Гидроксид натрия как написать

Определение и формула

Гидроксид натрия

Неорганическое вещество, относящееся к классу щелочей. Является сильным основанием.

Формула

NaOH

Альтернативные названия

  • едкий натр;
  • каустическая сода;
  • гидроокись натрия;
  • едкая щелочь.

«Едкие» названия гидроксида натрия обуславливаются его способностью повреждать кожу человека, вызывая сильный ожог, а также разъедать бумагу, дерево и др.

Свойства гидроксида натрия

Физические свойства

Едкий натр – белое или желтоватое твердое вещество. Хорошо растворяется в воде, выделяя при этом большое количество тепла. На воздухе теряет свою форму, как бы «расплываясь». Это происходит из-за поглощения им паров воды из воздуха.

Свойство Описание
плотность 2,13 г/см³
молярная масса 39,997 г/моль
температура плавления 323°C
температура кипения 1403°C
растворимость в воде 108,7 г/100 мл

Химические свойства

  1. Гидроксид натрия реагирует с кислотами, образуя соль и воду (реакция нейтрализации):

2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O

  1. Взаимодействует с солями:

2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4

  1. Вступает в реакцию с амфотерными оксидами:

2NaOH+ZnO=Na2ZnO2+H2O

  1. С амфотерными гидроксидами:

3NaOH+Al(OH)3=Na3[Al(OH)6]

  1. Характерны реакции с кислотными оксидами:

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

Будучи сильным основанием, едкий натр также способен на реакции с многотомными спиртами, эфирами, некоторыми металлами и неметаллами, галогенами. Также вступает в реакцию со стеклом в результате длительного взаимодействия, поэтому эту щелочь хранить в стеклянной таре не рекомендуется.

Получение

Существуют химические и электрохимические методы получения гидроксида.

Химические методы

Известковый:

Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3

Ферритный:

Na2CO3+Fe2O3=2NaFeO2+CO2;

2NaFeO2+nH2O=2NaOH+Fe2O3*nH2O.

Электрохимические методы

В основе методов – электролиз водного раствора хлорид натрия (поваренной соли). Различают диафрагменный, мембранный и ртутные способы.

В настоящее время химические методы используются мало из-за ряда существенных недостатков: примеси в получаемой щелочи, энергоёмкий процесс. Поэтому в промышленности более предпочтительны электрохимические методы получения едкого натра.

Применение

Гидроксид натрия нашел широкое применение в жизни человека.

  • В первую очередь, это его участие в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве бумаги, картона и других изделий.
  • Выступает в качестве катализатора или реагента в ряде химических реакций.
  • Используется при производстве моющих средств: шампуней, мыла и др.
  • Для получения биотоплива гидроксид — главный катализатор реакции.
  • Активно применяется для нейтрализации ядовитых газов в военных оборонных комплексах.
  • Удаляет засоры в канализационных трубах (входит в состав растворяющих агентов).
  • В пищевой промышленности гидроксид зарегистрирован как добавка Е524. Известны некоторые блюда, рецепт которых включает едкую щелочь.
  • В медицине, в частности дерматологии, является ключевым компонентом составов, удаляющих ороговевшие участки кожи, папилломы, бородавки, мозоли и др.
  • Известно использование едкой щелочи при обработке древесины в деревообрабатывающей промышленности.

Тест по теме «Гидроксид натрия»

Sodium hydroxide

Unit cell, spacefill model of sodium hydroxide
Sample of sodium hydroxide as pellets in a watchglass
Names
IUPAC name

Sodium hydroxide[3]

Other names

  • Caustic soda
  • Lye[1][2]
  • Ascarite
  • White caustic
  • Sodium hydrate[3]
Identifiers

CAS Number

  • 1310-73-2 check

3D model (JSmol)

  • Interactive image
ChEBI
  • CHEBI:32145 check
ChemSpider
  • 14114 check
ECHA InfoCard 100.013.805 Edit this at Wikidata
EC Number
  • 215-185-5
E number E524 (acidity regulators, …)

Gmelin Reference

68430
KEGG
  • D01169 check
MeSH Sodium+Hydroxide

PubChem CID

  • 14798
RTECS number
  • WB4900000
UNII
  • 55X04QC32I check
UN number 1824, 1823

CompTox Dashboard (EPA)

  • DTXSID0029634 Edit this at Wikidata

InChI

  • InChI=1S/Na.H2O/h;1H2/q+1;/p-1 check

    Key: HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M check

  • InChI=1/Na.H2O/h;1H2/q+1;/p-1

    Key: HEMHJVSKTPXQMS-REWHXWOFAM

SMILES

  • [OH-].[Na+]

Properties

Chemical formula

NaOH
Molar mass 39.9971 g/mol
Appearance White, hard (when pure), opaque crystals
Odor odorless
Density 2.13 g/cm3[4]
Melting point 323 °C (613 °F; 596 K)[4]
Boiling point 1,388 °C (2,530 °F; 1,661 K)[4]

Solubility in water

418 g/l (0 °C)
1000 g/l (25 °C)[4]
3370 g/l (100 °C)
Solubility soluble in glycerol, negligible in ammonia, insoluble in ether, slowly soluble in propylene glycol
Solubility in methanol 238 g/l
Solubility in ethanol <<139 g/l
Vapor pressure <2.4 kPa (20 °C)
Acidity (pKa) 15.7

Magnetic susceptibility (χ)

−15.8·10−6 cm3/mol (aq.)[5]

Refractive index (nD)

1.3576
Structure[6]

Crystal structure

Orthorhombic, oS8

Space group

Cmcm, No. 63

Lattice constant

a = 0.34013 nm, b = 1.1378 nm, c = 0.33984 nm

Formula units (Z)

4
Thermochemistry[7]

Heat capacity (C)

59.5 J/(mol·K)

Std molar
entropy (S298)

64.4 J/(mol·K)

Std enthalpy of
formation fH298)

−425.8 kJ/mol

Gibbs free energy fG)

-379.7 kJ/mol
Hazards
GHS labelling:

Pictograms

GHS05: Corrosive

Signal word

Danger

Hazard statements

H290, H314

Precautionary statements

P280, P305+P351+P338, P310
NFPA 704 (fire diamond)

NFPA 704 four-colored diamond

3

0

1

ALK

Lethal dose or concentration (LD, LC):

LD50 (median dose)

40 mg/kg (mouse, intraperitoneal)[9]

LDLo (lowest published)

500 mg/kg (rabbit, oral)[10]
NIOSH (US health exposure limits):

PEL (Permissible)

TWA 2 mg/m3[8]

REL (Recommended)

C 2 mg/m3[8]

IDLH (Immediate danger)

10 mg/m3[8]
Safety data sheet (SDS) External SDS
Related compounds

Other anions

  • Sodium hydrosulfide
  • Sodium hydride
  • Sodium oxide

Other cations

  • Lithium hydroxide
  • Potassium hydroxide
  • Rubidium hydroxide
  • Caesium hydroxide
  • Francium hydroxide

Related compounds

Sodium deuteroxide

Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).

check verify (what is check☒ ?)

Infobox references

Sodium hydroxide, also known as lye and caustic soda,[1][2] is an inorganic compound with the formula NaOH. It is a white solid ionic compound consisting of sodium cations Na+ and hydroxide anions OH.

Sodium hydroxide is a highly corrosive base and alkali that decomposes proteins at ordinary ambient temperatures and may cause severe chemical burns. It is highly soluble in water, and readily absorbs moisture and carbon dioxide from the air. It forms a series of hydrates NaOH·nH2O.[11] The monohydrate NaOH·H2O crystallizes from water solutions between 12.3 and 61.8 °C. The commercially available «sodium hydroxide» is often this monohydrate, and published data may refer to it instead of the anhydrous compound.

As one of the simplest hydroxides, sodium hydroxide is frequently used alongside neutral water and acidic hydrochloric acid to demonstrate the pH scale to chemistry students.[12]

Sodium hydroxide is used in many industries: in the making of wood pulp and paper, textiles, drinking water, soaps and detergents, and as a drain cleaner. Worldwide production in 2004 was approximately 60 million tons, while demand was 51 million tons.[13]

Properties[edit]

Physical properties[edit]

Pure sodium hydroxide is a colorless crystalline solid that melts at 318 °C (604 °F) without decomposition, and with a boiling point of 1,388 °C (2,530 °F). It is highly soluble in water, with a lower solubility in polar solvents such as ethanol and methanol.[14] NaOH is insoluble in ether and other non-polar solvents.

Similar to the hydration of sulfuric acid, dissolution of solid sodium hydroxide in water is a highly exothermic reaction[15] where a large amount of heat is liberated, posing a threat to safety through the possibility of splashing. The resulting solution is usually colorless and odorless. As with other alkaline solutions, it feels slippery with skin contact due to the process of saponification that occurs between NaOH and natural skin oils.

