasami mineralnymi, powodując wodę i odpowiadającą sól. W przypadku kwasu siarkowego reakcja jest egzotermiczna.

Może ci służyć: siarczk aluminiowy (AL2S3): struktura, właściwości, zastosowania

2 naoh+h₂południowy zachód₄ => Na₂południowy zachód₄  +  2 godz₂ALBO

Z tlenkami kwasowymi

Reaguje na przykład z dwutlenkiem siarki, podając sól siarczku i wody:

2 naoh +so₂ => Na₂południowy zachód₃   +  H₂ALBO

Z metali

Jego wodne roztwory reagują na niektóre metale, powodując złożone sole sodu. Na przykład jego reakcja z cynkiem powoduje powstanie cyncato sodu:

Zn + 2 NaOH + 2 H₂O => na₂[Zn (OH)₄] + H₂

Synteza

Wodorotlenek sodu jest głównie syntetyzowany dwiema metodami: stosowanie węglanu sodu, początkowo stosowane i elektroliza chlorku sodu, obecnie o większym użyciu przemysłowym.

Reakcja węglanu sodu i wodorotlenek wapnia

Węglan sodu reaguje z wodorotlenkiem wapnia w procesie znanym jako kaustacja:

CA (OH)₂  +  Na₂WSPÓŁ₃   => Caco₃  +  Naoh

Węglan wapnia wytrąca się, pozostawiając wodorotlenek sodu w supernatancie, który jest skoncentrowany przez parowanie.

Węglan sodu wcześniej pochodzi z procesu Solvay:

2 NaCl+ Caco₃ => Na₂WSPÓŁ₃  +  Cacl₂

Elektroliza chlorku sodu

Elektroliza chlorku sodu, obecna w solance, wytwarza gaz wodorowy, gaz chlorkowy i wodorotlenek sodu w roztworze wodnym:

2 NaCl+2 H₂O => h₂  +  Cl₂   +  2 naoh

Komora elektrolityczna składa się z przedziału, w którym anoda (+), metalu tytanowego i miejsca, w którym umieszczona jest solanka. Ten przedział jest oddzielony od przedziału katodowego (-) za pomocą porowatej membrany.

Następująca reakcja występuje w anodzie:

2 Cl^-  => Cl₂   +  2 e^-  (utlenianie)

Tymczasem ta reakcja występuje w katodzie:

2 godz₂O +2 e^-  => H₂    +  Oh^-   (zmniejszenie)

Sód (na⁺) Rozproszony z przedziału anodowego do katody, przez membranę, która je oddziela, tworząc wodorotlenek sodu.

Aplikacje

Produkty czyszczące

Wodorotlenek sodu jest stosowany do produkcji mydeł i detergentów używanych w domu i w aktywności komercyjnej. Połączenie wodorotlenku sodu i chloru wytwarza wybielacz chloru, stosowany w białym myciu odzieży.

Eliminuje także akumulację tłuszczu w drenażach, powodując jego eliminację poprzez jego konwersję w mydła poprzez proces saponifikacji. Pozwala to na wyeliminowanie utrudniania rur domowych i innych budynków.

Produkty farmaceutyczne i lecznicze

Wodorotlenek sodu stosuje się w opracowaniu wspólnych środków przeciwbólowych, takich jak aspiryna. Również leków o działaniu przeciwzakrzepowym, które blokują tworzenie zakrzepów krwi i leków w celu zmniejszenia hipercholesterolemii.

Procesy energetyczne

Wodorotlenek sodu jest wykorzystywany do produkcji ogniw paliwowych, które działają jako akumulatory do wytwarzania energii elektrycznej do różnych zastosowań, w tym transportu. Żywice epoksydowe, wyprodukowane z interwencją wodorotlenku sodu, stosuje się w turbinach wiatrowych.

Może ci służyć: korozja galwaniczna: mechanizmy, przykłady, ochrona

Uzdatnianie wody

Wodorotlenek sodu służy do neutralizowania kwasowości wody i przyczynia się do eliminacji jego metali ciężkich. Jest również stosowany do produkcji podchlorynu sodu, środka dezynfekującego wodę.

Wodorotlenek sodu reaguje z siarczanem glinu w celu powstawania wodorotlenku glinu: środka flockulantowego stosowane w obróbce wody w celu zwiększenia sedymentacji cząstek, co powoduje jego wyjaśnienie.

Produkcja papieru

Wodorotlenek sodu jest stosowany z siarczkiem sodu w obróbce drewna w celu uzyskania celulozy w niemal czysty sposób, który tworzy podstawę papieru. Jest również używany w recyklingu papieru, ponieważ pomagając oddzielić atrament, pozwala nam ponownie użyć go.

Produkcji przemysłowej

Wodorotlenek sodu jest stosowany w produkcji Rayón, Spandex, materiałów wybuchowych, żywic epoksydowych, szkła i ceramiki. Jest używany w przemyśle tekstylnym do barwników i przetwarzania tkanin bawełnianych.

W roślinach oczyszczalni trzciny cukrowej wodorotlenek sodu w niskiej temperaturze jest wykorzystywany do produkcji trzciny cukrowej Bagazo.

Ryzyko

Wodorotlenek sodu jest wysoce żrący związkiem, więc może powodować, kontaktując się ze skórą, oparzeniami, ampulsami, a nawet trwałymi bliznami.

W kontakcie z oczami może powodować poważne oparzenia, obrzęk, ból, rozmyte widzenie, aw ciężkich przypadkach może powodować stałą ślepotę.

Spożycie wodorotlenku sodu może powodować oparzenia warg, języka, gardła, przełyku i żołądka. Wśród zwykłych objawów objawiane są nudności, wymioty, skurcze żołądka i biegunki.

Chociaż inhalacja wodorotlenku sodu jest rzadka i może wystąpić tylko z powodu obecności złożonego pyłu w powietrzu lub tworzeniem rosy, która go zawiera, powoduje podrażnienie w płucach.

W przypadku przewlekłego narażenia może to powodować obrzęk płuc i ciężkie skrócenie oddechu, co stanowi awarię medyczną.

Bibliografia

1. Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (Czwarta edycja). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Sód wodorotlenkowy. Źródło: w:.Wikipedia.org
3. National Center for Biotechnology Information. (2019). Sód wodorotlenkowy. Baza danych Pubchem. CID = 14798. Odzyskane z: Pubchem.NCBI.NLM.Nih.Gov
4. Elementy amerykańskie. (2019). Roztwór wodorotlenku sodu. Pobrano z: Americlements.com
5. Fakty bezpieczeństwa chemicznego. (2019). Sód wodorotlenkowy. Odzyskane z: chemicalsafetyfacts.org
6. NJ Health. (2015). Sód wodorotlenkowy. [PDF]. Odzyskane z: NJ.Gov
7. Canadian Center for Cukutational Health & Bezpieczeństwo. (2019). OSH odpowiada na arkusze faktów: wodorotlenek sodu. Odzyskane z: cohs.AC
8. Ausetute. (S.F.). Wodorotlenek sodu i wytwarzanie chloru przez elektrolizę. Odzyskane z: ausetute.com.Au