Гидроксид натрия - Sodium hydroxide

Гидроксид натрия

Имена
Название ИЮПАК Гидроксид натрия[3]
Другие имена Каустическая сода Щелочь[1][2] Аскарит Белый каустик Гидрат натрия[3]
Идентификаторы
Количество CAS	1310-73-2 Y
3D модель (JSmol )	Интерактивное изображение
ЧЭБИ	ЧЕБИ: 32145 Y
ChemSpider	14114 Y
ECHA InfoCard	100.013.805
Номер ЕС	215-185-5
Номер E	E524 (регуляторы кислотности, ...)
Ссылка на Гмелин	68430
КЕГГ	D01169 Y
MeSH	Натрий + гидроксид
PubChem CID	14798
Номер RTECS	WB4900000
UNII	55X04QC32I Y
Номер ООН	1824, 1823
Панель управления CompTox (EPA)	DTXSID0029634
ИнЧИ InChI = 1S / Na.H2O / ч; 1H2 / q + 1; / p-1 Y Ключ: HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Y InChI = 1 / Na.H2O / ч; 1H2 / q + 1; / p-1 Ключ: HEMHJVSKTPXQMS-REWHXWOFAM
Улыбки [ОН -]. [Na +]
Свойства
Химическая формула	NaOH
Молярная масса	39,9971 г моль−1
Внешность	Белые воскообразные непрозрачные кристаллы
Запах	без запаха
Плотность	2,13 г / см3[4]
Температура плавления	323 ° С (613 ° F, 596 К)[4]
Точка кипения	1388 ° С (2530 ° F, 1661 К)[4]
Растворимость в воде	418 г / л (0 ° С) 1000 г / л (25 ° С)[4] 3370 г / л (100 ° С)
Растворимость	растворим в глицерин незначительный в аммиак не растворим в эфир медленно растворяется в пропиленгликоль
Растворимость в метанол	238 г / л
Растворимость в этиловый спирт	<< 139 г / л
Давление газа	<2,4 кПа (при 20 ° C)
Основность (пKб)	-0,56 (NaOH (водн.) = Na+ + ОН–)[5]
Магнитная восприимчивость (χ)	−15.8·10−6 см3/ моль (водн.)[6]
Показатель преломления (пD)	1.3576
Структура[7]
Кристальная структура	Орторомбический, oS8
Космическая группа	Смсм, №63
Постоянная решетки	а = 0,34013 нм, б = 1,1378 нм, c = 0,33984 нм
Формула единиц (Z)	4
Термохимия[8]
Теплоемкость (C)	59,5 Дж / моль К
Стандартный моляр энтропия (Sо298)	64,4 Дж · моль−1· K−1
Станд. Энтальпия формирование (ΔжЧАС⦵298)	−425,8 кДж · моль−1
Свободная энергия Гиббса (Δжг˚)	-379,7 кДж / моль
Опасности
Паспорт безопасности	Внешний SDS
Пиктограммы GHS
Сигнальное слово GHS	Опасность
Положения об опасности GHS	H290, H314
Меры предосторожности GHS	P280, P305 + 351 + 338, P310
NFPA 704 (огненный алмаз)	0 3 1 ALK
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
LD50 (средняя доза )	40 мг / кг (мышь, внутрибрюшинно)[10]
LDLo (самый низкий опубликованный )	500 мг / кг (кролик, перорально)[11]
NIOSH (Пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)	TWA 2 мг / м3[9]
REL (Рекомендуемые)	C 2 мг / м3[9]
IDLH (Непосредственная опасность)	10 мг / м3[9]
Родственные соединения
Другой анионы	Гидросульфид натрия Гидрид натрия
Другой катионы	Гидроксид цезия Гидроксид лития Гидроксид калия Гидроксид рубидияГидроксид франция
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Y проверить (что YN ?)
Ссылки на инфобоксы

Гидроксид натрия, также известен как щелочь и каустическая сода,^[1][2] является неорганическое соединение с формулой NaOH. Это белое твердое вещество ионное соединение состоящий из натрий катионы Na⁺
и гидроксид анионы ОЙ⁻
.