Viscosity[edit]

Concentrated (50%) aqueous solutions of sodium hydroxide have a characteristic viscosity, 78 mPa·s, that is much greater than that of water (1.0 mPa·s) and near that of olive oil (85 mPa·s) at room temperature. The viscosity of aqueous NaOH, as with any liquid chemical, is inversely related to its service temperature, i.e., its viscosity decreases as temperature increases, and vice versa. The viscosity of sodium hydroxide solutions plays a direct role in its application as well as its storage.[14]

Hydrates[edit]

Sodium hydroxide can form several hydrates NaOH·nH2O, which result in a complex solubility diagram that was described in detail by Spencer Umfreville Pickering in 1893.[16] The known hydrates and the approximate ranges of temperature and concentration (mass percent of NaOH) of their saturated water solutions are:[11]

  • Heptahydrate, NaOH·7H2O: from −28 °C (18.8%) to −24 °C (22.2%).[16]
  • Pentahydrate, NaOH·5H2O: from −24 °C (22.2%) to −17.7 (24.8%).[16]
  • Tetrahydrate, NaOH·4H2O, α form: from −17.7 (24.8%) to +5.4 °C (32.5%).[16][17]
  • Tetrahydrate, NaOH·4H2O, β form: metastable.[16][17]
  • Trihemihydrate, NaOH·3.5H2O: from +5.4 °C (32.5%) to +15.38 °C (38.8%) and then to +5.0 °C (45.7%).[16][11]
  • Trihydrate, NaOH·3H2O: metastable.[16]
  • Dihydrate, NaOH·2H2O: from +5.0 °C (45.7%) to +12.3 °C (51%).[16][11]
  • Monohydrate, NaOH·H2O: from +12.3 °C (51%) to 65.10 °C (69%) then to 62.63 °C (73.1%).[16][18]

Early reports refer to hydrates with n = 0.5 or n = 2/3, but later careful investigations failed to confirm their existence.[18]

The only hydrates with stable melting points are NaOH·H2O (65.10 °C) and NaOH·3.5H2O (15.38 °C). The other hydrates, except the metastable ones NaOH·3H2O and NaOH·4H2O (β) can be crystallized from solutions of the proper composition, as listed above. However, solutions of NaOH can be easily supercooled by many degrees, which allows the formation of hydrates (including the metastable ones) from solutions with different concentrations.[11][18]

For example, when a solution of NaOH and water with 1:2 mole ratio (52.6% NaOH by mass) is cooled, the monohydrate normally starts to crystallize (at about 22 °C) before the dihydrate. However, the solution can easily be supercooled down to −15 °C, at which point it may quickly crystallize as the dihydrate. When heated, the solid dihydrate might melt directly into a solution at 13.35 °C; however, once the temperature exceeds 12.58 °C. it often decomposes into solid monohydrate and a liquid solution. Even the n = 3.5 hydrate is difficult to crystallize, because the solution supercools so much that other hydrates become more stable.[11]

A hot water solution containing 73.1% (mass) of NaOH is a eutectic that solidifies at about 62.63 °C as an intimate mix of anhydrous and monohydrate crystals.[19][18]

A second stable eutectic composition is 45.4% (mass) of NaOH, that solidifies at about 4.9 °C into a mixture of crystals of the dihydrate and of the 3.5-hydrate.[11]

The third stable eutectic has 18.4% (mass) of NaOH. It solidifies at about −28.7 °C as a mixture of water ice and the heptahydrate NaOH·7H2O.[16][20]

When solutions with less than 18.4% NaOH are cooled, water ice crystallizes first, leaving the NaOH in solution.[16]

The α form of the tetrahydrate has density 1.33 g/cm3. It melts congruously at 7.55 °C into a liquid with 35.7% NaOH and density 1.392 g/cm3, and therefore floats on it like ice on water. However, at about 4.9 °C it may instead melt incongruously into a mixture of solid NaOH·3.5H2O and a liquid solution.[17]

The β form of the tetrahydrate is metastable, and often transforms spontaneously to the α form when cooled below −20 °C.[17] Once initiated, the exothermic transformation is complete in a few minutes, with a 6.5% increase in volume of the solid. The β form can be crystallized from supercooled solutions at −26 °C, and melts partially at −1.83 °C.[17]

The «sodium hydroxide» of commerce is often the monohydrate (density 1.829 g/cm3). Physical data in technical literature may refer to this form, rather than the anhydrous compound.

Crystal structure[edit]

NaOH and its monohydrate form orthorhombic crystals with the space groups Cmcm (oS8) and Pbca (oP24), respectively. The monohydrate cell dimensions are a = 1.1825, b = 0.6213, c = 0.6069 nm. The atoms are arranged in a hydrargillite-like layer structure, with each sodium atom surrounded by six oxygen atoms, three each from hydroxide ions and three from water molecules. The hydrogen atoms of the hydroxyls form strong bonds with oxygen atoms within each O layer. Adjacent O layers are held together by hydrogen bonds between water molecules.[21]

Chemical properties[edit]

Reaction with acids[edit]

Sodium hydroxide reacts with protic acids to produce water and the corresponding salts. For example, when sodium hydroxide reacts with hydrochloric acid, sodium chloride is formed:

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

In general, such neutralization reactions are represented by one simple net ionic equation:

OH(aq) + H+(aq) → H2O(l)

This type of reaction with a strong acid releases heat, and hence is exothermic. Such acid–base reactions can also be used for titrations. However, sodium hydroxide is not used as a primary standard because it is hygroscopic and absorbs carbon dioxide from air.

Reaction with acidic oxides[edit]

Sodium hydroxide also reacts with acidic oxides, such as sulfur dioxide. Such reactions are often used to «scrub» harmful acidic gases (like SO2 and H2S) produced in the burning of coal and thus prevent their release into the atmosphere. For example,

2 NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O

Reaction with metals and oxides[edit]

Glass reacts slowly with aqueous sodium hydroxide solutions at ambient temperatures to form soluble silicates. Because of this, glass joints and stopcocks exposed to sodium hydroxide have a tendency to «freeze». Flasks and glass-lined chemical reactors are damaged by long exposure to hot sodium hydroxide, which also frosts the glass. Sodium hydroxide does not attack iron at room temperatures, since iron does not have amphoteric properties (i.e., it only dissolves in acid, not base).
Nevertheless, at high temperatures (e.g. above 500 °C), iron can react endothermically with sodium hydroxide to form iron(III) oxide, sodium metal, and hydrogen gas.[22] This is due to the lower enthalpy of formation of iron(III) oxide (−824.2 kJ/mol) compared to sodium hydroxide (-500 kJ/mol) and positive entropy change of reaction, which imply spontaneity at high temperatures (ΔST > ΔH, ΔG < 0) and non-spontaneity at low temperatures (ΔST < ΔH, ΔG > 0). Consider the following reaction between molten sodium hydroxide and finely divided iron filings:

4 Fe + 6 NaOH → 2 Fe2O3 + 6 Na + 3 H2

A few transition metals, however, may react vigorously with sodium hydroxide under milder conditions.

In 1986, an aluminium road tanker in the UK was mistakenly used to transport 25% sodium hydroxide solution,[23] causing pressurization of the contents and damage to the tanker. The pressurization was due to the hydrogen gas which is produced in the reaction between sodium hydroxide and aluminium:

2 Al + 2 NaOH + 6 H2O → 2 Na[Al(OH)4] + 3 H2

Precipitant[edit]

Unlike sodium hydroxide, which is soluble, the hydroxides of most transition metals are insoluble, and therefore sodium hydroxide can be used to precipitate transition metal hydroxides. The following colours are observed:

  • Copper — blue
  • Iron(II) — green
  • Iron(III) — yellow / brown

Zinc and lead salts dissolve in excess sodium hydroxide to give a clear solution of Na2ZnO2 or Na2PbO2.

Aluminium hydroxide is used as a gelatinous flocculant to filter out particulate matter in water treatment. Aluminium hydroxide is prepared at the treatment plant from aluminium sulfate by reacting it with sodium hydroxide or bicarbonate.

Al2(SO4)3 + 6 NaOH → 2 Al(OH)3 + 3 Na2SO4
Al2(SO4)3 + 6 NaHCO3 → 2 Al(OH)3 + 3 Na2SO4 + 6 CO2

Saponification[edit]

Sodium hydroxide can be used for the base-driven hydrolysis of esters (as in saponification), amides and alkyl halides.[14] However, the limited solubility of sodium hydroxide in organic solvents means that the more soluble potassium hydroxide (KOH) is often preferred. Touching a sodium hydroxide solution with bare hands, while not recommended, produces a slippery feeling. This happens because oils on the skin such as sebum are converted to soap.
Despite solubility in propylene glycol it is unlikely to replace water in saponification due to propylene glycol’s primary reaction with fat before reaction between sodium hydroxide and fat.

