Struttura di idrossido di sodio (NaOH), proprietà, usi, sintesi

Lui idrossido di sodio È un composto inorganico la cui formula chimica è NaOH ed è costituita da una base metallica molto forte o alcali. Una soluzione al 5 %in acqua ha un pH vicino a 14.

È un solido bianco molto igroscopico e questo può anche assorbire l'anidride carbonica dell'aria per formare carbonato di sodio. Commercialmente arriva in bottiglie di plastica come pillole, che non possono essere esposte troppo tempo in aria, né dovrebbero essere manipolate con le spatole.

Pillole idrossido di sodio su un bicchiere di orologio. Fonte: nessun autore leggibile da macchina fornita. Walkerma assunto (in base alle richieste di copyright). [Dominio pubblico]

L'idrossido di sodio può essere sintetizzato quando reagisce l'idrossido di calcio con carbonato di sodio. Attualmente è fondamentalmente sintetizzato dall'elettrolisi della salamoia ed è un prodotto secondario della produzione di cloro di gas.

Dare. Viene anche utilizzato nella pulizia domestica, nel trattamento delle acque, nella lavorazione dell'alluminio, nella produzione di medicine, ecc.; E soprattutto, è un modello secondario per eccellenza.

L'idrossido di sodio è molto corrosivo, essendo in grado di produrre irritazioni e ustioni e occhi della pelle. Per inalazione della sua polvere, può causare edema polmonare. Nel frattempo, la sua ingestione può causare lesioni così gravi al tratto digestivo che può portare alla morte.

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Struttura

Anidro

Ioni Naoh. Fonte: Gabriel Bolívar.

L'immagine superiore mostra gli ioni che compongono Naoh. Il na catione⁺ È rappresentato dalla sfera viola, mentre l'anione idrossilico (idrossido o ossigrillo) OH^- Per la sfera rossa e bianca. Entrambi ioni na⁺ e oh^- Interagiscono tra loro con l'attrazione elettrostatica dei loro carichi opposti.

Struttura di idrossido di sodio

Tali interazioni non sono indirezionali, quindi le attrazioni di un NA ionico⁺OH^- può colpire gli altri a una certa distanza. Il risultato è che ioni Na⁺ Si respingono a vicenda, allo stesso modo dell'OH^-, fino a definire un cristallo di energia minima in cui stabiliscono una struttura ordinata e periodica (cristallina).

Quindi appare i cristalli ortorrombici di Naoh anhydro (senza acqua):

Rappresentazione della struttura cristallina dell'idrossido di sodio anidro. Fonte: Quibik via Wikipedia.

Gli ioni rimangono abbastanza coerenti per il cristallo anidro NaOH a base di 323 ºC (a condizione che non vi sia umidità nell'ambiente).

Idrato

Entrambi il na⁺ Come oh^- Sono ioni che molecole d'acqua solvetani (idrate) facilmente. Ciò favorisce la sua idratazione al di sopra dell'energia reticolare dei suoi cristalli, quindi Naoh rilascia molta energia quando viene a contatto con l'acqua.

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Tuttavia, i cristalli anidro possono ospitare molecole d'acqua senza dissolversi; Cioè, l'idrossido di sodio può formare numerosi idrati, NaOH · NH₂O. La molecola d'acqua può formare un ponte idrogeno con OH^- (Hoh-oh^-) o coordinarsi con il NA⁺ (N / a⁺-OH₂).

A seconda della proporzione molare tra NaOH e H₂Oppure, possono sorgere monoidrati (NaOH · H₂O), diidrati (NaOH · 2H₂O), Trihemacrates (NaOH · 3.5h₂O), tetraidri (NaOH · 4H₂O), eptahridati (NaOH · 7h₂O) e altri.

Ognuno di questi idrati può cristallizzare da una soluzione acquosa NaOH con diverse percentuali di massa e a temperature diverse. Di conseguenza, NaOH presenta un diagramma di solubilità dell'acqua complicata.

