Hydroxid sodný

Hydroxid sodný (NaOH), také známý jako louh nebo kaustická soda, je žíravá zásada. Je široce užíván v průmyslu, většinou jako silná zásada při výrobě drtě a papíru, textilu, pitné vody a čistících prostředků. V roce 1998 jej bylo po celém světě vyrobeno 45 milionů tun. Hydroxid sodný je též laboratorně nejpoužívanější zásadou.

Obecné vlastnosti

Čistý hydroxid sodný je bílá pevná látka dostupná v pecičkách, šupinkách, granulkách a v 50% nasyceném roztoku. Je silně hygroskopický a ochotně absorbuje vzdušný oxid uhličitý, tudíž by měl být skladován ve vzduchotěsném obalu. Ve vodě se rozpouští za uvolňování velkého tepla. Rozpouští se i v ethanolu a methanolu, ale o něco méně než podobný hydroxid draselný. Není rozpustný v éteru a jiných nepolárních rozpouštědlech. Jeho roztok zanechává žluté skvrny na tkanině a papíru.

Chemické vlastnosti

Hydroxid sodný je iontová sloučenina, obsahuje sodné a hydroxidové ionty. Díky hydroxidovému iontu je NaOH silnou zásadou reagující s kyselinami za vzniku vody a odpovídající soli, např. s kyselinou chlorovodíkovou tvoří chlorid sodný.

NaOH (aq) + HCl(aq)? NaCl(aq) + H₂O(l)

Obecně takové reakce jsou reprezentovány jednou jednoduchou síťovou ionizační rovnicí:

Oh^?(aq) + H⁺(aq)? H₂O

Tento druh reakce uvolňuje teplo, když silná kyselina je používána. Takový acid-base reakce mohou také být užité na odměrné rozbory a opravdu toto je obyčejná cesta pro měření koncentrace kyselin. Příbuzný tomuto je reakce kaustické sody s kyselými kysličníky. Reakce oxidu uhličitého už byla zmíněna, ale jiné kyselé kysličníky takový jako síra dioxide (tak₂) také působit kompletně. Takové reakce jsou často používány “kartáčovat” škodlivé kyselé plyny (jako tak₂) a předejít jejich vydání do atmosféry.

2 NaOH + CO₂ ? Na₂CO₃ + H₂O

Kaustická soda pomalu reaguje se sklenicí k formulářovému sodíkovému silikátu tak klouby skla a kohoutci vystavení k NaOH mají tendenci “mrazit se”. Polní láhve a sklenice-lemovaní chemičtí reaktoři jsou poškozeni dlouhým vystavením horké kaustické sodě a sklo stane se omrzlé. Kaustická soda nenapadne železo nebo měď, ale mnoho jiných kovů takový jak hliník, zinek a titan jsou napadnuti rychle. V roce 1986 hliníková autocisterna ve V. Británii byla mylně zvyklá na dopravu 25 % řešení kaustické sody, působit pressurisation obsahu a škodu na cisterně. Z tomto stejném důvodu pánve hliníku by měly nikdy být čištěny se louhem.

2 Al(s) + 6 NaOH (aq)? 3 H₂ (g) + 2 Na₃AlO₃(aq)

Mnoho non-kovy také reagují s kaustickou sodou, dávání solí. Například fosfor tvoří hypophosphite sodíku, zatímco křemík dá sodíku silikát.

Na rozdíl od NaOH, hydroxides nejvíce kovy jsou neřešitelné a proto kaustická soda může být zvyklá na ukvapený kov hydroxides. Jeden takový hydroxide je hliník hydroxide, použitý jak želatinový floc k filtru ven particulate záležitost ve vodě léčba. Hliník hydroxide je připraven u čistírny odpadních vod od sulfátu hliníku reakcí s NaOH:

6 NaOH (aq) + Al₂(Tak₄)₃(aq)? 2 Al (Oh)₃(s) + 3 Na₂Tak₄(aq)

Kaustická soda působí rychle se karboxylovýma kyselinami tvořit jejich soli, a to je dokonce silný dost základu k solím formy se phenols. NaOH může také být užitý na základ-řízená hydrolýza esterů (jak je saponifikace), amides a alkyl halides. Nicméně, omezená rozpustnost NaOH v organických rozpouštědlech znamená to rozpustnější Koh je často přednostní.

