Natriumhidroksied

Eienskappe

Algemeen
Naam	Natriumhidroksied
Struktuurformule van
Chemiese formule	NaOH
Molêre massa	39,997 g/mol [1]
CAS-nommer	1310-73-2[1]
Voorkoms	Wit vastestof
Reuk	geen[1]
Fasegedrag
Fase	α-modifikasie <299,6°C
Selkonstantes	337; b=1090 c = 335 pm
Ruimtegroep	Cmcm
Nommer	63
Fase	β-modifikasie >299,6°C
Selkonstantes	a=334,5; b=344,5; c= 608 pm; β=109,9 ° [1]
Ruimtegroep	P 21/m
Nommer	11
Smeltpunt	323 °C[1]
Kookpunt	1388 °C[1]
Digtheid	2,13 g/cm^3 (rel water)[1]
Oplosbaarheid	109 g/100mL @ 25 °C[1]
Brekingsindeks	1,433 @ 320 °C en 589,4 nm[1]
ΔvapH^ɵ	175 kJ.mol @ 1388 °C[1]
Suur-basis eienskappe
pKa
Veiligheid
Flitspunt	geen
LD50	140-340 [mg/kg] (rot; oraal)[1]
Tensy anders vermeld is alle data vir standaardtemperatuur en -druk toestande.
Portaal Chemie

Natriumhidroksied se chemiese formule is NaOH en word ook in leketaal bytsoda genoem. Natriumhidroksied is 'n anorganiese verbinding. Hierdie hidroksied is goed oplosbaar in water en vorm 'n sterk basis. Dit is 'n ionogene verbinding wat uit Na⁺ en OH^--ione bestaan.

Kristalstrukture

Tussen kamertemperatuur en die smeltpunt, 318,4 °C, kom watervrye natriumhidroksied in twee modifikasies voor. Onder 299.6 °C (die α-modifikasie) kristalliseer natriumhidroksied met 'n ortorombiese kristalstruktuur met die ruimtegroep Cmcm (ruimtegroep nr. 63). Hierbo (β-modifikasie) het dit 'n laer simmetrie met 'n monokliniese kristalstruktuur met die ruimtegroep P2₁/m (ruimtegroep nr. 11).

Die NaOH molekule is skuins in die [010]-vlak geleë en die kristal het 'n dubbellaagstruktuur. Die β-modifikasie kom uit die α-vorm deur die lae in die lengte te verskuif [100]. Die struktuur van die dubbellae bly bewaar.

Daarbenewens kom die verbinding in verskeie hidraatvorme voor. Daar is 'n mono-, di-, 3½-, tetra-, penta- en heptahidraat bekend. Die metastabiele vorm van die tetrahidraat β-NaOH-4H₂O het 'n ortorombiese kristalstruktuur met ruimtegroep P2₁2₁2₁ (ruimtegroep nr. 19) met vier formule-eenhede per eenheidsel en roosterkonstantes a = 6.237, b = 6.288, c = 13.121 Å by -155 °C. Die hidrate NaOH-3½H₂O en NaOH-7H₂O het elk 'n kristalstruktuur met ruimtegroep P2₁/c (ruimtegroep nr. 14) met agt formule-eenhede per eenheidsel (roosterkonstantes a = 6.481, b = 12.460, c = 11.681 Å , β = 104.12° by -100 °C) en vier formule-eenhede per eenheidsel (a = 7.344, b = 16.356, c = 6.897 Å, β = 92.91° by -150 °C), onderskeidelik. Die monohydraat smelt by 64,3 °C, die 3,5-hidraat by 15,6 °C.^[2]

Chemiese eienskappe

Bytsoda reageer met alle minerale en die meeste organiese sure en vorm hulle natriumsoute. Dit reageer ook met H₂S, SO₂ en CO₂-gasse en sommige metale soos aluminium, sink en tin.^[1]

Dit is oplosbaar in alkohol (1g in 7,2 mL), metanol (1g in 4,2 mL) en gliserol. Dit is sterk basies (ph=~14 vir 'n 5% oplossing) en dissosieer volledig in oplossing. Dit is higroskopies. Dit vervloei en absorbeer beide water en koolstofdioksied uit die lug. ^[1]

Produksie

Die membraanproses

Die meeste natriumhidroksied in die wêreld word saam met chloor geproduseer in die chloor-alkali-proses. Dit is 'n elektrolitiese proses wat pekel as grondstof gebruik. Die pekel kan uit seewater verkry word, maar gewoonlik kom dit uit ondergrondse soutlae wat ontgin word.