Гидроксид натрия - очень едкий база и щелочь который разлагается белки при обычной окружающей среде температуры и может вызвать серьезные химические ожоги. Хорошо растворяется в воды, и легко впитывает влажность и углекислый газ от воздуха. Он образует серию гидраты NaOH ·пЧАС
₂О.^[12] Моногидрат NaOH ·ЧАС
₂О кристаллизуется из водных растворов при температуре от 12,3 до 61,8 ° C. Коммерчески доступный «гидроксид натрия» часто является этим моногидратом, и опубликованные данные могут относиться к нему вместо безводный соединение. Как один из простейших гидроксидов, он часто используется вместе с нейтральными воды и кислый соляная кислота продемонстрировать шкалу pH студентам-химикам.^[13]

Гидроксид натрия используется во многих отраслях промышленности: при производстве мякоть и бумага, текстиль, питьевая вода, мыло и моющие средства, и как очиститель слива. Мировое производство в 2004 году составило около 60 миллионов тонны, а спрос составил 51 миллион тонн.^[14]

Свойства

Физические свойства

Чистый гидроксид натрия представляет собой бесцветное кристаллическое твердое вещество, плавящееся при 318 ° C (604 ° F) без разложения и с температурой кипения 1388 ° C (2530 ° F). Он хорошо растворим в воде, с меньшей растворимостью в полярных растворителях, таких как этиловый спирт и метанол.^[15] NaOH не растворяется в эфире и других неполярных растворителях.

Подобно гидратации серной кислоты, растворение твердого гидроксида натрия в воде очень сильно экзотермическая реакция^[16] где выделяется большое количество тепла, что создает угрозу безопасности из-за возможности разбрызгивания. Полученный раствор обычно не имеет цвета и запаха. Как и в случае с другими щелочными растворами, он кажется скользким при контакте с кожей из-за процесса омыление это происходит между NaOH и натуральными кожными маслами.

Вязкость

Концентрированные (50%) водные растворы гидроксида натрия имеют характеристику вязкость, 78 кв.м.Па · С, что намного больше, чем у воды (1,0 мПа · с) и близко к оливковому маслу (85 мПа · с) при комнатной температуре. Вязкость водного раствора NaOH, как и любого жидкого химического вещества, обратно пропорциональна его рабочей температуре, то есть его вязкость уменьшается с увеличением температуры, и наоборот. Вязкость растворов гидроксида натрия играет прямую роль как при его применении, так и при хранении.^[15]

Увлажняет

Гидроксид натрия может образовывать несколько гидратов NaOH ·пЧАС
₂О, что приводит к сложному диаграмма растворимости что было подробно описано С. У. Пикеринг в 1893 г.^[17] Известные гидраты и примерные диапазоны температуры и концентрации (массовый процент NaOH) их насыщенный водные растворы бывают:^[12]

• Гептагидрат, NaOH · 7ЧАС
  ₂О: от -28 ° C (18,8%) до -24 ° C (22,2%).^[17]
• Пентагидрат, NaOH · 5ЧАС
  ₂О: от -24 ° C (22,2%) до -17,7 (24,8%).^[17]
• Тетрагидрат, NaOH · 4ЧАС
  ₂О, α форма: от −17,7 (24,8%) до +5,4 ° С (32,5%).^[17][18]
• Тетрагидрат, NaOH · 4ЧАС
  ₂О, β форма: метастабильная.^[17][18]
• Тригемигидрат, NaOH · 3,5ЧАС
  ₂О: от +5,4 ° C (32,5%) до +15,38 ° C (38,8%), а затем до +5,0 ° C (45,7%).^[17][12]
• Тригидрат, NaOH · 3ЧАС
  ₂О: metastable.^[17]
• Дигидрат, NaOH · 2ЧАС
  ₂О: от +5,0 ° C (45,7%) до +12,3 ° C (51%).^[17][12]
• Моногидрат, NaOH ·ЧАС
  ₂О: от +12,3 ° C (51%) до 65,10 ° C (69%), затем до 62,63 ° C (73,1%).^[17][19]

Ранние отчеты относятся к гидратам с п = 0,5 или п = 2/3, но более поздние тщательные исследования не подтвердили их существования.^[19]

Единственные гидраты со стабильными температурами плавления - это NaOH ·ЧАС
₂О (65,10 ° C) и NaOH · 3,5ЧАС
₂О (15,38 ° С). Остальные гидраты, кроме метастабильных NaOH · 3ЧАС
₂О и NaOH · 4ЧАС
₂О (β) можно кристаллизовать из растворов надлежащего состава, как указано выше. Однако растворы NaOH легко переохлаждаться на много градусов, что позволяет образовывать гидраты (в том числе метастабильные) из растворов с разной концентрацией.^[12][19]

Например, когда раствор NaOH и воды с мольным соотношением 1: 2 (52,6% NaOH по массе) охлаждают, моногидрат обычно начинает кристаллизоваться (примерно при 22 ° C) раньше дигидрата. Однако раствор можно легко переохладить до -15 ° C, после чего он может быстро кристаллизоваться в виде дигидрата. При нагревании твердый дигидрат может плавиться непосредственно в раствор при 13,35 ° C; однако, как только температура превышает 12,58 ° C. он часто разлагается на твердый моногидрат и жидкий раствор. Даже п = 3,5 гидрат трудно кристаллизовать, потому что раствор переохлаждается настолько, что другие гидраты становятся более стабильными.^[12]