In termini generali, i cristalli di idrati sono meno densi e hanno punti di fusione più bassi. Questo perché le molecole d'acqua "ostacolano" le interazioni tra Na⁺ e oh^-, Aggiunta di forze dipolo-dipolo in sacrificio di attrazioni ioniche.

Proprietà fisiche e chimiche

Nomi

Iupac Nome preferito: idrossido di sodio. Altri nomi: soda caustica, ascarita (meno comune)

Massa molare

39.9971 g/mol

Aspetto

Cristalli solidi o bianchi, sierosi o opachi.

Punto di fusione

323 ºC

Punto di ebollizione

1.388 ºC

Solubilità dell'acqua

1.000 g/L a una temperatura di 25 ºC. Questo dimostra quanto può dissolversi in acqua.

Le sue soluzioni acquose sono viscose, con un valore di viscosità vicino ottanta volte maggiore di quello dell'acqua e rilasciano molto calore all'inizio. Se hai un contatto con loro, girano la pelle scivolosa, a causa della saponificazione degli acidi grassi della pelle.

Basicità (PKB)

- 0,56

ph

Una soluzione P/P al 5 % in acqua ha un pH vicino a 14

Indice di rifrazione (ND)

A una lunghezza d'onda di 580,4 nm: da 1.433 a 320 ºC e da 1.421 a 420 ° C.

Stabilità

I contenitori che lo contengono devono essere strettamente chiusi per prevenire la formazione di carbonato di sodio. Ciò è dovuto alla sua elevata igroscopicità, che lo porta ad assorbire l'umidità del suo ambiente e il suo co -contenuto₂.

Decomposizione

Se riscaldato alla decomposizione emette un fumo dall'ossido di sodio.

Punto di auto-direzione

Non è infiammabile

Sostanza vischiosa

4,0 cpoise a 350 ºC

Calore di vaporizzazione

175 kJ/mol A 1.388 ºC

Tensione superficiale

74,35 dynas/cm in una soluzione P/P del 2,72 % in acqua a 18 ° C.

Reattività

Con acidi

Reagisce con acidi minerali organici e inorganici, causando acqua e sale corrispondente. Nel caso dell'acido solforico, la reazione è esotermica.

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2 NaOH+H₂SW₄ => Na₂SW₄  +  2 h₂O

Con ossidi acidi

Reagisce con il biossido di zolfo, ad esempio, dando un sale di solfito e acqua:

2 NaOH +SO₂ => Na₂SW₃   +  H₂O

Con metalli

Le sue soluzioni acquose reagiscono con alcuni metalli per causare sali di sodio complessi. Ad esempio, la sua reazione con lo zinco dà origine a uno zinco di sodio:

Zn + 2 NaOH + 2 h₂O => na₂[Zn (OH)₄] + H₂

Sintesi

L'idrossido di sodio è principalmente sintetizzato con due metodi: l'uso di carbonato di sodio, inizialmente utilizzato e l'elettrolisi del cloruro di sodio, attualmente di maggiore uso industriale.

Reazione di carbonato di sodio e idrossido di calcio

Il carbonato di sodio reagisce con l'idrossido di calcio in un processo noto come Chaustificazione:

Ca (Oh)₂  +  N / a₂Co₃   => Caco₃  +  Naoh

Il carbonato di calcio precipita, lasciando l'idrossido di sodio nel surnatante, che è concentrato per evaporazione.

Il carbonato di sodio in precedenza proviene dal processo di solvay:

2 Nacl+ Caco₃ => Na₂Co₃  +  Cacl₂

Elettrolisi del cloruro di sodio

L'elettrolisi del cloruro di sodio, presente in salamoia, produce gas idrogeno, gas cloruro e idrossido di sodio in soluzione acquosa:

2 NaCl+2 h₂O => h₂  +  Cl₂   +  2 Naoh

La camera elettrolitica è costituita da un compartimento in cui l'anodo (+), del metallo in titanio e del sito in cui è posizionata la salamoia. Questo compartimento è separato dal compartimento del catodo (-) usando una membrana porosa.

