Υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) Ιδιότητες, κίνδυνοι και χρήσεις



Το υδροξειδίου του νατρίου, επίσης γνωστή ως αλυσίβα, καυστική σόδα ή καυστική σόδα, είναι μια χημική ένωση του τύπου NaOH, το οποίο σχηματίζει ένα ισχυρά αλκαλικό διάλυμα όταν διαλύεται σε ένα διαλύτη όπως νερό.

Η καυστική σόδα χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλές βιομηχανίες, ιδιαίτερα ως ισχυρή χημική βάση στην παραγωγή πολτού και χαρτιού, υφάσματα, πόσιμο νερό, σαπούνια και απορρυπαντικά. Η δομή του παρουσιάζεται στο σχήμα 1.

Σύμφωνα με την Rachel Golearn, η παγκόσμια παραγωγή το 1998 ήταν περίπου 45 εκατομμύρια τόνοι. Το υδροξείδιο του νατρίου είναι επίσης η πιο κοινή βάση που χρησιμοποιείται στα χημικά εργαστήρια και χρησιμοποιείται ευρέως ως καθαριστικό αποστράγγισης.

Ευρετήριο

  • 1 Μέθοδοι παραγωγής υδροξειδίου του νατρίου
    • 1.1 Κύτταρα μεμβράνης
    • 1.2 Κύτταρα υδραργύρου
    • 1.3 Κύτταρα διαφράγματος
  • 2 Φυσικές και χημικές ιδιότητες
  • 3 Δραστικότητα και κίνδυνοι
    • 3.1 Επαφή με τα μάτια
    • 3.2 Επαφή με το δέρμα
    • 3.3 Εισπνοή
    • 3.4 Κατάποση
  • 4 Χρήσεις
  • 5 Αναφορές

Μέθοδοι παραγωγής υδροξειδίου του νατρίου

Το υδροξείδιο του νατρίου και το χλώριο κατασκευάζονται μαζί με την ηλεκτρόλυση του χλωριούχου νατρίου. Μεγάλες αποθέσεις χλωριούχου νατρίου (αλάτι) βρίσκονται σε πολλά μέρη του κόσμου.

Για παράδειγμα, στην Ευρώπη, οι θάλασσες παράγουν καταθέσεις που εκτείνονται, αν και όχι συνεχώς, από το Cheshire, το Lancashire, το Staffordshire και το Cleveland στο Ηνωμένο Βασίλειο στην Πολωνία. Βρίσκονται επίσης σε όλες τις Ηνωμένες Πολιτείες, ιδιαίτερα στη Λουιζιάνα και το Τέξας.

Μία μικρή ποσότητα εκχυλίζεται ως αλάτι πετρωμάτων, το περισσότερο είναι το διάλυμα που εξορύσσεται με ελεγχόμενη άντληση νερού υπό υψηλή πίεση στη φλέβα αλατιού. Μία αναλογία της άλμης που εξορύσσεται σε διάλυμα που παράγεται με αυτόν τον τρόπο εξατμίζεται για να παραχθεί ξηρό άλας.

Το ηλιακό αλάτι, που παράγεται από την εξάτμιση του θαλασσινού νερού με ηλιακή θέρμανση, είναι επίσης πηγή χλωριούχου νατρίου.

Η κορεσμένη άλμη, πριν από την ηλεκτρόλυση, καθαρίζεται για να καθιζάνει το ασβέστιο, το μαγνήσιο και άλλα επιβλαβή κατιόντα με την προσθήκη ανθρακικού νατρίου, υδροξειδίου του νατρίου και άλλων αντιδραστηρίων. Τα στερεά σε εναιώρημα διαχωρίζονται από την άλμη με καθίζηση και διήθηση.

Υπάρχουν τρεις ηλεκτρολυτικές διαδικασίες που χρησιμοποιούνται σήμερα. Η συγκέντρωση της καυστικής σόδας που παράγεται από κάθε μία από τις διεργασίες ποικίλλει:

Κύτταρα μεμβράνης

Η καυστική σόδα παράγεται ως ένα καθαρό διάλυμα περίπου 30% (β / β) το οποίο κανονικά συμπυκνώνεται με εξάτμιση σε ένα διάλυμα 50% (β / β) χρησιμοποιώντας ατμό υπό πίεση.

Κύτταρα υδραργύρου

Η καυστική σόδα παράγεται ως 50% καθαρό διάλυμα (β / β), το οποίο είναι η πλέον συνηθισμένη συγκέντρωση στην παγκόσμια αγορά. Σε μερικές διεργασίες συμπυκνώνονται με εξάτμιση έως 75% και στη συνέχεια θερμαίνονται σε 750-850 Κ για να ληφθεί στερεό υδροξείδιο του νατρίου.