Раствор горячей воды, содержащий 73,1% (по массе) NaOH, является эвтектика который затвердевает при температуре около 62,63 ° C в виде однородной смеси безводных и моногидратных кристаллов.^[20][19]

Вторая стабильная эвтектическая композиция представляет собой 45,4% (по массе) NaOH, который затвердевает при температуре около 4,9 ° C в смесь кристаллов дигидрата и 3,5-гидрата.^[12]

Третья стабильная эвтектика содержит 18,4% (по массе) NaOH. Он затвердевает при температуре около -28,7 ° C в виде смеси водяного льда и гептагидрата NaOH · 7.ЧАС
₂О.^[17][21]

При охлаждении растворов с содержанием NaOH менее 18,4% вода лед сначала кристаллизуется, оставляя NaOH в растворе.^[17]

Α-форма тетрагидрата имеет плотность 1,33 г / см.³. Он плавится при 7,55 ° C в жидкость с 35,7% NaOH и плотностью 1,392 г / см.³, а потому плавает по нему, как лед по воде. Однако при температуре около 4,9 ° C он может вместо этого непостоянно плавиться в смесь твердого NaOH · 3,5.ЧАС
₂О и жидкий раствор.^[18]

Β-форма тетрагидрата является метастабильной и часто самопроизвольно превращается в α-форму при охлаждении ниже -20 ° C.^[18] После начала экзотермическое превращение завершается за несколько минут, при этом объем твердого вещества увеличивается на 6,5%. Β-форма может кристаллизоваться из переохлажденных растворов при -26 ° C и частично плавится при -1,83 ° C.^[18]

Коммерческий «гидроксид натрия» часто представляет собой моногидрат (плотность 1,829 г / см3).³). Физические данные в технической литературе могут относиться к этой форме, а не к безводному соединению.

Кристальная структура

NaOH и его моногидрат образуют орторомбические кристаллы с пространственными группами Cmcm (oS8 ) и Pbca (oP24) соответственно. Размеры моногидратной ячейки: a = 1,1825, b = 0,6213, c = 0,6069. нм. Атомы расположены в гидраргиллит -подобная слоистая структура / O Na O O Na O / ... Каждый атом натрия окружен шестью атомами кислорода, по три каждого из гидроксильных анионов HO⁻
и три из молекул воды. Атомы водорода гидроксилов образуют прочные связи с атомами кислорода в каждом O-слое. Соседние слои O удерживаются вместе водородные связи между молекулами воды.^[22]

Химические свойства

Реакция с кислотами

Гидроксид натрия реагирует с протонными кислотами с образованием воды и соответствующих солей. Например, когда гидроксид натрия реагирует с соляная кислота, хлорид натрия сформирован:

${ Displaystyle { ce {NaOH (водный) + HCl (водный) -> NaCl (водный) + H2O (l)}}}$

В общем, такие нейтрализация реакции представлены одним простым чистым ионным уравнением:

${ Displaystyle { ce {OH- (водный раствор) + H + (водный раствор) -> H2O (l)}}}$

Этот тип реакции с сильной кислотой выделяет тепло, и, следовательно, экзотермический. Такие кислотно-основные реакции также может использоваться для титрования. Однако гидроксид натрия не используется в качестве первичный стандарт потому что это гигроскопичный и впитывает углекислый газ из воздуха.

Реакция с кислыми оксидами

Гидроксид натрия также реагирует с кислотные оксиды, такие как диоксид серы. Такие реакции часто используются для "скраб «вредные кислые газы (например, SO₂ и H₂S) образуются при сжигании углей и тем самым предотвращают их выброс в атмосферу. Например,

${ displaystyle { ce {2NaOH + SO2 -> Na2SO3 + H2O}}}$

Реакция с металлами и оксидами

Стекло медленно реагирует с водными растворами гидроксида натрия при температуре окружающей среды с образованием растворимых веществ. силикаты. Из-за этого стыки стекла и краны под воздействием гидроксида натрия имеют тенденцию «замерзать». Колбы и облицованные стеклом химические реакторы повреждаются при длительном воздействии горячего гидроксида натрия, который также обмерзает стекло. Гидроксид натрия не атакует утюг при комнатной температуре, так как в утюге нет амфотерный свойства (т.е. растворяется только в кислоте, но не в основании). Тем не менее, при высоких температурах (например, выше 500 ° C) железо может реагировать эндотермически с гидроксидом натрия с образованием оксид железа (III), натрий металл и водород газ.^[23] Это связано с более низким энтальпия образования оксида железа (III) (-824,2 кДж / моль по сравнению с гидроксидом натрия (-500 кДж / моль), таким образом, реакция термодинамически благоприятна, хотя ее эндотермический характер указывает на несамопроизвольность. Рассмотрим следующую реакцию между расплавленным гидроксидом натрия и мелкодисперсным железные опилки:

${ Displaystyle { ce {4Fe + 6NaOH -> 2Fe2O3 + 6Na + 3H2}}}$

Немного переходные металлы однако может активно реагировать с гидроксидом натрия.