Mass fraction of NaOH (wt%) 4 10 20 30 40 50
Molar concentration of NaOH (M) 1.04 2.77 6.09 9.95 14.30 19.05
Mass concentration of NaOH (g/L) 41.7 110.9 243.8 398.3 572.0 762.2
Density of solution (g/mL) 1.043 1.109 1.219 1.328 1.430 1.524

Production[edit]

Sodium hydroxide is industrially produced as a 50% solution by variations of the electrolytic chloralkali process.[24] Chlorine gas is also produced in this process.[24] Solid sodium hydroxide is obtained from this solution by the evaporation of water. Solid sodium hydroxide is most commonly sold as flakes, prills, and cast blocks.[13]

In 2004, world production was estimated at 60 million dry tonnes of sodium hydroxide, and demand was estimated at 51 million tonnes.[13] In 1998, total world production was around 45 million tonnes. North America and Asia each contributed around 14 million tonnes, while Europe produced around 10 million tonnes. In the United States, the major producer of sodium hydroxide is Olin, which has annual production around 5.7 million tonnes from sites at Freeport, Texas, and Plaquemine, Louisiana, St Gabriel, Louisiana, McIntosh, Alabama, Charleston, Tennessee, Niagara Falls, New York, and Becancour, Canada. Other major US producers include Oxychem, Westlake, Shintek and Formosa. All of these companies use the chloralkali process.[25]

Historically, sodium hydroxide was produced by treating sodium carbonate with calcium hydroxide in a metathesis reaction which takes advantage of the fact that sodium hydroxide is soluble, while calcium carbonate is not. This process was called causticizing.[26]

Ca(OH)2(aq) + Na2CO3(s) → CaCO3(s) + 2 NaOH(aq)

This process was superseded by the Solvay process in the late 19th century, which was in turn supplanted by the Leblanc process and then chloralkali process which is in use today.

Sodium hydroxide is also produced by combining pure sodium metal with water. The byproducts are hydrogen gas and heat, often resulting in a flame.

2 Na(s) + 2 H2O(l) → 2 NaOH(aq) + H2

This reaction is commonly used for demonstrating the reactivity of alkali metals in academic environments; however, it is not commercially viable, as the isolation of sodium metal is typically performed by reduction or electrolysis of sodium compounds including sodium hydroxide.

Uses[edit]

Sodium hydroxide is a popular strong base used in industry. Sodium hydroxide is used in the manufacture of sodium salts and detergents, pH regulation, and organic synthesis. In bulk, it is most often handled as an aqueous solution,[27] since solutions are cheaper and easier to handle.

Sodium hydroxide is used in many scenarios where it is desirable to increase the alkalinity of a mixture, or to neutralize acids.

For example, in the petroleum industry, sodium hydroxide is used as an additive in drilling mud to increase alkalinity in bentonite mud systems, to increase the mud viscosity, and to neutralize any acid gas (such as hydrogen sulfide and carbon dioxide) which may be encountered in the geological formation as drilling progresses.

Another use is in Salt spray testing where pH needs to be regulated. Sodium hydroxide is used with hydrochloric acid to balance pH. The resultant salt, NaCl, is the corrosive agent used in the standard neutral pH salt spray test.

Poor quality crude oil can be treated with sodium hydroxide to remove sulfurous impurities in a process known as caustic washing. As above, sodium hydroxide reacts with weak acids such as hydrogen sulfide and mercaptans to yield non-volatile sodium salts, which can be removed. The waste which is formed is toxic and difficult to deal with, and the process is banned in many countries because of this. In 2006, Trafigura used the process and then dumped the waste in Ivory Coast.[28][29]

Other common uses of sodium hydroxide include:

  • for making soaps and detergents. Sodium hydroxide is used for hard bar soap, while potassium hydroxide is used for liquid soaps.[30][31] Sodium hydroxide is used more often than potassium hydroxide because it is cheaper and a smaller quantity is needed.
  • as drain cleaners that contain sodium hydroxide convert fats and grease that can clog pipes into soap, which dissolves in water (see cleaning agent).
  • for making artificial textile fibres (such as rayon).
  • in the manufacture of paper. Around 56% of sodium hydroxide produced is used by industry, 25% of which is used in the paper industry (see chemical pulping).
  • in purifying bauxite ore from which aluminium metal is extracted. This is known as Bayer process (see dissolving amphoteric metals and compounds).
  • in de-greasing metals, oil refining, and making dyes and bleaches.
  • in water treatment plants for pH regulation.
  • to treat bagels and pretzel dough, giving the distinctive shiny finish.

Chemical pulping[edit]

Sodium hydroxide is also widely used in pulping of wood for making paper or regenerated fibers. Along with sodium sulfide, sodium hydroxide is a key component of the white liquor solution used to separate lignin from cellulose fibers in the kraft process. It also plays a key role in several later stages of the process of bleaching the brown pulp resulting from the pulping process. These stages include oxygen delignification, oxidative extraction, and simple extraction, all of which require a strong alkaline environment with a pH > 10.5 at the end of the stages.

Tissue digestion[edit]

In a similar fashion, sodium hydroxide is used to digest tissues, as in a process that was used with farm animals at one time. This process involved placing a carcass into a sealed chamber, then adding a mixture of sodium hydroxide and water (which breaks the chemical bonds that keep the flesh intact). This eventually turns the body into a liquid with a dark brown color,[32][33] and the only solids that remain are bone hulls, which can be crushed between one’s fingertips.[34]

Sodium hydroxide is frequently used in the process of decomposing roadkill dumped in landfills by animal disposal contractors.[33] Due to its availability and low cost, it has been used by criminals to dispose of corpses. Italian serial killer Leonarda Cianciulli used this chemical to turn dead bodies into soap.[35] In Mexico, a man who worked for drug cartels admitted disposing of over 300 bodies with it.[36]

Sodium hydroxide is a dangerous chemical due to its ability to hydrolyze protein. If a dilute solution is spilled on the skin, burns may result if the area is not washed thoroughly and for several minutes with running water. Splashes in the eye can be more serious and can lead to blindness.[37]

Dissolving amphoteric metals and compounds[edit]

Strong bases attack aluminium. Sodium hydroxide reacts with aluminium and water to release hydrogen gas. The aluminium takes the oxygen atom from sodium hydroxide, which in turn takes the oxygen atom from the water, and releases the two hydrogen atoms. The reaction thus produces hydrogen gas and sodium aluminate. In this reaction, sodium hydroxide acts as an agent to make the solution alkaline, which aluminium can dissolve in.

2 Al + 2 NaOH + 2 H2O → 2 NaAlO2 + 3 H2

Sodium aluminate is an inorganic chemical that is used as an effective source of aluminium hydroxide for many industrial and technical applications. Pure sodium aluminate (anhydrous) is a white crystalline solid having a formula variously given as NaAlO2, Na3AlO3, Na[Al(OH)4], Na2O·Al2O3 or Na2Al2O4. Formation of sodium tetrahydroxoaluminate(III) or hydrated sodium aluminate is given by:[38]

2 Al + 2 NaOH + 6 H2O → 2 Na[Al(OH)4] + 3 H2

This reaction can be useful in etching, removing anodizing, or converting a polished surface to a satin-like finish, but without further passivation such as anodizing or alodining the surface may become degraded, either under normal use or in severe atmospheric conditions.

In the Bayer process, sodium hydroxide is used in the refining of alumina containing ores (bauxite) to produce alumina (aluminium oxide) which is the raw material used to produce aluminium metal via the electrolytic Hall-Héroult process. Since the alumina is amphoteric, it dissolves in the sodium hydroxide, leaving impurities less soluble at high pH such as iron oxides behind in the form of a highly alkaline red mud.

Other amphoteric metals are zinc and lead which dissolve in concentrated sodium hydroxide solutions to give sodium zincate and sodium plumbate respectively.

Esterification and transesterification reagent[edit]

Sodium hydroxide is traditionally used in soap making (cold process soap, saponification).[39] It was made in the nineteenth century for a hard surface rather than liquid product because it was easier to store and transport.

For the manufacture of biodiesel, sodium hydroxide is used as a catalyst for the transesterification of methanol and triglycerides. This only works with anhydrous sodium hydroxide, because combined with water the fat would turn into soap, which would be tainted with methanol. NaOH is used more often than potassium hydroxide because it is cheaper and a smaller quantity is needed. Due to production costs, NaOH, which is produced using common salt is cheaper than potassium hydroxide.[40]

Food preparation[edit]

Food uses of sodium hydroxide include washing or chemical peeling of fruits and vegetables, chocolate and cocoa processing, caramel coloring production, poultry scalding, soft drink processing, and thickening ice cream.[41] Olives are often soaked in sodium hydroxide for softening; Pretzels and German lye rolls are glazed with a sodium hydroxide solution before baking to make them crisp. Owing to the difficulty in obtaining food grade sodium hydroxide in small quantities for home use, sodium carbonate is often used in place of sodium hydroxide.[42] It is known as E number E524.