Κύτταρα διαφράγματος

Καυστική σόδα παράγεται ως ένα ακάθαρτο διάλυμα που ονομάζεται «κύτταρα διάφραγμα υγρό» (DCL με το ακρωνύμιο) με τυπικές συγκεντρώσεις του υδροξειδίου του νατρίου 10-12% (w / w) και χλωριούχο νάτριο 15% (w / ρ).

Για την παραγωγή αντοχή σε 50% (w / w) απαιτείται κανονικά, DLB πρέπει να συμπυκνωθεί χρησιμοποιώντας μονάδες εξάτμισης είναι πολύ μεγαλύτερες και πιο περίπλοκη από ό, τι εκείνα που χρησιμοποιούνται σε κύτταρα φυτών μεμβράνη.

Μεγάλες ποσότητες αλάτων καθιζάνουν κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, η οποία κανονικά επαναχρησιμοποιείται για να παράγει μια κεκορεσμένη τροφή άλμης στα κύτταρα.

Μια περαιτέρω άποψη του υδροξειδίου του νατρίου που παράγεται στο διάφραγμα κύτταρο είναι ότι το προϊόν έχει μία μικρή ποσότητα (1%) του άλατος που υπάρχει ως ακαθαρσία, η οποία μπορεί να προκαλέσει το υλικό δεν είναι κατάλληλο για ορισμένους σκοπούς (υδροξείδιο του νατρίου, 2013).

Φυσικές και χημικές ιδιότητες

Σε θερμοκρασία δωματίου, το υδροξείδιο του νατρίου είναι ένα στερεό (νιφάδες, κόκκοι, κοκκώδης μορφή) άχρωμο έως λευκό, άοσμο. Είναι υγροσκοπικό και ευκόλως απορροφά διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα, έτσι ώστε να πρέπει να αποθηκεύονται σε ένα αεροστεγές δοχείο Η εμφάνισή τους παρουσιάζεται στην Εικόνα 2 (National Center for Biotechnology Information. 2017).

Το διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου είναι ένα άχρωμο υγρό πυκνότερο από το νερό. Η ένωση έχει μοριακό βάρος 39,9971 g / mol και πυκνότητα 2,13 g / ml.

Το σημείο τήξης του είναι 318 ° C και το σημείο βρασμού του είναι 1390 ° C. Το υδροξείδιο του νατρίου είναι πολύ διαλυτό στο νερό, ικανό να διαλύσει 1110 γραμμάρια ένωσης ανά λίτρο αυτού του διαλύτη που απελευθερώνει θερμότητα στη διαδικασία. Είναι επίσης διαλυτό σε γλυκερόλη, αμμώνιο και είναι αδιάλυτο σε αιθέρα και σε μη πολικούς διαλύτες (Royal Society of Chemistry, 2015).

Το ιόν υδροξειδίου καθιστά το υδροξείδιο του νατρίου ισχυρή βάση που αντιδρά με οξέα για να σχηματίσει νερό και τα αντίστοιχα άλατα

Αυτός ο τύπος αντίδρασης απελευθερώνει θερμότητα όταν χρησιμοποιείται ισχυρό οξύ. Τέτοιες αντιδράσεις οξέος-βάσης μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τιτλοδοτήσεις. Στην πραγματικότητα, αυτός είναι ένας κοινός τρόπος μέτρησης της συγκέντρωσης οξέων.

Οξείδια οξέων όπως το διοξείδιο του θείου (SO)2) Αντιδρούν επίσης πλήρως. Τέτοιες αντιδράσεις χρησιμοποιούνται συχνά για να "καθαρίσουν" τα επιβλαβή όξινα αέρια (ως SO2 και Η2S) και αποτρέψτε την απελευθέρωσή του στην ατμόσφαιρα.

2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2Ο

Το υδροξείδιο του νατρίου αντιδρά αργά με γυαλί για να σχηματίσει πυριτικό νάτριο, έτσι ώστε οι γυάλινες ενώσεις και οι σταμαλίες που εκτίθενται σε NaOH έχουν την τάση να "παγώνουν".

Το υδροξείδιο του νατρίου δεν προσβάλλει το σίδηρο. Ούτε στον χαλκό. Ωστόσο, πολλά άλλα μέταλλα, όπως το αλουμίνιο, ο ψευδάργυρος και το τιτάνιο, υφίστανται ζημιά, απελευθερώνοντας γρήγορα εύφλεκτο υδρογόνο. Για τον ίδιο λόγο, οι κάψουλες αλουμινίου δεν πρέπει ποτέ να καθαρίζονται με λευκαντικό (υδροξείδιο του νατρίου, 2015).