В 1986 году алюминиевый автоцистерна в Великобритании ошибочно использовался для перевозки 25% раствора гидроксида натрия,^[24] вызывая повышение давления содержимого и повреждение цистерны. Повышение давления происходило из-за газообразного водорода, который образуется в реакции между гидроксидом натрия и алюминием:

${ Displaystyle { ce {2Al + 2NaOH + 6H2O -> 2NaAl (OH) 4 + 3H2}}}$

Осадитель

В отличие от гидроксида натрия, который является растворимым, гидроксиды большинства переходных металлов нерастворимы, поэтому гидроксид натрия можно использовать для осадок гидроксиды переходных металлов. Наблюдаются следующие цвета:

• Медно-синий
• Железо (II) - зеленый
• Железо (III) - желто-коричневый

Соли цинка и свинца растворяются в избытке гидроксида натрия, давая прозрачный раствор Na.₂ZnO₂ или Na₂PbO₂.

Гидроксид алюминия используется как студенистый флокулянт отфильтровать твердые частицы в очистка воды. Гидроксид алюминия получают на очистных сооружениях из сульфат алюминия в результате реакции с гидроксидом или бикарбонатом натрия.

${ Displaystyle { ce {Al2 (SO4) 3 + 6NaOH -> 2Al (OH) 3 + 3Na2SO4}}}$

${ Displaystyle { ce {Al2 (SO4) 3 + 6NaHCO3 -> 2Al (OH) 3 + 3 Na2SO4 + 6CO2}}}$

Омыление

Гидроксид натрия можно использовать для оснований гидролиз из сложные эфиры (как в омыление ), амиды и алкилгалогениды.^[15] Однако ограниченная растворимость гидроксида натрия в органических растворителях означает, что более растворимый гидроксид калия (КОН) часто является предпочтительным. Прикосновение к раствору гидроксида натрия голыми руками, хотя и не рекомендуется, вызывает ощущение скользкости. Это происходит потому, что масла на коже, такие как кожный жир превращаются в мыло. Несмотря на растворимость в пропиленгликоле, маловероятно заменить воду при омылении из-за первичной реакции пропиленгликоля с жиром до реакции между гидроксидом натрия и жиром.

Производство

Гидроксид натрия промышленно производится в виде 50% раствора путем изменения электролитического хлорно-щелочной процесс.^[25] Газообразный хлор также производится в этом процессе.^[25] Твердый гидроксид натрия получают из этого раствора испарением воды. Твердый гидроксид натрия чаще всего продается в виде хлопьев, гранулы, и литые блоки.^[14]

В 2004 году мировое производство было оценено в 60 миллионов сухих тонн гидроксида натрия, а спрос оценивался в 51 миллион тонн.^[14] В 1998 году общее мировое производство составляло около 45 миллионов тонны. Северная Америка и Азия произвели около 14 миллионов тонн каждая, в то время как Европа произвела около 10 миллионов тонн. В США основным производителем гидроксида натрия является Компания Dow Chemical, который имеет годовой объем производства около 3,7 млн. тонны с сайтов на Свободный порт, Техас и Plaquemine, Луизиана. Другие крупные производители США включают Oxychem, Западное озеро, Олин, Шинтек и Formosa. Все эти компании используют хлорно-щелочной процесс.^[26]

Исторически гидроксид натрия производился путем обработки карбонат натрия с участием гидроксид кальция в реакция метатезиса. (Гидроксид натрия растворим, а карбонат кальция - нет.) Этот процесс получил название каустизации.^[27]

${ displaystyle { ce {Ca (OH) 2 (водный) + Na2CO3 (s) -> CaCO3 v + 2 NaOH (водный)}}}$

Этот процесс был заменен Сольвеевский процесс в конце 19 века, который, в свою очередь, был вытеснен хлорно-щелочной процесс которые мы используем сегодня.

Гидроксид натрия также получают путем объединения чистого металлического натрия с водой. Побочные продукты - водород и тепло, часто приводящие к возникновению пламени.

${ Displaystyle { ce {2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2}}}$

Эта реакция обычно используется для демонстрации реакционной способности щелочных металлов в академической среде; однако это коммерчески нецелесообразно, поскольку выделение металлического натрия обычно проводят восстановлением или электролизом соединений натрия, включая гидроксид натрия.

Использует

Гидроксид натрия - популярный сильный база используется в промышленности. Гидроксид натрия используется в производстве солей натрия и детергентов, в регулировании pH и в органическом синтезе. Навалом он чаще всего обрабатывается как водный решение,^[28] поскольку решения дешевле и проще в обращении.