La seguente reazione si verifica sull'anodo:

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

Nel frattempo, questa reazione si verifica nel catodo:

2 h₂O +2 e^-  => H₂    +  OH^-   (riduzione)

Il sodio (na⁺) Diffusi dal compartimento anodo al catodo, attraverso la membrana che li separa, formando idrossido di sodio.

Applicazioni

Prodotti per la pulizia

L'idrossido di sodio viene utilizzato per la produzione di saponi e detergenti utilizzati a casa e in attività commerciale. La combinazione di idrossido di sodio e cloro produce candeggina di cloro, utilizzata nel lavaggio degli indumenti bianchi.

Elimina anche l'accumulo di grasso negli scarichi, producendo la sua eliminazione attraverso la sua conversione in saponi attraverso il processo di saponificazione. Ciò consente l'eliminazione dell'ostruzione di tubi domestici e altri edifici.

Prodotti farmaceutici e medicinali

L'idrossido di sodio viene utilizzato nell'elaborazione di analgesici comuni, come l'aspirina. Anche di farmaci con azione anticoagulante che bloccano la formazione di coaguli e farmaci per ridurre l'ipercolesterolemia.

Processi energetici

L'idrossido di sodio viene utilizzato nella produzione di celle a combustibile che funzionano come batterie per produrre elettricità per una varietà di applicazioni, incluso il trasporto. Le resine epossidiche, prodotte con intervento di idrossido di sodio, vengono utilizzate nelle turbine eoliche.

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Trattamento delle acque

L'idrossido di sodio viene utilizzato per neutralizzare l'acidità dell'acqua e contribuire all'eliminazione di metalli pesanti. Viene anche usato per la produzione di ipoclorito di sodio, un disinfettante dell'acqua.

L'idrossido di sodio sta reagendo con solfato di alluminio per la formazione di idrossido di alluminio: agente flocculante usato nelle piante di trattamento delle acque per aumentare la sedimentazione delle particelle, producendo il suo chiarimento.

Produzione di carta

L'idrossido di sodio viene utilizzato con solfuro di sodio nel trattamento del legno per ottenere cellulosa, in modo quasi puro, che forma la base della carta. Viene anche utilizzato nel riciclaggio della carta, poiché aiutando a separare l'inchiostro, ci consente di utilizzarlo di nuovo.

Produzione industriale

L'idrossido di sodio viene utilizzato nella produzione di rayón, spandex, esplosivi, resine epossidiche, vetro e ceramica. Viene utilizzato nell'industria tessile per i coloranti ed elaborare tessuti di cotone.

Negli impianti di trattamento della canna da zucchero, l'idrossido di sodio a bassa temperatura viene utilizzato per la produzione di bagazo della canna da zucchero.

Rischi

L'idrossido di sodio è un composto altamente corrosivo, quindi può causare, a contatto con la pelle, le ustioni, le ampoule e persino le cicatrici permanenti.

In contatto con gli occhi, può produrre gravi ustioni, gonfiore, dolore, visione offuscata e nei casi gravi, può causare cecità permanente.

L'ingestione di idrossido di sodio può causare ustioni alle labbra, alla lingua, alla gola, all'esofago e allo stomaco. Tra i soliti sintomi, si manifestano nausea, vomito, crampi allo stomaco e diarrea.

Sebbene l'inalazione di idrossido di sodio sia rara e può verificarsi solo a causa della presenza di polvere composta nell'aria o dalla formazione di una rugiada che la contiene, produce un'irritazione nei polmoni.

Nel caso di un'esposizione cronica, ciò può causare edema polmonare e grave accorciamento della respirazione, che costituisce un'emergenza medica.

Riferimenti

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