Základní hydrolýza estera

Nomenklatura

Oba kaustická soda (NaOH) a draslík hydroxide (Koh) je obyčejně nazýván “louhem” v severní Americe, který může vést k určitému zmatku. Nicméně, nejvíce komerčně dostupný louh je NaOH. Louh je také hlavní přísada v průběhu mýdla. NaOH je nyní nejvíce běžně používaný pro toto, ale tradičně Koh byl používán protože to bylo snadnější trvat. Žíravý znamená “spálení” a kaustickou sodu vezme si jeho jméno od nebezpečné kůže spálí to to může příčina. V chemickém průmyslu to je široce známé jednoduše jak “žíravý.”

Výroba

V roce 1998, úplná světová produkce byla kolem 45 miliónů tun. Toto, jak severní Amerika tak Asie přispívali kolem 14 miliónů tun a Evropa produkovala asi 10 miliónů tun.

Metody výroby

Kaustická soda je produkována (spolu s chlórem a vodíkem) přes chloralkali proces. Toto zahrnuje elektrolýzu vodného roztoku kamenné soli. Kaustická soda vzrůstá u katody, kde voda je zredukovaná na plyn vodíku a hydroxide iont:

2 Na⁺ + 2 H₂O + 2 e^? ? H₂ + 2 NaOH

Produkovat NaOH to je nutné předejít reakci NaOH s chlórem, toto je typicky hotové v jedné z tří cest, který blánový buněčný proces je, ekonomicky, nejživotaschopnější.

• Proces elektrolyzéru – kov sodíku se tvoří jako amalgám u katody rtutě; tento sodík je pak reagoval s vodou produkovat NaOH. Tam byla znepokojení nad vydáními rtutě, ačkoli moderní podniky prohlašují, že je bezpečný v tomto ohledu.
• Bránice proces buňky – používá katodu oceli a reakci NaOH s Cl₂ je předešel používání porézní bránice.
• Blánový buněčný proces – podobný bránici proces buňky, s Nafion blánou oddělit katodu a reakce anody. To je méně drahé než bránice proces buňky, a to přinese vyšší kvalitu NaOH.

Starší metoda na výrobu kaustické sody byla Leblancův způsob, který produkoval sodíkový uhličitan, následovaný pražením vytvořit oxid uhličitý a kysličník sodíku. Tato metoda je už ne použitá, ale to pomáhalo založit kaustickou sodu jako důležitý druh zboží chemikálie.

Hlavní výrobcové

Ve Spojených státech, hlavní výrobce kaustické sody je Dow chemická společnost, který má roční výrobu kolem 3.7 milión tun od míst u Freeport, Texas a Plaquemine, Louisiana. Jiní hlavní američtí producenti zahrnují Oxychem, PPG, Olin a Formosa. Všichni těchto společností použít chloralkali postup.

Použití

Obecná užití

Kaustická soda je hlavní silná zásada používaná v chemickém průmyslu. Ve větším balení to je nejvíce často se ovládal jako vodný roztok, protože řešení jsou levnější a snadnější ke klice. To je zvyklé na pohon pro chemické reakce a také pro neutralizaci kyselých materiálů.

Pokus

Kaustická soda také byla použitá v spojení se zinkem pro vytvoření slavný “pennies zlata” experimentují. Cent je uvařený v roztoku NaOH spolu s nějakým zrnitým zinkovým kovem, barva centu odevzdá stříbro o 45 sekundách. Cent je pak držen v plamenu hořáku pro nemnoho sekund a to stane se zlaté. Důvod toto se stane je ten zrnitý zinek se rozpouští v NaOH tvořit Zn (Oh)₄^{2 -}. Tento iont zincate stane se redukovaný ke kovovému zinku na povrchu měděného centu. Zinek a měď když prudký v plamenu mosaz formy.

Použití v chemickém rozboru

V analytické chemii, řešení kaustické sody jsou často zvyklá na míru koncentrace kyselin odměrným rozborem. Protože NaOH není primární standard, řešení musí nejprve být standardizována odměrným rozborem proti standardu takový jako KHP. Burettes exponoval k NaOH by měl být propláchnut bezprostředně po použití předejít “zmrazování” kohoutka!

Výroba mýdla

Výroba mýdla přes saponifikaci je nejvíce tradiční chemický proces používat kaustickou sodu. Arabové začali produkovat mýdlo tímto způsobem v 7. století a stejný základní postup je ještě použitý dnes. To bylo také uvedeno v Fight klubu.