Specific foods processed with sodium hydroxide include:

  • German pretzels are poached in a boiling sodium carbonate solution or cold sodium hydroxide solution before baking, which contributes to their unique crust.
  • Lye-water is an essential ingredient in the crust of the traditional baked Chinese moon cakes.
  • Most yellow coloured Chinese noodles are made with lye-water but are commonly mistaken for containing egg.
  • One variety of zongzi uses lye water to impart a sweet flavor.
  • Sodium hydroxide is also the chemical that causes gelling of egg whites in the production of Century eggs.
  • Some methods of preparing olives involve subjecting them to a lye-based brine.[43]
  • The Filipino dessert (Filipino: kakanin) called kutsinta uses a small quantity of lye water to help give the rice flour batter a jelly like consistency. A similar process is also used in the kakanin known as pitsi-pitsi or pichi-pichi except that the mixture uses grated cassava instead of rice flour.
  • The Norwegian dish known as lutefisk (Norwegian: lutfisk, lit. ‘lye fish’).
  • Bagels are often boiled in a lye solution before baking, contributing to their shiny crust.
  • Hominy is dried maize (corn) kernels reconstituted by soaking in lye-water. These expand considerably in size and may be further processed by frying to make corn nuts or by drying and grinding to make grits. Hominy is used to create Masa, a popular flour used in Mexican cuisine to make Corn tortillas and tamales. Nixtamal is similar, but uses calcium hydroxide instead of sodium hydroxide.

Cleaning agent[edit]

Sodium hydroxide is frequently used as an industrial cleaning agent where it is often called «caustic». It is added to water, heated, and then used to clean process equipment, storage tanks, etc. It can dissolve grease, oils, fats and protein-based deposits. It is also used for cleaning waste discharge pipes under sinks and drains in domestic properties. Surfactants can be added to the sodium hydroxide solution in order to stabilize dissolved substances and thus prevent redeposition. A sodium hydroxide soak solution is used as a powerful degreaser on stainless steel and glass bakeware. It is also a common ingredient in oven cleaners.

A common use of sodium hydroxide is in the production of parts washer detergents. Parts washer detergents based on sodium hydroxide are some of the most aggressive parts washer cleaning chemicals. The sodium hydroxide-based detergents include surfactants, rust inhibitors and defoamers. A parts washer heats water and the detergent in a closed cabinet and then sprays the heated sodium hydroxide and hot water at pressure against dirty parts for degreasing applications. Sodium hydroxide used in this manner replaced many solvent-based systems in the early 1990s[citation needed] when trichloroethane was outlawed by the Montreal Protocol. Water and sodium hydroxide detergent-based parts washers are considered to be an environmental improvement over the solvent-based cleaning methods.

Paint stripping with caustic soda

Sodium hydroxide is used in the home as a type of drain opener to unblock clogged drains, usually in the form of a dry crystal or as a thick liquid gel. The alkali dissolves greases to produce water soluble products. It also hydrolyzes proteins, such as those found in hair, which may block water pipes. These reactions are sped by the heat generated when sodium hydroxide and the other chemical components of the cleaner dissolve in water. Such alkaline drain cleaners and their acidic versions are highly corrosive and should be handled with great caution.

Relaxer[edit]

Sodium hydroxide is used in some relaxers to straighten hair. However, because of the high incidence and intensity of chemical burns, manufacturers of chemical relaxers use other alkaline chemicals in preparations available to consumers. Sodium hydroxide relaxers are still available, but they are used mostly by professionals.

Paint stripper[edit]

A solution of sodium hydroxide in water was traditionally used as the most common paint stripper on wooden objects. Its use has become less common, because it can damage the wood surface, raising the grain and staining the colour.

Water treatment[edit]

Sodium hydroxide is sometimes used during water purification to raise the pH of water supplies. Increased pH makes the water less corrosive to plumbing and reduces the amount of lead, copper and other toxic metals that can dissolve into drinking water.[44][45]

Historical uses[edit]

Sodium hydroxide has been used for detection of carbon monoxide poisoning, with blood samples of such patients turning to a vermilion color upon the addition of a few drops of sodium hydroxide.[46] Today, carbon monoxide poisoning can be detected by CO oximetry.

In cement mixes, mortars, concrete, grouts[edit]

Sodium hydroxide is used in some cement mix plasticisers. This helps homogenise cement mixes, preventing segregation of sands and cement, decreases the amount of water required in a mix and increases workability of the cement product, be it mortar, render or concrete.

Experimental[edit]

Flavonoids[edit]

See: Sodium hydroxide test for flavonoids

Summer-winter heat storage[edit]

After decades of research,[47][48] EMPA researchers and others[49][50] are experimenting with concentrated sodium hydroxide (NaOH) as the thermal storage or seasonal reservoir medium for power plants and domestic space-heating. If water is added to solid or concentrated sodium hydroxide (NaOH), heat is released. The dilution is exothermic – chemical energy is released in the form of heat. Conversely, by applying heat energy into a dilute sodium hydroxide solution the water will evaporate so that the solution becomes more concentrated and thus stores the supplied heat as latent chemical energy.[51]

Neutron moderator[edit]

Seaborg Technologies is working on a reactor design in which NaOH is used as a neutron moderator,[52]

Safety[edit]

Chemical burns caused by sodium hydroxide solution photographed 44 hours after exposure.

Like other corrosive acids and alkalis, drops of sodium hydroxide solutions can readily decompose proteins and lipids in living tissues via amide hydrolysis and ester hydrolysis, which consequently cause chemical burns and may induce permanent blindness upon contact with eyes.[1][2] Solid alkali can also express its corrosive nature if there is water, such as water vapor. Thus, protective equipment, like rubber gloves, safety clothing and eye protection, should always be used when handling this chemical or its solutions. The standard first aid measures for alkali spills on the skin is, as for other corrosives, irrigation with large quantities of water. Washing is continued for at least ten to fifteen minutes.

Moreover, dissolution of sodium hydroxide is highly exothermic, and the resulting heat may cause heat burns or ignite flammables. It also produces heat when reacted with acids.

Sodium hydroxide is also mildly corrosive to glass, which can cause damage to glazing or cause ground glass joints to bind.[53] Sodium hydroxide is corrosive to several metals, like aluminium which reacts with the alkali to produce flammable hydrogen gas on contact.[54]

Storage[edit]

Two industrial fiberglass barrels of caustic-soda

Careful storage is needed when handling sodium hydroxide for use, especially bulk volumes. Following proper NaOH storage guidelines and maintaining worker/environment safety is always recommended given the chemical’s burn hazard.

Sodium hydroxide is often stored in bottles for small-scale laboratory use, within intermediate bulk containers (medium volume containers) for cargo handling and transport, or within large stationary storage tanks with volumes up to 100,000 gallons for manufacturing or waste water plants with extensive NaOH use. Common materials that are compatible with sodium hydroxide and often utilized for NaOH storage include: polyethylene (HDPE, usual, XLPE, less common), carbon steel, polyvinyl chloride (PVC), stainless steel, and fiberglass reinforced plastic (FRP, with a resistant liner).[14]

Sodium hydroxide must be stored in airtight containers to preserve its normality as it will absorb water from the atmosphere.

History[edit]

Sodium hydroxide was first prepared by soap makers.[55]: p45  A procedure for making sodium hydroxide appeared as part of a recipe for making soap in an Arab book of the late 13th century: Al-mukhtara’ fi funun min al-suna’ (Inventions from the Various Industrial Arts), which was compiled by al-Muzaffar Yusuf ibn ‘Umar ibn ‘Ali ibn Rasul (d. 1295), a king of Yemen.[56][57] The recipe called for passing water repeatedly through a mixture of alkali (Arabic: al-qily, where qily is ash from saltwort plants, which are rich in sodium; hence alkali was impure sodium carbonate)[58] and quicklime (calcium oxide, CaO), whereby a solution of sodium hydroxide was obtained. European soap makers also followed this recipe. When in 1791 the French chemist and surgeon Nicolas Leblanc (1742–1806) patented a process for mass-producing sodium carbonate, natural «soda ash» (impure sodium carbonate that was obtained from the ashes of plants that are rich in sodium)[55]: p36  was replaced by this artificial version.[55]: p46  However, by the 20th century, the electrolysis of sodium chloride had become the primary method for producing sodium hydroxide.[59]

See also[edit]

  • Acid and base
  • HAZMAT Class 8 Corrosive Substances
  • List of cleaning agents

References[edit]

