Τετράγωνο πυραμιδικό σχήμα μορίων

Το υδροξείδιο του νατρίου χρησιμοποιείται συνήθως για την παραγωγή σαπουνιών, χαρτιού, βαφών, εκρηκτικών, προϊόντων πετρελαίου και χρησιμοποιείται σε πολλές άλλες διαδικασίες παραγωγής. Το υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) είναι μια λευκή κρυσταλλική (σε θερμοκρασία δωματίου) ιοντική ένωση που αποτελείται από κατιόντα νατρίου (Na+) και ανιόντα υδροξειδίου (OH–).

Το υδροξείδιο του νατρίου είναι επίσης γνωστό ως αλισίβα και καυστική σόδα. Είναι μια πολύ καυστική βάση και αλκάλιο που δεν έχει μυρωδιά. Είναι μια ανόργανη ένωση που χρησιμοποιείται γενικά ως στερεό ή αραιωμένο σε διάλυμα 50% λόγω της εξαιρετικά διαβρωτικής φύσης της.

Φυσικές και χημικές ιδιότητες

Μερικές τεχνικές προετοιμασίας

Ιστορικά, το υδροξείδιο του νατρίου παρήχθη με επεξεργασία ανθρακικού νατρίου με υδροξείδιο του ασβεστίου σε μια αντίδραση διπλής αντικατάστασης (καυστικοποίηση).

Αυτή η τεχνική αξιοποίησε το γεγονός ότι το υδροξείδιο του νατρίου είναι διαλυτό ενώ το ανθρακικό ασβέστιο όχι.

Οι πιο πρόσφατες τεχνικές περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:

1. Η διαδικασία Castner-Kellner

Σύμφωνα με αυτήν την τεχνική, το NaOH παρασκευάζεται με ηλεκτρόλυση ενός υδατικού διαλύματος χλωριούχου νατρίου (που ονομάζεται επίσης άλμη).

Το κελί Castner-Kellner είναι μια ορθογώνια δεξαμενή από χάλυβα, με το εσωτερικό της να είναι επενδεδυμένο με εβονίτη. Άλλα μέρη του κελιού περιλαμβάνουν:

1. Μια άνοδος τιτανίου
2. Μια κάθοδος με τη μορφή ενός ρέοντος στρώματος υδραργύρου στο κάτω μέρος της δεξαμενής
3. Διάλυμα χλωριούχου νατρίου που χρησιμεύει ως ηλεκτρολύτης

Όταν το ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από την άλμη, τα ιόντα +ve και -ve μεταναστεύουν προς τα αντίστοιχα ηλεκτρόδια τους, δηλαδή ιόντα Na+ εκκενώνονται στην κάθοδο υδραργύρου και παράγεται χλώριο στην άνοδο.

Το νάτριο που εναποτίθεται στην κάθοδο υδραργύρου σχηματίζει αμάλγαμα νατρίου και το χλώριο αφαιρείται από την κορυφή του κυττάρου.

Αντίδραση στην Κάθοδο (αρνητικό ηλεκτρόδιο):

Τα ιόντα Na+ εκκενώνονται κατά προτίμηση έναντι των ιόντων Η+ λόγω υψηλής τάσης.

Αντίδραση στην άνοδο (θετικό ηλεκτρόδιο):

Σχηματισμός NaOH:

Το αμάλγαμα μετακινείται σε διαφορετικό θάλαμο (αυγούδινο), όπου υποβάλλεται σε επεξεργασία με νερό για να παραχθεί NaOH σε υγρή κατάσταση, το οποίο στη συνέχεια μετατρέπεται σε στερεό NaOH με εξάτμιση του διαλύματος.

Το NaOH που λαμβάνεται με αυτή τη μέθοδο είναι εξαιρετικά καθαρό και η διαδικασία είναι πολύ αποτελεσματική.

2. Κύτταρο διαφράγματος Nelson

Ένα πορώδες διάφραγμα από αμίαντο ή πολυμερές με οξείδια μετάλλων διαχωρίζει τα διαμερίσματα ανόδου (άνθρακα [γραφίτης] ή τιτάνιο επικαλυμμένα με οξείδιο Ru-Ti) και καθόδου (ατσάλι).

Το διάφραγμα εμποδίζει τα ιόντα υδροξειδίου να εισέλθουν στο διαμέρισμα της ανόδου και τα ιόντα χλωρίου να εισέλθουν στο διαμέρισμα της καθόδου. Η κορεσμένη άλμη (υδατικό NaCl), που χρησιμοποιείται ως ηλεκτρολύτης, εισέρχεται στο διαμέρισμα της ανόδου, όπου στη συνέχεια παράγεται αέριο χλώριο.

Αντίδραση στην άνοδο (οξείδωση):

Αντίδραση καθόδου (Αναγωγή):

Το προϊόν περιέχει χλωριούχο νάτριο και υδροξείδιο του νατρίου. Το NaOH(s) μπορεί να κρυσταλλωθεί.