Bionafta

Pro výrobu biodiesel, kaustická soda je používána jako katalyzátor na transesterification methanolu a triglycerides. Toto jen pracuje s bezvodou kaustickou sodou, protože voda a louh by změnili tuk na mýdlo, které by bylo poskvrněné methanolem.

To je používáno více často než draslík hydroxide protože to stane méně a menší množství je potřebováno pro stejné výsledky. Další alternativa je silikát sodíku.

Rytina hliníku

Silné základy napadnou hliník. Toto může být užitečné v rytině přes vydržet nebo v konvertování vyleštěný povrch k satin-jako skončit, ale bez dalšího passivation takový jako anodizing nebo allodizing povrch může stát se korodovaný, jedno dolů normální použití nebo v hrozných atmosférických podmínkách.

Příprava jídla

Potravinová použití louhu zahrnují prádlo nebo chemické odlupování plodů a zelenin, čokoláda a kakaové zpracování, karamelová barevná výroba, paření drůbeže, zpracování měkkého nápoje a zahušťování zchladí krém. Olivy jsou často namočeny v louhu změkčit je, preclíky chvíle a louh němčiny se valí být polit s řešením louhu před pečením dělat je chroupavý.

Specifická jídla zpracovaná se louhem obsahují:

• Skandinávská delikátnost známá jako lutefisk (od lutfisk, “ryba louhu”).
• Hominy je usušená kukuřice (zrnová) jádra rozředěná namáčením v louhu-vlhnout. Tito expandují značně ve velikosti a smět být dále zpracován vařením v rozpáleném oleji a solení k formulářovým zrnovým ořechům
• Hominy je také známý v některých oblastech Southeastern Spojených států jak jídla snídaně grits, sušil a supěl do hrubého prachu. Oni jsou připraveni vařením ve vodě, s přidáním másla a jiné přísady slušet příchutím preparer.
• Kaustická soda je také chemikálie, která způsobí krystalizování bílků ve výrobě Century vejce.
• Preclíky němčiny jsou vařené ve vařící kaustické sodě řešení před pečením, který přispěje k jejich jedinečné kůře.

Domácí použití

Kaustická soda je občas použita v domově jako agent odtoků unblocking, poskytovaný jako suchý krystal (např. “Drāno”) nebo jako tlustá kapalina krystalizovat. Chemický mechanismus upotřebil je přeměna maziva k formě mýdla, a tak tvořit vodu rozpustná forma být rozpuštěn proplachováním; také rozkládat složené molekuly takový jako bílkovina vlasů. Takový čističe odtoku (a jejich kyselé verze) být velmi žíravý a should být se ovládal s péčí (viz opatření).

Trávení tkáně

Toto je proces, který je používán se zemědělskými zvířaty v té době. Tento proces zahrnuje umístění mrtvoly do zapečetěné komory, který pak vloží mrtvolu do směsi louhu a vody, který rozbije chemické vazby držet tělo neporušený. Toto nakonec změní tělo na kávu-jako kapalina a jediná pevná látka pozůstatky jsou kostěné trupy, který mohl být rozdrcen mezi něčími špičkami prstu. Toto se zdá jak jestliže to mohlo být ekologicky přátelský způsob, jak být zbaven pozůstatků když se vyrovnal kremaci.

Opatření

Rukavice a ochrana oka by měli být noseni když používá kaustickou sodu, protože tam je vysoké nebezpečí působit chemikálii hoří, neustálé zranění nebo zjizvit, a slepota. PVC zástěra je také doporučena, když koncentrované roztoky nebo pevná forma jsou používáni. To by mělo být uloženo dobře pryč od silných kyselin takový jako kyselina baterie. To může vytvořit dost tepla podnítit flammables (takový jako alkoholy), tak to by mělo být přidáno pomalu v procesorech biodiesel. Ocet je mírná kyselina, která bude neutralizovat louh, silná zásada, ale nepoužívají ocet nebo nějakou jinou kyselinu neutralizovat silnou zásadu, která kontaktovala kůži; toto bude vyrábět teplo a působit teplo hořet také. Jestliže louh dělá kontaktu kůži, vymáchat studnu s hojnými množstvími vody.

Toto nebezpečí bylo ukazováno ve scéně 1999 filmového Fight klubu, kde charakter Tyler Durden vezme si to protagonista čerstvě políbil ruku vytvořit ret-formoval jizvu, symbolizovat jejich závazek k plánu, který tvoří spiknutí filmu.