  1. ^ a b c «Material Safety Datasheet» (PDF). certified-lye.com.
  2. ^ a b c «Material Safety Datasheet 2» (PDF). hillbrothers.com. Archived from the original (PDF) on 2012-08-03. Retrieved 2012-05-20.
  3. ^ a b «Sodium Hydroxide – Compound Summary». Retrieved June 12, 2012.
  4. ^ a b c d Haynes, p. 4.90
  5. ^ Haynes, p. 4.135
  6. ^ Jacobs, H.; Kockelkorn, J. and Tacke, Th. (1985). «Hydroxide des Natriums, Kaliums und Rubidiums: Einkristallzüchtung und röntgenographische Strukturbestimmung an der bei Raumtemperatur stabilen Modifikation». Z. Anorg. Allg. Chem. 531 (12): 119–124. doi:10.1002/zaac.19855311217.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  7. ^ Haynes, p. 5.13
  8. ^ a b c NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. «#0565». National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  9. ^ Michael Chambers. «ChemIDplus – 1310-73-2 – HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M – Sodium hydroxide [NF<nowiki»></nowiki»> – Similar structures search, synonyms, formulas, resource links, and other chemical information.»]. nih.gov.
  10. ^ «Sodium hydroxide». Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  11. ^ a b c d e f g Siemens, P. R.; Giauque, William F. (1969). «Entropies of the hydrates of sodium hydroxide. II. Low-temperature heat capacities and heats of fusion of NaOH·2H2O and NaOH·3.5H2O». Journal of Physical Chemistry. 73 (1): 149–157. doi:10.1021/j100721a024.
  12. ^ «Examples of Common Laboratory Chemicals and their Hazard Class». Archived from the original on 2018-01-10. Retrieved 2018-01-09.
  13. ^ a b c Cetin Kurt, Jürgen Bittner. «Sodium Hydroxide». Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a24_345.pub2.
  14. ^ a b c d «Sodium Hydroxide Storage Tanks & Specifications». Protank. 2018-09-08. Retrieved 2018-11-21.
  15. ^ «Exothermic vs. Endothermic: Chemistry’s Give and Take». Discovery Express.
  16. ^ a b c d e f g h i j k Umfreville Pickering, Spencer (1893). «LXI.—The hydrates of sodium, potassium, and lithium hydroxides». Journal of the Chemical Society, Transactions. 63: 890–909. doi:10.1039/CT8936300890.
  17. ^ a b c d e Mraw, S. C.; Giauque, W. F. (1974). «Entropies of the hydrates of sodium hydroxide. III. Low-temperature heat capacities and heats of fusion of the α and β crystalline forms of sodium hydroxide tetrahydrate». Journal of Physical Chemistry. 78 (17): 1701–1709. doi:10.1021/j100610a005.
  18. ^ a b c d Murch, L. E.; Giauque, W. F. (1962). «The thermodynamic properties of sodium hydroxide and its monohydrate. Heat capacities to low temperatures. Heats of solution». Journal of Physical Chemistry. 66 (10): 2052–2059. doi:10.1021/j100816a052.
  19. ^ Brodale, G. E.; Giauque, W. F. (1962). «The freezing point-solubility curve of aqueous sodium hydroxide in the region near the anhydrous-monohydrate eutectic». Journal of Physical Chemistry. 66 (10): 2051. doi:10.1021/j100816a051.
  20. ^ M. Conde Engineering: «Solid-Liquid Equilibrium (SLE) and Vapour-Liquid Equilibrium (VLE) of Aqueous NaOH». Online report, accessed on 2017-04-29.
  21. ^ Jacobs, H. and Metzner, U. (1991). «Ungewöhnliche H-Brückenbindungen in Natriumhydroxidmonohydrat: Röntgen- und Neutronenbeugung an NaOH·H<sub»>2</sub»>O bzw. NaOD·D<sub»>2</sub»>O». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 597 (1): 97–106. doi:10.1002/zaac.19915970113.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  22. ^ 祖恩, 许 (1992), 钾素,钾肥溯源[J]
  23. ^ Stamell, Jim (2001), EXCEL HSC Chemistry, Pascal Press, p. 199, ISBN 978-1-74125-299-6
  24. ^ a b Fengmin Du, David M Warsinger, Tamanna I Urmi, Gregory P Thiel, Amit Kumar, John H Lienhard (2018). «Sodium hydroxide production from seawater desalination brine: process design and energy efficiency». Environmental Science & Technology. 52 (10): 5949–5958. Bibcode:2018EnST…52.5949D. doi:10.1021/acs.est.8b01195. hdl:1721.1/123096. PMID 29669210.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  25. ^ Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology[permanent dead link], 5th edition, John Wiley & Sons
  26. ^ Deming, Horace G. (1925). General Chemistry: An Elementary Survey Emphasizing Industrial Applications of Fundamental Principles (2nd ed.). New York: John Wiley & Sons, Inc. p. 452.
  27. ^ «Document 2 — CausticSodamanual2008.pdf» (PDF). 2013. Archived from the original (PDF) on March 19, 2015. Retrieved July 17, 2014.
  28. ^ Sample, Ian (16 September 2009). «Trafigura case: toxic slop left behind by caustic washing». The Guardian. Retrieved 2009-09-17.
  29. ^ «Trafigura knew of waste dangers». BBC Newsnight. 16 September 2009. Retrieved 2009-09-17.
  30. ^ «A Guide to Caustic Chemicals Used in Soap Making | Brenntag». www.brenntag.com. Retrieved 2020-10-03.
  31. ^ «Sodium Hydroxide | Uses, Benefits, and Chemical Safety Facts». ChemicalSafetyFacts.org. 2016-09-06. Retrieved 2020-10-03.
  32. ^ Ayres, Chris (27 February 2010) Clean green finish that sends a loved one down the drain Times Online. Retrieved 2013-02-20.
  33. ^ a b Thacker, H. Leon; Kastner, Justin (August 2004). Carcass Disposal: A Comprehensive Review. Chapter 6. National Agricultural Biosecurity Center, Kansas State University, 2004. Retrieved 2010-03-08
  34. ^ Roach, Mary (2004). Stiff: The Curious Lives of Human Cadavers, New York: W.W. Norton & Company. ISBN 0-393-32482-6.
  35. ^ «Sodium:Getting rid of dirt – and murder victims». BBC News. 3 May 2014.
  36. ^ William Booth (January 27, 2009). «‘Stewmaker’ Stirs Horror in Mexico». Washington Post.
  37. ^ «ATSDR – Medical Management Guidelines (MMGs): Sodium Hydroxide». www.atsdr.cdc.gov.
  38. ^ PubChem. «Aluminium sodium tetrahydroxide». pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Retrieved 2020-10-03.
  39. ^ Morfit, Campbell (1856). A treatise on chemistry applied to the manufacture of soap and candles. Parry and McMillan.
  40. ^ «Side by Side Comparison: Potassium Hydroxide and Sodium Hydroxide — Similarities, Differences and Use Cases». info.noahtech.com. Retrieved 2020-10-03.
  41. ^ «Sodium Hydroxide». rsc.org. 2014. Retrieved November 9, 2014.
  42. ^ «Hominy without Lye». National Center for Home Food Preservation.
  43. ^ «Olives: Safe Methods for Home Pickling (application/pdf Object)» (PDF). ucanr.org. 2010. Archived from the original (PDF) on January 17, 2012. Retrieved January 22, 2012.
  44. ^ «Drinking Water Treatment – pH Adjustment». 2011. Archived from the original on August 10, 2018. Retrieved June 23, 2016.
  45. ^ Brian Oram, PG (2014). «Drinking Water Issues Corrosive Water (Lead, Copper, Aluminum, Zinc and More)». Retrieved June 23, 2016.
  46. ^ Page 168 in: The Detection of poisons and strong drugs.
    Author: Wilhelm Autenrieth.
    Publisher: P. Blakiston’s son & Company, 1909.
  47. ^ Turner, R. H.; Truscello, V. C. (1 January 1977). «Large-scale thermal energy storage using sodium hydroxide /NaOH/». International Solar Energy Society. Bibcode:1977ises.meet…18T.
  48. ^ Weber, R (2010). «Long-Term Heat Storage with NaOH» (PDF).
  49. ^ «The Water Network | by AquaSPE». thewaternetwork.com.
  50. ^ «Energy storage in residual salt will help Hyme outflank competitors». energywatch.com. 20 January 2022.
  51. ^ «Empa – 604 – Communication – NaOH-heat-storage». www.empa.ch.
  52. ^ «Seaborg completes experiments to optimise its molten salt reactor design — Nuclear Engineering International». www.neimagazine.com.
  53. ^ Pubchem. «SODIUM HYDROXIDE | NaOH – PubChem». pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Retrieved 2016-09-04.
  54. ^ «aluminium_water_hydrogen.pdf (application/pdf Object)» (PDF). www1.eere.energy.gov. 2008. Archived from the original (PDF) on September 14, 2012. Retrieved January 15, 2013.
  55. ^ a b c Thorpe, Thomas Edward, ed., A Dictionary of Applied Chemistry (London, England: Longmans, Green, and Co., 1913), vol. 5, [1]
  56. ^ See: History of Science and Technology in Islam: Description of Soap Making
  57. ^ The English chemist and archaeologist Henry Ernest Stapleton (1878–1962) presented evidence that the Persian alchemist and physician Muhammad ibn Zakariya al-Razi (c. 865–925) knew about sodium hydroxide. See Stapleton, Henry E.; Azo, R.F.; Hidayat Husain, M. (1927). «Chemistry in Iraq and Persia in the Tenth Century A.D.» Memoirs of the Asiatic Society of Bengal. VIII (6): 317–418. OCLC 706947607. p. 322.
  58. ^ Stapleton, Henry E.; Azo, R.F. (1905). «Alchemical equipment in the eleventh century, A.D.» Memoirs of the Asiatic Society of Bengal. I (4): 47–71. See footnote 5 on p. 53. From p. 53: «5. Sodium carbonate. Qily is the ashes of certain plants, e.g. Salsola and Salicornia … , which grow near the sea, or in salty places … «
  59. ^ O’Brien, Thomas F.; Bommaraju, Tilak V. and Hine, Fumio (2005) Handbook of Chlor-Alkali Technology, vol. 1. Berlin, Germany: Springer. Chapter 2: History of the Chlor-Alkali Industry, p. 34. ISBN 9780306486241

Bibliography[edit]

  • Haynes, William M., ed. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92nd ed.). CRC Press. ISBN 978-1439855119.