Гидроксид натрия используется во многих случаях, когда желательно увеличить щелочность смеси, или для нейтрализации кислот.

Например, в нефтяной промышленности гидроксид натрия используется в качестве добавки в буровой раствор увеличить щелочность в бентонит грязевые системы, чтобы увеличить грязь вязкость, и нейтрализовать любые кислый газ (такие как сероводород и углекислый газ ), которые можно встретить в геологическая формация по мере продвижения бурения.

Другое использование в Испытание в солевом тумане где необходимо регулировать pH. Гидроксид натрия используется с соляной кислотой для балансировки pH. Полученная соль, NaCl, является коррозионным агентом, используемым в стандартном тесте солевого тумана с нейтральным pH.

Низкое качество сырая нефть можно обработать гидроксидом натрия для удаления сернистый примеси в процессе, известном как щелочная промывка. Как указано выше, гидроксид натрия реагирует со слабыми кислотами, такими как сероводород и меркаптаны с образованием нелетучих солей натрия, которые можно удалить. Образующиеся отходы токсичны и с ними трудно справиться, и из-за этого во многих странах этот процесс запрещен. В 2006 г. Трафигура использовал процесс, а затем сбросил отходы в Кот-д'Ивуар.^[29][30]

Другие распространенные применения гидроксида натрия включают:

• Из него делают мыло и моющие средства. Гидроксид натрия используется для изготовления твердого мыла, а гидроксид калия используется для жидкого мыла.^[31][32]гидроксид натрия используется чаще, чем гидроксид калия потому что это дешевле и требуется меньшее количество.
• Он используется в качестве очистителей канализации, которые содержат гидроксид натрия, превращают жиры и жир, которые могут забивать трубы, в мыло, которое растворяется в воде. (увидеть чистящее средство )
• Он используется для изготовления искусственных текстильных волокон (например, Район ).
• Используется при изготовлении бумага. Около 56% производимого гидроксида натрия используется в промышленности, 25% из которых используется в бумажной промышленности. (увидеть химическая варка целлюлозы )
• Используется для очищения бокситовая руда откуда алюминий металл извлекается. Это известно как Процесс Байера. (увидеть растворение амфотерных металлов и соединений )
• Используется для обезжиривания металлов, переработка нефти, и делая красители и отбеливает.

Химическая варка целлюлозы

Гидроксид натрия также широко используется при варке древесины для изготовления бумаги или регенерированных волокон. Вместе с сульфид натрия, гидроксид натрия является ключевым компонентом раствора белого щелока, используемого для разделения лигнин от целлюлоза волокна в крафт-процесс. Он также играет ключевую роль на нескольких более поздних этапах процесса отбеливание коричневой мякоти в результате процесса варки целлюлозы. Эти этапы включают кислород делигнификация окислительный экстракция и простая экстракция, все из которых требуют сильной щелочной среды с pH> 10,5 в конце стадий.

Пищеварение тканей

Подобным образом гидроксид натрия используется для переваривания тканей, как в процессе, который когда-то применялся на сельскохозяйственных животных. Этот процесс заключался в помещении туши в герметичную камеру с последующим добавлением смеси гидроксида натрия и воды (которая разрушает химические связи, сохраняющие плоть неповрежденной). Это в конечном итоге превращает тело в жидкость, напоминающую кофе,^[33][34] и единственное твердое, что осталось, - это костяные оболочки, которые можно раздавить кончиками пальцев.^[35]

Гидроксид натрия часто используется в процессе разложения дорожное убийство сброшены на свалки подрядчиками по утилизации животных.^[34] Из-за своей доступности и невысокой стоимости он использовался преступниками для захоронения трупов. Итальянский серийный убийца Леонарда Чианчулли использовал это химическое вещество, чтобы превратить трупы в мыло.^[36] В Мексике человек, который работал на наркокартели, признался, что с его помощью утилизировал более 300 тел.^[37]

Гидроксид натрия - опасное химическое вещество из-за его способности гидролизовать белок. Если пролить разбавленный раствор на кожу, это может привести к ожогам, если не промыть область тщательно и в течение нескольких минут проточной водой. Брызги в глаза могут быть более серьезными и могут привести к слепоте.^[38]

Растворение амфотерных металлов и соединений

Атака сильных баз алюминий. Гидроксид натрия реагирует с алюминием и водой с выделением газообразного водорода. Алюминий забирает атом кислорода у гидроксида натрия, который, в свою очередь, забирает атом кислорода у воды и высвобождает два атома водорода. Таким образом, реакция дает водород газ и алюминат натрия. В этой реакции гидроксид натрия действует как агент, делающий раствор щелочным, в котором может растворяться алюминий.