Aan die anode word chloriedione tot chloor geoksideer:

${\displaystyle 2Cl^{-}\rightarrow Cl_{2}(g)\uparrow +2e^{-}}$

Die anodiese produkte moet van die katodiese geskei word om verdere reaksies te voorkom. Daar is drie verskillende ontwerpe van elektrolitiese selle.^[3]

1. Die diafragmasel
2. Die membraansel
3. Die kwiksel

Aan die katode van 1) en 2) word waterstof en hidroksiedione gevorm:

${\displaystyle 2H_{2}O+2e^{-}\rightarrow H_{2}(g)\uparrow +2OH^{-}}$

Die anodekompartement word geskei deur 'n diafragma in die eerste soort en deur 'n semipermeabele membraan in die tweede een.

Die gevormde natriumhidroksiedoplossing kan verder gekonsentreer word en daaruit kan vaste bytsoda verkry word.

In die kwiksel vorm vloeibare kwik die katode en in plaas van waterstof vorm die katodereaksie 'n natriumamalgaam, 'n oplossing van natrium in kwik:^[4]

${\displaystyle Na^{+}+e^{-}\xrightarrow {kwik} Na_{amalgaam}}$

Die vloeibare amalgaam ontbind saam met water in 'n ander vat wat met grafiet gepak is.

${\displaystyle 2Na_{amalgaam}+2H_{2}O\rightarrow H_{2}+2Na^{+}+2OH^{-}+Hg(l)}$

Die suiwer kwik sak deur die grafietpakking en kan opnuut gebruik word. Ongelukkig is dit moeilik om te verhoed dat klein hoeveelhede kwik in die omgewing beland. Die kwikmetode word vandag daarom dikwels vervang deur die diafragma- of die membraanmetode

Chloor–alkali-aanlegte word bedryf om aan die vraag na chloor te voldoen; natriumhidroksied is eintlik 'n byproduk. Die wêreldwye vraag na chloor word hoofsaaklik aangedryf deur die produksie van kommoditeite soos PVC, wat byvoorbeeld in konstruksieonderdele gebruik word, en isosianate, wat in konstruksieonderdele, meubels, skoenbedryf, duursame verbruikersgoedere en motors gebruik word. Hierdie markte volg die plaaslike BBP-tendens, dus sal meer volwasse ekonomieë tipies 'n laer BBP en 'n laer groei in die vraag na chloor vir hierdie eindgebruike hê.^[5] Die beskikbaarheid van NaOH is hiervan afhanklik en dit kan soms probleme veroorsaak.

Gebruike

Natriumhidroksied is 'n baie algemene chemikalie wat wydverspreide toepassing vind in huishoudings sowel as in die industrie. Dit word gebruik om seep te vervaardig uit olies en vette en as 'n dreinskoonmaker om pype te ontstop of oonde skoon te maak.

Ongeveer 56% van die natriumhidroksied wat geproduseer word, word deur die industrie gebruik, met 25% van NaOH wat in die papierbedryf gebruik word. Sommige ander gebruike sluit in^[6]

• brandstofselproduksie
• behandeling van voedsel, soos om die vel van groente te verwyder voor inmaak
• die produksie van bleik- en skoonmaakmiddels
• papiervervaardiging en papierherwinning
• aluminiumerts-verwerking en oksiedbedekking
• verwerking van katoenstof
• piekel
• mediese produkte soos pynstillers, antikoagulante om bloedklonte te voorkom, cholesterolverlagende medikasie
• waterbehandeling in drinkwatervoorsiening

Verwysings

1. "Sodium hydroxide". PubChem NIH.
2. "Sodium Hydroxide 0.3546 mol/l (N/2.82) standard volumetric solution". PanReac AppliChem. 2024.
3. "Sodium Hydroxide Supply Chain" (PDF). EPA (VSA).
4. "Mercury cell chlor-alkali production". global mercury partnership.
5. Kurt, C.; Bittner, J. (2006). Sodium Hydroxide. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a24_345.pub2.
6. "Sodium Hydroxide (NaOH)". TN.gov. 2024.