External links[edit]

  • International Chemical Safety Card 0360
  • Euro Chlor-How is chlorine made? Chlorine Online
  • NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
  • CDC – Sodium Hydroxide – NIOSH Workplace Safety and Health Topic
  • Production by brine electrolysis
  • Data sheets
    • Technical charts (page 33—41) for enthalpy, temperature and pressure
    • Sodium Hydroxide MSDS
    • Certified Lye MSDS
    • Hill Brothers MSDS
  • Titration of acids with sodium hydroxide; freeware for data analysis, simulation of curves and pH calculation
  • Caustic soda production in continuous causticising plant by lime soda process
Sodium hydroxide

Unit cell, spacefill model of sodium hydroxide
Sample of sodium hydroxide as pellets in a watchglass
Names
IUPAC name

Sodium hydroxide[3]

Other names

  • Caustic soda
  • Lye[1][2]
  • Ascarite
  • White caustic
  • Sodium hydrate[3]
Identifiers

CAS Number

  • 1310-73-2 check

3D model (JSmol)

  • Interactive image
ChEBI
  • CHEBI:32145 check
ChemSpider
  • 14114 check
ECHA InfoCard 100.013.805 Edit this at Wikidata
EC Number
  • 215-185-5
E number E524 (acidity regulators, …)

Gmelin Reference

68430
KEGG
  • D01169 check
MeSH Sodium+Hydroxide

PubChem CID

  • 14798
RTECS number
  • WB4900000
UNII
  • 55X04QC32I check
UN number 1824, 1823

CompTox Dashboard (EPA)

  • DTXSID0029634 Edit this at Wikidata

InChI

  • InChI=1S/Na.H2O/h;1H2/q+1;/p-1 check

    Key: HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M check

  • InChI=1/Na.H2O/h;1H2/q+1;/p-1

    Key: HEMHJVSKTPXQMS-REWHXWOFAM

SMILES

  • [OH-].[Na+]

Properties

Chemical formula

NaOH
Molar mass 39.9971 g/mol
Appearance White, hard (when pure), opaque crystals
Odor odorless
Density 2.13 g/cm3[4]
Melting point 323 °C (613 °F; 596 K)[4]
Boiling point 1,388 °C (2,530 °F; 1,661 K)[4]

Solubility in water

418 g/l (0 °C)
1000 g/l (25 °C)[4]
3370 g/l (100 °C)
Solubility soluble in glycerol, negligible in ammonia, insoluble in ether, slowly soluble in propylene glycol
Solubility in methanol 238 g/l
Solubility in ethanol <<139 g/l
Vapor pressure <2.4 kPa (20 °C)
Acidity (pKa) 15.7

Magnetic susceptibility (χ)

−15.8·10−6 cm3/mol (aq.)[5]

Refractive index (nD)

1.3576
Structure[6]

Crystal structure

Orthorhombic, oS8

Space group

Cmcm, No. 63

Lattice constant

a = 0.34013 nm, b = 1.1378 nm, c = 0.33984 nm

Formula units (Z)

4
Thermochemistry[7]

Heat capacity (C)

59.5 J/(mol·K)

Std molar
entropy (S298)

64.4 J/(mol·K)

Std enthalpy of
formation fH298)

−425.8 kJ/mol

Gibbs free energy fG)

-379.7 kJ/mol
Hazards
GHS labelling:

Pictograms

GHS05: Corrosive

Signal word

Danger

Hazard statements

H290, H314

Precautionary statements

P280, P305+P351+P338, P310
NFPA 704 (fire diamond)

NFPA 704 four-colored diamond

3

0

1

ALK

Lethal dose or concentration (LD, LC):

LD50 (median dose)

40 mg/kg (mouse, intraperitoneal)[9]

LDLo (lowest published)

500 mg/kg (rabbit, oral)[10]
NIOSH (US health exposure limits):

PEL (Permissible)

TWA 2 mg/m3[8]

REL (Recommended)

C 2 mg/m3[8]

IDLH (Immediate danger)

10 mg/m3[8]
Safety data sheet (SDS) External SDS
Related compounds

Other anions

  • Sodium hydrosulfide
  • Sodium hydride
  • Sodium oxide

Other cations

  • Lithium hydroxide
  • Potassium hydroxide
  • Rubidium hydroxide
  • Caesium hydroxide
  • Francium hydroxide

Related compounds

Sodium deuteroxide

Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).

check verify (what is check☒ ?)

Infobox references

Sodium hydroxide, also known as lye and caustic soda,[1][2] is an inorganic compound with the formula NaOH. It is a white solid ionic compound consisting of sodium cations Na+ and hydroxide anions OH.

Sodium hydroxide is a highly corrosive base and alkali that decomposes proteins at ordinary ambient temperatures and may cause severe chemical burns. It is highly soluble in water, and readily absorbs moisture and carbon dioxide from the air. It forms a series of hydrates NaOH·nH2O.[11] The monohydrate NaOH·H2O crystallizes from water solutions between 12.3 and 61.8 °C. The commercially available «sodium hydroxide» is often this monohydrate, and published data may refer to it instead of the anhydrous compound.

As one of the simplest hydroxides, sodium hydroxide is frequently used alongside neutral water and acidic hydrochloric acid to demonstrate the pH scale to chemistry students.[12]

Sodium hydroxide is used in many industries: in the making of wood pulp and paper, textiles, drinking water, soaps and detergents, and as a drain cleaner. Worldwide production in 2004 was approximately 60 million tons, while demand was 51 million tons.[13]

Properties[edit]

Physical properties[edit]

Pure sodium hydroxide is a colorless crystalline solid that melts at 318 °C (604 °F) without decomposition, and with a boiling point of 1,388 °C (2,530 °F). It is highly soluble in water, with a lower solubility in polar solvents such as ethanol and methanol.[14] NaOH is insoluble in ether and other non-polar solvents.

Similar to the hydration of sulfuric acid, dissolution of solid sodium hydroxide in water is a highly exothermic reaction[15] where a large amount of heat is liberated, posing a threat to safety through the possibility of splashing. The resulting solution is usually colorless and odorless. As with other alkaline solutions, it feels slippery with skin contact due to the process of saponification that occurs between NaOH and natural skin oils.

Viscosity[edit]

Concentrated (50%) aqueous solutions of sodium hydroxide have a characteristic viscosity, 78 mPa·s, that is much greater than that of water (1.0 mPa·s) and near that of olive oil (85 mPa·s) at room temperature. The viscosity of aqueous NaOH, as with any liquid chemical, is inversely related to its service temperature, i.e., its viscosity decreases as temperature increases, and vice versa. The viscosity of sodium hydroxide solutions plays a direct role in its application as well as its storage.[14]

Hydrates[edit]

Sodium hydroxide can form several hydrates NaOH·nH2O, which result in a complex solubility diagram that was described in detail by Spencer Umfreville Pickering in 1893.[16] The known hydrates and the approximate ranges of temperature and concentration (mass percent of NaOH) of their saturated water solutions are:[11]

  • Heptahydrate, NaOH·7H2O: from −28 °C (18.8%) to −24 °C (22.2%).[16]
  • Pentahydrate, NaOH·5H2O: from −24 °C (22.2%) to −17.7 (24.8%).[16]
  • Tetrahydrate, NaOH·4H2O, α form: from −17.7 (24.8%) to +5.4 °C (32.5%).[16][17]
  • Tetrahydrate, NaOH·4H2O, β form: metastable.[16][17]
  • Trihemihydrate, NaOH·3.5H2O: from +5.4 °C (32.5%) to +15.38 °C (38.8%) and then to +5.0 °C (45.7%).[16][11]
  • Trihydrate, NaOH·3H2O: metastable.[16]
  • Dihydrate, NaOH·2H2O: from +5.0 °C (45.7%) to +12.3 °C (51%).[16][11]
  • Monohydrate, NaOH·H2O: from +12.3 °C (51%) to 65.10 °C (69%) then to 62.63 °C (73.1%).[16][18]

Early reports refer to hydrates with n = 0.5 or n = 2/3, but later careful investigations failed to confirm their existence.[18]

The only hydrates with stable melting points are NaOH·H2O (65.10 °C) and NaOH·3.5H2O (15.38 °C). The other hydrates, except the metastable ones NaOH·3H2O and NaOH·4H2O (β) can be crystallized from solutions of the proper composition, as listed above. However, solutions of NaOH can be easily supercooled by many degrees, which allows the formation of hydrates (including the metastable ones) from solutions with different concentrations.[11][18]