${ Displaystyle { ce {2Al + 2NaOH + 2H2O -> 2NaAlO2 + 3H}}}$

Алюминат натрия представляет собой неорганическое химическое вещество, которое используется в качестве эффективного источника гидроксида алюминия для многих промышленных и технических применений. Чистый алюминат натрия (безводный) представляет собой белое кристаллическое твердое вещество, имеющее формулу, которая по-разному приводится как ${ displaystyle { ce {NaAlO2}}}$, ${ displaystyle { ce {NaAl (OH) 4}}}$(гидратированный), ${ displaystyle { ce {Na2O.Al2O3}}}$, или ${ displaystyle { ce {Na2Al2O4}}}$. Образование тетрагидроксоалюмината (III) натрия или гидратированного алюмината натрия определяется формулой

${ Displaystyle { ce {2Al + 2NaOH + 6H2O -> 2 NaAl (OH) 4 + 3 H2}}}$^[39]

Эта реакция может быть полезна в травление, удаление анодирования или преобразование полированной поверхности в сатинированную, но без дальнейшего пассивация такие как анодирование или алодинирование Поверхность может ухудшиться как при нормальном использовании, так и в суровых атмосферных условиях.

в Процесс Байера, гидроксид натрия используется при рафинировании глинозем содержащие руды (боксит ) для производства глинозема (оксид алюминия ), который является сырьем, используемым для производства алюминий металл через электролитический Процесс Холла-Эру. Поскольку оксид алюминия амфотерный, он растворяется в гидроксиде натрия, оставляя примеси менее растворимыми при высоких pH такие как оксиды железа позади в виде сильно щелочного красная грязь.

Другими амфотерными металлами являются цинк и свинец, которые растворяются в концентрированных растворах гидроксида натрия с образованием цинкат натрия и свинец натрия соответственно.

Реагент для этерификации и переэтерификации

Гидроксид натрия традиционно используется в мыловарении (холодный процесс мыло, омыление ).^[40] Он был сделан в девятнадцатом веке для твердой поверхности, а не для жидкого продукта, потому что его было легче хранить и транспортировать.

Для изготовления биодизель, гидроксид натрия используется как катализатор для переэтерификация метанола и триглицеридов. Это работает только с безводный гидроксид натрия, потому что в сочетании с водой жир превратится в мыло, который был бы испорчен метанол. NaOH используется чаще, чем гидроксид калия потому что это дешевле и требуется меньшее количество. Из-за производственных затрат NaOH, который производится с использованием поваренной соли, дешевле гидроксида калия.^[41]

Готовка еды

Использование гидроксида натрия в пищевых продуктах включает мытье или химический пилинг фрукты и овощи, шоколад и какао обработка карамельная окраска производство домашняя птица ошпаривание, безалкогольный напиток обработка и утолщение мороженое.^[42] Оливки часто замачивают в гидроксиде натрия для смягчения; Крендели и немецкий щелочные рулеты глазируются раствором гидроксида натрия перед выпечкой, чтобы они стали хрустящими. Из-за сложности получения гидроксида натрия пищевого качества в небольших количествах для домашнего использования, карбонат натрия часто используется вместо гидроксида натрия.^[43] Он известен как Номер E E524.

Конкретные продукты, обработанные гидроксидом натрия, включают:

• Немецкий крендели варятся в кипящей карбонат натрия раствор или холодный раствор гидроксида натрия перед запеканием, что способствует их уникальной корочке.
• Щелочная вода - важный ингредиент корочки традиционных китайских пирогов с луной.
• Самый желтый цвет Китайская лапша сделаны с щелочь -воды, но обычно их принимают за яйца.
• Одна разновидность Цзунцзы использует щелочную воду для придания сладкого вкуса.
• Гидроксид натрия также является химическим веществом, которое вызывает желирование яичных белков при производстве Вековые яйца.
• Некоторые методы приготовления оливок включают их обработку в рассоле на основе щелока.^[44]
• Филиппинский десерт (Каканин) называется Куцинта использует небольшое количество щелочной воды, чтобы придать тесту из рисовой муки желеобразную консистенцию. Подобный процесс также используется в каканине, известном как питси-питси или пичи-пичи за исключением того, что в смеси используется тертый маниока вместо рисовой муки.
• В Норвежский блюдо, известное как лютефиск (от лютфиск, «щелочная рыба»).
• Рогалики часто перед выпеканием кипятят в растворе щелочи, что способствует образованию блестящей корочки.
• Кореш сушится кукуруза зерна (кукурузы), восстановленные путем замачивания в щелочь -воды. Они значительно увеличиваются в размерах и могут быть подвергнуты дальнейшей обработке путем жарки, чтобы сделать кукурузные орехи или путем сушки и измельчения, чтобы сделать крупа. Гомини используется для создания Маса, популярная мука, используемая в мексиканской кухне для приготовления Кукурузные тортильи и тамалес. Nixtamal похоже, но использует гидроксид кальция вместо гидроксида натрия.