2Al (s) + 6NaOH (aq) -> 3Η2(g) + 2Na3AlO3(aq)

Δραστικότητα και κίνδυνοι

Το υδροξείδιο του νατρίου είναι μια ισχυρή βάση. Αντιδρά γρήγορα και εξωθερμικά με οξέα, τόσο οργανικά όσο και ανόργανα. Καταλύει τον πολυμερισμό της ακεταλδεΰδης και άλλων πολυμεριζόμενων ενώσεων. Αυτές οι αντιδράσεις μπορεί να συμβούν βίαια.

Αντιδρά με μεγάλη βία με πενταοξείδιο του φωσφόρου όταν αρχίζει με τοπική θέρμανση. Η επαφή (ως μέσο ξήρανσης) με τετραϋδροφουράνιο, που συχνά περιέχει υπεροξείδια, μπορεί να είναι επικίνδυνη. Εκρήξεις έχουν συμβεί σε μια τέτοια χρήση υδροξειδίου του καλίου, χημικά παρόμοια.

Η θέρμανση με μείγμα μεθυλικής αλκοόλης και τριχλωροβενζολίου κατά τη διάρκεια μιας προσπάθειας σύνθεσης προκάλεσε απότομη αύξηση της πίεσης και έκρηξη. Το καυτό ή / και το συμπυκνωμένο NaOH μπορεί να προκαλέσει την αποσύνθεση της υδροκινόνης εξωθερμικά σε αυξημένη θερμοκρασία (ΥΔΡΟΞΕΙΔΙΟ ΥΔΡΟ, ΣΤΕΡΕΑ, 2016).

Η ένωση είναι πολύ επικίνδυνη σε περίπτωση επαφής με το δέρμα, επαφή με τα μάτια, κατάποση και εισπνοή. Η επαφή με τα μάτια μπορεί να προκαλέσει ζημιά στον κερατοειδή ή τύφλωση. Η επαφή με το δέρμα μπορεί να προκαλέσει φλεγμονή και φουσκάλες.

Η εισπνοή σκόνης θα προκαλέσει ερεθισμό του γαστρεντερικού ή του αναπνευστικού συστήματος, που χαρακτηρίζεται από καύση, φτέρνισμα και βήχα (δηλητηρίαση με υδροξείδιο του νατρίου, 2015).

Η σοβαρή υπερέκθεση μπορεί να προκαλέσει βλάβη στους πνεύμονες, ασφυξία, απώλεια συνείδησης ή θάνατο. Η φλεγμονή του ματιού χαρακτηρίζεται από ερυθρότητα, ερεθισμό και κνησμό. Η φλεγμονή του δέρματος χαρακτηρίζεται από φαγούρα, απολέπιση, ερυθρότητα ή περιστασιακά φουσκάλες.

Επαφή με τα μάτια

Εάν η ένωση έρθει σε επαφή με τα μάτια, οι φακοί επαφής πρέπει να ελεγχθούν και να αφαιρεθούν. Τα μάτια πρέπει να πλυθούν αμέσως με άφθονο νερό για τουλάχιστον 15 λεπτά με κρύο νερό.

Επαφή με το δέρμα

Εάν απαιτείται επαφή με το δέρμα ξεπλύνετε αμέσως την προσβεβλημένη περιοχή για τουλάχιστον 15 λεπτά με νερό ή μια περιοχή ασθενούς οξέος, π.χ. ξύδι, τα μολυσμένα ρούχα και παπούτσια μακριά. Καλύψτε το ερεθισμένο δέρμα με ένα μαλακτικό.

Πλύνετε τα ρούχα και τα παπούτσια πριν τα επαναχρησιμοποιήσετε Εάν η επαφή είναι σοβαρή, πλύνετε με απολυμαντικό σαπούνι και καλύψτε το δέρμα που έχει μολυνθεί με αντιβακτηριακή κρέμα

Εισπνοή

Σε περίπτωση εισπνοής, το θύμα πρέπει να μετακινηθεί σε δροσερό μέρος. Εάν δεν αναπνέετε, δίνεται τεχνητή αναπνοή. Εάν η αναπνοή είναι δύσκολη, παρέχετε οξυγόνο.

Κατάποση

Εάν η ένωση καταπιεί, δεν πρέπει να προκαλείται εμετός. Χαλαρώστε τα σφιχτά ρούχα, όπως κολάρο, ζώνη ή γραβάτα.