For example, when a solution of NaOH and water with 1:2 mole ratio (52.6% NaOH by mass) is cooled, the monohydrate normally starts to crystallize (at about 22 °C) before the dihydrate. However, the solution can easily be supercooled down to −15 °C, at which point it may quickly crystallize as the dihydrate. When heated, the solid dihydrate might melt directly into a solution at 13.35 °C; however, once the temperature exceeds 12.58 °C. it often decomposes into solid monohydrate and a liquid solution. Even the n = 3.5 hydrate is difficult to crystallize, because the solution supercools so much that other hydrates become more stable.[11]

A hot water solution containing 73.1% (mass) of NaOH is a eutectic that solidifies at about 62.63 °C as an intimate mix of anhydrous and monohydrate crystals.[19][18]

A second stable eutectic composition is 45.4% (mass) of NaOH, that solidifies at about 4.9 °C into a mixture of crystals of the dihydrate and of the 3.5-hydrate.[11]

The third stable eutectic has 18.4% (mass) of NaOH. It solidifies at about −28.7 °C as a mixture of water ice and the heptahydrate NaOH·7H2O.[16][20]

When solutions with less than 18.4% NaOH are cooled, water ice crystallizes first, leaving the NaOH in solution.[16]

The α form of the tetrahydrate has density 1.33 g/cm3. It melts congruously at 7.55 °C into a liquid with 35.7% NaOH and density 1.392 g/cm3, and therefore floats on it like ice on water. However, at about 4.9 °C it may instead melt incongruously into a mixture of solid NaOH·3.5H2O and a liquid solution.[17]

The β form of the tetrahydrate is metastable, and often transforms spontaneously to the α form when cooled below −20 °C.[17] Once initiated, the exothermic transformation is complete in a few minutes, with a 6.5% increase in volume of the solid. The β form can be crystallized from supercooled solutions at −26 °C, and melts partially at −1.83 °C.[17]

The «sodium hydroxide» of commerce is often the monohydrate (density 1.829 g/cm3). Physical data in technical literature may refer to this form, rather than the anhydrous compound.

Crystal structure[edit]

NaOH and its monohydrate form orthorhombic crystals with the space groups Cmcm (oS8) and Pbca (oP24), respectively. The monohydrate cell dimensions are a = 1.1825, b = 0.6213, c = 0.6069 nm. The atoms are arranged in a hydrargillite-like layer structure, with each sodium atom surrounded by six oxygen atoms, three each from hydroxide ions and three from water molecules. The hydrogen atoms of the hydroxyls form strong bonds with oxygen atoms within each O layer. Adjacent O layers are held together by hydrogen bonds between water molecules.[21]

Chemical properties[edit]

Reaction with acids[edit]

Sodium hydroxide reacts with protic acids to produce water and the corresponding salts. For example, when sodium hydroxide reacts with hydrochloric acid, sodium chloride is formed:

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

In general, such neutralization reactions are represented by one simple net ionic equation:

OH(aq) + H+(aq) → H2O(l)

This type of reaction with a strong acid releases heat, and hence is exothermic. Such acid–base reactions can also be used for titrations. However, sodium hydroxide is not used as a primary standard because it is hygroscopic and absorbs carbon dioxide from air.

Reaction with acidic oxides[edit]

Sodium hydroxide also reacts with acidic oxides, such as sulfur dioxide. Such reactions are often used to «scrub» harmful acidic gases (like SO2 and H2S) produced in the burning of coal and thus prevent their release into the atmosphere. For example,

2 NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O

Reaction with metals and oxides[edit]

Glass reacts slowly with aqueous sodium hydroxide solutions at ambient temperatures to form soluble silicates. Because of this, glass joints and stopcocks exposed to sodium hydroxide have a tendency to «freeze». Flasks and glass-lined chemical reactors are damaged by long exposure to hot sodium hydroxide, which also frosts the glass. Sodium hydroxide does not attack iron at room temperatures, since iron does not have amphoteric properties (i.e., it only dissolves in acid, not base).
Nevertheless, at high temperatures (e.g. above 500 °C), iron can react endothermically with sodium hydroxide to form iron(III) oxide, sodium metal, and hydrogen gas.[22] This is due to the lower enthalpy of formation of iron(III) oxide (−824.2 kJ/mol) compared to sodium hydroxide (-500 kJ/mol) and positive entropy change of reaction, which imply spontaneity at high temperatures (ΔST > ΔH, ΔG < 0) and non-spontaneity at low temperatures (ΔST < ΔH, ΔG > 0). Consider the following reaction between molten sodium hydroxide and finely divided iron filings:

4 Fe + 6 NaOH → 2 Fe2O3 + 6 Na + 3 H2

A few transition metals, however, may react vigorously with sodium hydroxide under milder conditions.

In 1986, an aluminium road tanker in the UK was mistakenly used to transport 25% sodium hydroxide solution,[23] causing pressurization of the contents and damage to the tanker. The pressurization was due to the hydrogen gas which is produced in the reaction between sodium hydroxide and aluminium:

2 Al + 2 NaOH + 6 H2O → 2 Na[Al(OH)4] + 3 H2

Precipitant[edit]

Unlike sodium hydroxide, which is soluble, the hydroxides of most transition metals are insoluble, and therefore sodium hydroxide can be used to precipitate transition metal hydroxides. The following colours are observed:

  • Copper — blue
  • Iron(II) — green
  • Iron(III) — yellow / brown

Zinc and lead salts dissolve in excess sodium hydroxide to give a clear solution of Na2ZnO2 or Na2PbO2.

Aluminium hydroxide is used as a gelatinous flocculant to filter out particulate matter in water treatment. Aluminium hydroxide is prepared at the treatment plant from aluminium sulfate by reacting it with sodium hydroxide or bicarbonate.

Al2(SO4)3 + 6 NaOH → 2 Al(OH)3 + 3 Na2SO4
Al2(SO4)3 + 6 NaHCO3 → 2 Al(OH)3 + 3 Na2SO4 + 6 CO2

Saponification[edit]

Sodium hydroxide can be used for the base-driven hydrolysis of esters (as in saponification), amides and alkyl halides.[14] However, the limited solubility of sodium hydroxide in organic solvents means that the more soluble potassium hydroxide (KOH) is often preferred. Touching a sodium hydroxide solution with bare hands, while not recommended, produces a slippery feeling. This happens because oils on the skin such as sebum are converted to soap.
Despite solubility in propylene glycol it is unlikely to replace water in saponification due to propylene glycol’s primary reaction with fat before reaction between sodium hydroxide and fat.

Mass fraction of NaOH (wt%) 4 10 20 30 40 50
Molar concentration of NaOH (M) 1.04 2.77 6.09 9.95 14.30 19.05
Mass concentration of NaOH (g/L) 41.7 110.9 243.8 398.3 572.0 762.2
Density of solution (g/mL) 1.043 1.109 1.219 1.328 1.430 1.524

Production[edit]

Sodium hydroxide is industrially produced as a 50% solution by variations of the electrolytic chloralkali process.[24] Chlorine gas is also produced in this process.[24] Solid sodium hydroxide is obtained from this solution by the evaporation of water. Solid sodium hydroxide is most commonly sold as flakes, prills, and cast blocks.[13]

In 2004, world production was estimated at 60 million dry tonnes of sodium hydroxide, and demand was estimated at 51 million tonnes.[13] In 1998, total world production was around 45 million tonnes. North America and Asia each contributed around 14 million tonnes, while Europe produced around 10 million tonnes. In the United States, the major producer of sodium hydroxide is Olin, which has annual production around 5.7 million tonnes from sites at Freeport, Texas, and Plaquemine, Louisiana, St Gabriel, Louisiana, McIntosh, Alabama, Charleston, Tennessee, Niagara Falls, New York, and Becancour, Canada. Other major US producers include Oxychem, Westlake, Shintek and Formosa. All of these companies use the chloralkali process.[25]

Historically, sodium hydroxide was produced by treating sodium carbonate with calcium hydroxide in a metathesis reaction which takes advantage of the fact that sodium hydroxide is soluble, while calcium carbonate is not. This process was called causticizing.[26]

Ca(OH)2(aq) + Na2CO3(s) → CaCO3(s) + 2 NaOH(aq)

This process was superseded by the Solvay process in the late 19th century, which was in turn supplanted by the Leblanc process and then chloralkali process which is in use today.

Sodium hydroxide is also produced by combining pure sodium metal with water. The byproducts are hydrogen gas and heat, often resulting in a flame.

2 Na(s) + 2 H2O(l) → 2 NaOH(aq) + H2

This reaction is commonly used for demonstrating the reactivity of alkali metals in academic environments; however, it is not commercially viable, as the isolation of sodium metal is typically performed by reduction or electrolysis of sodium compounds including sodium hydroxide.

Uses[edit]

Sodium hydroxide is a popular strong base used in industry. Sodium hydroxide is used in the manufacture of sodium salts and detergents, pH regulation, and organic synthesis. In bulk, it is most often handled as an aqueous solution,[27] since solutions are cheaper and easier to handle.