Чистящее средство

Гидроксид натрия часто используется в качестве промышленного чистящее средство где его часто называют «едким». Его добавляют в воду, нагревают, а затем используют для очистки технологического оборудования, резервуаров для хранения и т. Д. Он может растворяться. смазывать, масла, жиры и белок депозиты. Он также используется для очистки труб отвода сточных вод под раковинами и водостоками в жилых домах. Поверхностно-активные вещества может быть добавлен к раствору гидроксида натрия для стабилизации растворенных веществ и, таким образом, предотвращения повторного осаждения. Раствор для пропитывания гидроксидом натрия используется в качестве мощного обезжиривателя. нержавеющая сталь и стеклянная форма для выпечки. Это также частый ингредиент в чистящих средствах для духовки.

Обычно гидроксид натрия используется в производстве шайба деталей моющие средства. Моющие средства для мытья деталей на основе гидроксида натрия являются одними из самых агрессивных химикатов для мытья деталей. Моющие средства на основе гидроксида натрия включают поверхностно-активные вещества, ингибиторы ржавчины и пеногасители. Мойка деталей нагревает воду и моющее средство в закрытом шкафу, а затем распыляет нагретый гидроксид натрия и горячую воду под давлением на грязные детали для обезжиривания. Гидроксид натрия, используемый таким образом, заменил многие системы на основе растворителей в начале 1990-х годов.^{[нужна цитата ]} когда трихлорэтан был объявлен вне закона Монреальский протокол. Очистители деталей на основе воды и гидроксида натрия считаются улучшением для окружающей среды по сравнению с методами очистки на основе растворителей.

Строительные магазины гидроксид натрия марки для использования в качестве очиститель слива.

Удаление краски каустической содой

Гидроксид натрия используется в домашних условиях как разновидность открывалка для слива для разблокировки забитых стоков, обычно в виде сухих кристаллов или густого жидкого геля. Щелочь растворяется смазки производить вода продукты. Это также гидролизует то белки такие как найденные в волосы которые могут заблокировать водопроводные трубы. Эти реакции ускоряются выделяемое тепло когда гидроксид натрия и другие химические компоненты очистителя растворяются в воде. Такие щелочные очистители канализации и их кислотные версии очень разъедающий и с ним следует обращаться с большой осторожностью.

Гидроксид натрия используется в некоторых расслабители к выпрямить волосы. Однако из-за высокой частоты и интенсивности химических ожогов производители химических релаксантов используют другие щелочные химические вещества в препаратах, доступных рядовому потребителю. Релаксеры гидроксида натрия все еще доступны, но их используют в основном профессионалы.

Раствор гидроксида натрия в воде традиционно использовался в качестве наиболее распространенного средства для удаления краски с деревянных предметов. Его использование стало менее распространенным, потому что он может повредить деревянную поверхность, подняв текстуру и испачкав цвет.

Очистка воды

Гидроксид натрия иногда используется во время очистка воды для повышения pH водоснабжения. Повышенный pH делает воду менее агрессивной для водопровода и снижает количество свинца, меди и других токсичных металлов, которые могут растворяться в питьевой воде.^[45][46]

Историческое использование

Гидроксид натрия использовался для обнаружения отравление угарным газом, при этом образцы крови таких пациентов превращаются в киноварь цвет при добавлении нескольких капель гидроксида натрия.^[47] Сегодня отравление угарным газом можно обнаружить по CO оксиметрия.

В цементных смесях, растворах, бетоне, растворах

Гидроксид натрия используется в некоторых пластификаторах цементных смесей. Это помогает гомогенизировать цементные смеси, предотвращая сегрегацию песков и цемента, уменьшает количество воды, требуемой в смеси, и увеличивает удобоукладываемость цементного продукта, будь то раствор, штукатурка или бетон.

Экспериментальный

Флавоноиды

Увидеть: Тест гидроксида натрия для флавоноидов

Хранение летне-зимнего тепла

EMPA исследователи экспериментируют с концентрированным гидроксидом натрия (NaOH) в качестве хранилища тепла или сезонной резервуарной среды для бытовых отопление. Если к твердому или концентрированному гидроксиду натрия (NaOH) добавить воду, выделяется тепло. Разбавление составляет экзотермический - химическая энергия выделяется в виде тепла. И наоборот, если приложить тепловую энергию к разбавленному раствору гидроксида натрия, вода испарится, так что раствор станет более концентрированным и, таким образом, сохранит подведенное тепло в виде скрытая химическая энергия.^[48]

Нейтронный замедлитель

Seaborg работает над проектом реактора, в котором NaOH используется в качестве замедлителя нейтронов.

Безопасность

Химические ожоги вызвано раствором гидроксида натрия, сфотографировано через 44 часа после воздействия.