Σημαντικές αντιδράσεις

1.     Αντιδράσεις με οξέα

Σε ένα παράδειγμα αντιδράσεων εξουδετέρωσης, το υδροξείδιο του νατρίου αντιδρά με πρωτικά οξέα για να παράγει νερό και τα αντίστοιχα άλατα. Αυτός ο τύπος αντίδρασης με ένα ισχυρό οξύ είναι εξαιρετικά εξώθερμος. Τέτοιες αντιδράσεις οξέος-βάσης χρησιμοποιούνται επίσης για τιτλοδοτήσεις. Ωστόσο, το υδροξείδιο του νατρίου δεν χρησιμοποιείται ως κύριο πρότυπο επειδή είναι υγροσκοπικό και απορροφά το διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα.

2.     Αντίδραση με όξινα οξείδια

Αυτές οι αντιδράσεις χρησιμοποιούνται συχνά για τον καθαρισμό επιβλαβών όξινων αερίων (όπως το SO2) που παράγονται κατά την καύση άνθρακα και άλλες παρόμοιες βιομηχανικές διεργασίες για να αποτραπεί η απελευθέρωσή τους στην ατμόσφαιρα. Ένα δείγμα αντίδρασης έχει ως εξής:

Το υδροξείδιο του νατρίου είναι διαλυτό και έτσι χρησιμοποιείται για την καθίζηση υδροξειδίων μετάλλων μεταπτώσεως που είναι τυπικά αδιάλυτα. Επιπλέον, αν και δεν είναι η πιο προτιμώμενη επιλογή, το NaOH μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στη διαδικασία σαπωνοποίησης.

Χρησιμοποιήσεις

1.     Το υδροξείδιο του νατρίου χρησιμοποιείται για την παρασκευή σαπουνιών και μιας ποικιλίας απορρυπαντικών που χρησιμοποιούνται σε οικιακές και εμπορικές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων καθαριστικών αποχετεύσεων και λευκαντικού χλωρίου.
2.     Το υδροξείδιο του νατρίου χρησιμοποιείται επίσης για την παρασκευή φαρμάκων και φαρμακευτικών προϊόντων, όπως αναλγητικά, αντιπηκτικά και φάρμακα που μειώνουν τη χοληστερόλη.
3.     Το υδροξείδιο του νατρίου χρησιμοποιείται για τη διύλιση πρώτων υλών για προϊόντα ξύλου, όπως ντουλάπια και έπιπλα και για τη λεύκανση και τον καθαρισμό ξύλου. Είναι επίσης βασικό συστατικό στη διαδικασία παραγωγής και ανακύκλωσης χαρτιού.
4.     Οι δημοτικές εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού χρησιμοποιούν υδροξείδιο του νατρίου για τον έλεγχο της οξύτητας του νερού και για την απομάκρυνση των βαρέων μετάλλων από το νερό.

Το υδροξείδιο του νατρίου χρησιμοποιείται επίσης στον ενεργειακό τομέα και έχει εφαρμογές στη βιομηχανία επεξεργασίας τροφίμων και σε πολλαπλές διαδικασίες παραγωγής που κυμαίνονται από την παραγωγή ρεγιόν, χρωμάτων, κεραμικών, γυαλιού, βαφών έως τον καθαρισμό και την επεξεργασία και τη λεύκανση μετάλλων.

Κίνδυνοι για την υγεία

Η τοξικότητα του υδροξειδίου του νατρίου εξαρτάται από τη συγκέντρωση του διαλύματος υδροξειδίου του νατρίου και τη διάρκεια της επαφής του με τον ιστό.

Οι συμπυκνωμένοι ατμοί προκαλούν σοβαρή βλάβη στα μάτια και στο αναπνευστικό σύστημα.

Η επαφή με το δέρμα μπορεί να οδηγήσει σε δερματίτιδα, απώλεια μαλλιών και νέκρωση λόγω ερεθισμού.

Συμπέρασμα

Το υδροξείδιο του νατρίου είναι ένα από τα απλούστερα υδροξείδια με πολλές εφαρμογές σε όλες τις βιομηχανίες. Είναι μια λευκή, άοσμη ιοντική ένωση που είναι εξαιρετικά διαβρωτική και μπορεί επίσης να δημιουργήσει δυνητικούς κινδύνους για την υγεία με παρατεταμένη έκθεση. Ανεξάρτητα από αυτό, το NaOH είναι ένα εξαιρετικά χρήσιμο συστατικό σε πολλές βιομηχανικές διεργασίες.

Είναι επίσης σημαντικό να γνωρίζετε για άλλα υδροξείδια όπως το ΚΟΗ (μια πιο κοινή βάση στη σαπωνοποίηση), το LiOH, το Ca (OH)2 κ.λπ., και να αντιπαραβάλετε τις συμπεριφορές και τις ιδιότητές τους με το NaOH.