Σε όλες τις περιπτώσεις, πρέπει να λαμβάνονται αμέσως ιατρική φροντίδα (Φύλλο δεδομένων ασφαλείας υλικών υδροξείδιο του νατρίου, 2013).

Χρησιμοποιεί

Το υδροξείδιο του νατρίου είναι μια εξαιρετικά σημαντική ένωση επειδή έχει πολλαπλές χρήσεις. Είναι μια πολύ κοινή βάση που χρησιμοποιείται στη χημική βιομηχανία. Ως ισχυρή βάση, χρησιμοποιείται συνήθως στην τιτλοδότηση οξέων σε εργαστήρια.

Μία από τις πιο γνωστές χρήσεις του υδροξειδίου του νατρίου είναι η χρήση του για την αποδέσμευση αποχετεύσεων. Έρχεται σε πολλές διαφορετικές μάρκες καθαριστικών αποστράγγισης. Μπορεί επίσης να παρουσιαστεί υπό μορφή λευκαντικού σαπουνιού, το οποίο έχει πολλαπλές χρήσεις. μπορεί να πλύνει από τα πιάτα στο πρόσωπο. 

Το υδροξείδιο του νατρίου χρησιμοποιείται επίσης ευρέως στην επεξεργασία τροφίμων. Η ένωση χρησιμοποιείται συχνά σε στάδια για ξεφλούδισμα φρούτων και λαχανικών, επεξεργασία κακάου και σοκολάτας, παγωτό πάχυνσης, πουλερικά πουλιά και σόδα επεξεργασίας.

Οι ελιές εμποτίζονται με υδροξείδιο του νατρίου μαζί με άλλες ουσίες για να γίνουν μαύρες και τα μαλακά κουλουράκια επικαλύπτονται επίσης με την ένωση για να τους δώσουν μια μασώμενη υφή.

Άλλες χρήσεις περιλαμβάνουν:

  • Διαδικασίες παραγωγής προϊόντων όπως πλαστικά, σαπούνια από ρεγιόν και υφάσματα.
  • Αναζωογόνηση Οξέων στην Διύλιση Πετρελαίου.
  • Βαφή αφαίρεσης.
  • Χαρακτική αλουμινίου.
  • Αφαίρεση κέρατων ζώων.
  • Κατά τη διάρκεια δύο σταδίων της διαδικασίας παραγωγής χαρτιού.
  • Χαλαρωτικά για να βοηθήσει να ισιώσει τα μαλλιά. Αυτό γίνεται όλο και λιγότερο δημοφιλές λόγω της πιθανότητας χημικών εγκαυμάτων.

Το υδροξείδιο του νατρίου μπορεί μερικές φορές να υποκατασταθεί με υδροξείδιο του καλίου, το οποίο είναι μια άλλη ισχυρή βάση και μερικές φορές μπορεί να δώσει τα ίδια αποτελέσματα (υδροξείδιο του νατρίου, S.F.).

Αναφορές

  1. Φύλλο δεδομένων ασφαλείας υλικών Υδροξείδιο του νατρίου . (2013, 21 Μαΐου). Ανακτήθηκε από sciencelab: sciencelab.com.
  2. Εθνικό Κέντρο Βιοτεχνολογικών Πληροφοριών ... (2017, 25 Μαρτίου). Δημοσιευμένη βάση δεδομένων PubChem. CID = 14798. Ανακτήθηκε από το PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  3. Βασιλική Εταιρεία Χημείας. (2015). Υδροξείδιο του νατρίου. Ανακτήθηκε από chemspider: chemspider.com.
  4. υδροξειδίου του νατρίου. (2013, 18 Μαρτίου). Ανακτήθηκε από essentialchemicalindustry: essentialchemicalindustry.org.
  5. Υδροξείδιο του νατρίου. (2015, 9 Οκτωβρίου). Ανακτήθηκε από το newworldencyclopedia: newworldencyclopedia.org.
  6. Δηλητηρίαση με υδροξείδιο του νατρίου. (2015, 6 Ιουλίου). Ανάκτηση από medlineplus: medlineplus.gov.
  7. Υδροξείδιο του νατρίου. (S.F.). Ανάκτηση από weebly: sodiumhydroxide.weebly.com.
  8. ΥΔΡΟΞΕΙΔΙΟ ΝΑΤΡΙΟΥ, ΣΤΕΡΕΑ. (2016). Ανακτήθηκε από αιματοχημικά: cameochemicals.noaa.gov.