Как и другие разъедающий кислоты и щелочи, капли раствора гидроксида натрия легко разлагаются белки и липиды в живые ткани через гидролиз амида и гидролиз сложного эфира, что, следовательно, вызывает химические ожоги и может вызвать постоянное слепота при попадании в глаза.^[1][2] Твердая щелочь может также проявлять свою коррозионную природу, если присутствует вода, например водяной пар. Таким образом, защитная экипировка, любить резиновые перчатки, защитная одежда и защита для глаз, всегда следует использовать при работе с этим химическим веществом или его растворами. Стандартной мерой первой помощи при попадании щелочи на кожу, как и в случае других коррозионных веществ, является орошение большим количеством воды. Мытье продолжают не менее десяти-пятнадцати минут.

Более того, растворение гидроксида натрия высоко экзотермический, и возникающее тепло может вызвать тепловые ожоги или воспламенить горючие вещества. Он также выделяет тепло при реакции с кислотами.

Гидроксид натрия также оказывает умеренное коррозионное воздействие на стекло, что может привести к повреждению остекление или вызвать стыки матового стекла связывать.^[49] Гидроксид натрия вызывает коррозию нескольких металлов, например алюминий который реагирует с щелочью с образованием легковоспламеняющихся водород газ при контакте:^[50]

${ displaystyle { ce {2 Al + 6 NaOH -> 3 H2 + 2 Na3AlO3}}}$

${ Displaystyle { ce {2 Al + 2 NaOH + 2 H2O -> 3 H2 + 2 NaAlO2}}}$

${ Displaystyle { ce {2 Al + 2 NaOH + 6 H2O -> 3 H2 + 2 NaAl (OH) 4}}}$

Место хранения

При обращении с гидроксидом натрия, особенно в больших объемах, необходимо осторожное хранение. Всегда рекомендуется соблюдение надлежащих инструкций по хранению NaOH и обеспечение безопасности труда и окружающей среды, учитывая опасность ожога химикатом.

Гидроксид натрия часто хранят в бутылках для небольших лабораторий, в контейнеры средней грузоподъемности (контейнеры среднего объема) для обработки и транспортировки грузов или в больших стационарных резервуарах для хранения объемом до 100 000 галлонов для производственных или очистных сооружений с широким использованием NaOH. Общие материалы, совместимые с гидроксидом натрия и часто используемые для хранения NaOH, включают: полиэтилен (HDPE, обычный, XLPE, менее употребителен), углеродистая сталь, поливинил хлорид (ПВХ), нержавеющая сталь, и пластик, армированный стекловолокном (FRP, с прочной подкладкой).^[15]

Гидроксид натрия необходимо хранить в герметичных контейнерах для сохранения его нормальность так как он будет поглощать воду из атмосферы.

История

Гидроксид натрия впервые был получен мыловарами.^{[51]:стр.45} Процедура изготовления гидроксида натрия появилась как часть рецепта изготовления мыла в арабской книге конца 13 века: Аль-мухтара фи фунун мин ас-суна (Изобретения из различных промышленных искусств), который был составлен аль-Музаффаром Юсуфом ибн Умаром ибн Али ибн Расулом (ум. 1295), королем Йемена.^[52][53] Рецепт требовал многократного пропускания воды через смесь щелочь (Арабский: аль-кили, где весело пепел от солянка растения, богатые натрием; следовательно щелочь был нечистым карбонат натрия )^[54] и негашеная известь (оксид кальция, CaO), в результате чего был получен раствор гидроксида натрия. Европейские мыловары тоже следовали этому рецепту. Когда в 1791 году французский химик и хирург Николя Леблан (1742–1806) запатентовал процесс массового производства карбоната натрия, природная «кальцинированная сода» (нечистый карбонат натрия, полученный из золы растений, богатых натрием)^{[51]:стр36} была заменена этой искусственной версией.^{[51]:стр. 46} Однако к 20 веку электролиз хлорида натрия стал основным методом производства гидроксида натрия.^[55]

Смотрите также

• Кислота и основание
• HAZMAT Class 8 Коррозионные вещества
• Список чистящих средств

использованная литература

Список используемой литературы

• Хейнс, Уильям М., изд. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). CRC Press. ISBN  978-1439855119.

внешние ссылки

• Международная карта химической безопасности 0360
• Евро Хлор-Как производится хлор? Хлор онлайн
• Карманный справочник NIOSH по химической опасности
• CDC - Гидроксид натрия - Тема безопасности и гигиены труда NIOSH
• Производство с помощью электролиза рассола
• Технические характеристики
  • ПБМ гидроксида натрия
  • Сертифицированный щелок MSDS
  • Паспорт безопасности материалов Hill Brothers
• Титрование кислот гидроксидом натрия; бесплатное ПО для анализа данных, моделирования кривых и расчета pH
• Производство каустической соды на установке непрерывной каустизации с использованием известковой соды