Sodium hydroxide is used in many scenarios where it is desirable to increase the alkalinity of a mixture, or to neutralize acids.

For example, in the petroleum industry, sodium hydroxide is used as an additive in drilling mud to increase alkalinity in bentonite mud systems, to increase the mud viscosity, and to neutralize any acid gas (such as hydrogen sulfide and carbon dioxide) which may be encountered in the geological formation as drilling progresses.

Another use is in Salt spray testing where pH needs to be regulated. Sodium hydroxide is used with hydrochloric acid to balance pH. The resultant salt, NaCl, is the corrosive agent used in the standard neutral pH salt spray test.

Poor quality crude oil can be treated with sodium hydroxide to remove sulfurous impurities in a process known as caustic washing. As above, sodium hydroxide reacts with weak acids such as hydrogen sulfide and mercaptans to yield non-volatile sodium salts, which can be removed. The waste which is formed is toxic and difficult to deal with, and the process is banned in many countries because of this. In 2006, Trafigura used the process and then dumped the waste in Ivory Coast.[28][29]

Other common uses of sodium hydroxide include:

  • for making soaps and detergents. Sodium hydroxide is used for hard bar soap, while potassium hydroxide is used for liquid soaps.[30][31] Sodium hydroxide is used more often than potassium hydroxide because it is cheaper and a smaller quantity is needed.
  • as drain cleaners that contain sodium hydroxide convert fats and grease that can clog pipes into soap, which dissolves in water (see cleaning agent).
  • for making artificial textile fibres (such as rayon).
  • in the manufacture of paper. Around 56% of sodium hydroxide produced is used by industry, 25% of which is used in the paper industry (see chemical pulping).
  • in purifying bauxite ore from which aluminium metal is extracted. This is known as Bayer process (see dissolving amphoteric metals and compounds).
  • in de-greasing metals, oil refining, and making dyes and bleaches.
  • in water treatment plants for pH regulation.
  • to treat bagels and pretzel dough, giving the distinctive shiny finish.

Chemical pulping[edit]

Sodium hydroxide is also widely used in pulping of wood for making paper or regenerated fibers. Along with sodium sulfide, sodium hydroxide is a key component of the white liquor solution used to separate lignin from cellulose fibers in the kraft process. It also plays a key role in several later stages of the process of bleaching the brown pulp resulting from the pulping process. These stages include oxygen delignification, oxidative extraction, and simple extraction, all of which require a strong alkaline environment with a pH > 10.5 at the end of the stages.

Tissue digestion[edit]

In a similar fashion, sodium hydroxide is used to digest tissues, as in a process that was used with farm animals at one time. This process involved placing a carcass into a sealed chamber, then adding a mixture of sodium hydroxide and water (which breaks the chemical bonds that keep the flesh intact). This eventually turns the body into a liquid with a dark brown color,[32][33] and the only solids that remain are bone hulls, which can be crushed between one’s fingertips.[34]

Sodium hydroxide is frequently used in the process of decomposing roadkill dumped in landfills by animal disposal contractors.[33] Due to its availability and low cost, it has been used by criminals to dispose of corpses. Italian serial killer Leonarda Cianciulli used this chemical to turn dead bodies into soap.[35] In Mexico, a man who worked for drug cartels admitted disposing of over 300 bodies with it.[36]

Sodium hydroxide is a dangerous chemical due to its ability to hydrolyze protein. If a dilute solution is spilled on the skin, burns may result if the area is not washed thoroughly and for several minutes with running water. Splashes in the eye can be more serious and can lead to blindness.[37]

Dissolving amphoteric metals and compounds[edit]

Strong bases attack aluminium. Sodium hydroxide reacts with aluminium and water to release hydrogen gas. The aluminium takes the oxygen atom from sodium hydroxide, which in turn takes the oxygen atom from the water, and releases the two hydrogen atoms. The reaction thus produces hydrogen gas and sodium aluminate. In this reaction, sodium hydroxide acts as an agent to make the solution alkaline, which aluminium can dissolve in.

2 Al + 2 NaOH + 2 H2O → 2 NaAlO2 + 3 H2

Sodium aluminate is an inorganic chemical that is used as an effective source of aluminium hydroxide for many industrial and technical applications. Pure sodium aluminate (anhydrous) is a white crystalline solid having a formula variously given as NaAlO2, Na3AlO3, Na[Al(OH)4], Na2O·Al2O3 or Na2Al2O4. Formation of sodium tetrahydroxoaluminate(III) or hydrated sodium aluminate is given by:[38]

2 Al + 2 NaOH + 6 H2O → 2 Na[Al(OH)4] + 3 H2

This reaction can be useful in etching, removing anodizing, or converting a polished surface to a satin-like finish, but without further passivation such as anodizing or alodining the surface may become degraded, either under normal use or in severe atmospheric conditions.

In the Bayer process, sodium hydroxide is used in the refining of alumina containing ores (bauxite) to produce alumina (aluminium oxide) which is the raw material used to produce aluminium metal via the electrolytic Hall-Héroult process. Since the alumina is amphoteric, it dissolves in the sodium hydroxide, leaving impurities less soluble at high pH such as iron oxides behind in the form of a highly alkaline red mud.

Other amphoteric metals are zinc and lead which dissolve in concentrated sodium hydroxide solutions to give sodium zincate and sodium plumbate respectively.

Esterification and transesterification reagent[edit]

Sodium hydroxide is traditionally used in soap making (cold process soap, saponification).[39] It was made in the nineteenth century for a hard surface rather than liquid product because it was easier to store and transport.

For the manufacture of biodiesel, sodium hydroxide is used as a catalyst for the transesterification of methanol and triglycerides. This only works with anhydrous sodium hydroxide, because combined with water the fat would turn into soap, which would be tainted with methanol. NaOH is used more often than potassium hydroxide because it is cheaper and a smaller quantity is needed. Due to production costs, NaOH, which is produced using common salt is cheaper than potassium hydroxide.[40]

Food preparation[edit]

Food uses of sodium hydroxide include washing or chemical peeling of fruits and vegetables, chocolate and cocoa processing, caramel coloring production, poultry scalding, soft drink processing, and thickening ice cream.[41] Olives are often soaked in sodium hydroxide for softening; Pretzels and German lye rolls are glazed with a sodium hydroxide solution before baking to make them crisp. Owing to the difficulty in obtaining food grade sodium hydroxide in small quantities for home use, sodium carbonate is often used in place of sodium hydroxide.[42] It is known as E number E524.

Specific foods processed with sodium hydroxide include:

  • German pretzels are poached in a boiling sodium carbonate solution or cold sodium hydroxide solution before baking, which contributes to their unique crust.
  • Lye-water is an essential ingredient in the crust of the traditional baked Chinese moon cakes.
  • Most yellow coloured Chinese noodles are made with lye-water but are commonly mistaken for containing egg.
  • One variety of zongzi uses lye water to impart a sweet flavor.
  • Sodium hydroxide is also the chemical that causes gelling of egg whites in the production of Century eggs.
  • Some methods of preparing olives involve subjecting them to a lye-based brine.[43]
  • The Filipino dessert (Filipino: kakanin) called kutsinta uses a small quantity of lye water to help give the rice flour batter a jelly like consistency. A similar process is also used in the kakanin known as pitsi-pitsi or pichi-pichi except that the mixture uses grated cassava instead of rice flour.
  • The Norwegian dish known as lutefisk (Norwegian: lutfisk, lit. ‘lye fish’).
  • Bagels are often boiled in a lye solution before baking, contributing to their shiny crust.
  • Hominy is dried maize (corn) kernels reconstituted by soaking in lye-water. These expand considerably in size and may be further processed by frying to make corn nuts or by drying and grinding to make grits. Hominy is used to create Masa, a popular flour used in Mexican cuisine to make Corn tortillas and tamales. Nixtamal is similar, but uses calcium hydroxide instead of sodium hydroxide.

Cleaning agent[edit]

Sodium hydroxide is frequently used as an industrial cleaning agent where it is often called «caustic». It is added to water, heated, and then used to clean process equipment, storage tanks, etc. It can dissolve grease, oils, fats and protein-based deposits. It is also used for cleaning waste discharge pipes under sinks and drains in domestic properties. Surfactants can be added to the sodium hydroxide solution in order to stabilize dissolved substances and thus prevent redeposition. A sodium hydroxide soak solution is used as a powerful degreaser on stainless steel and glass bakeware. It is also a common ingredient in oven cleaners.

A common use of sodium hydroxide is in the production of parts washer detergents. Parts washer detergents based on sodium hydroxide are some of the most aggressive parts washer cleaning chemicals. The sodium hydroxide-based detergents include surfactants, rust inhibitors and defoamers. A parts washer heats water and the detergent in a closed cabinet and then sprays the heated sodium hydroxide and hot water at pressure against dirty parts for degreasing applications. Sodium hydroxide used in this manner replaced many solvent-based systems in the early 1990s[citation needed] when trichloroethane was outlawed by the Montreal Protocol. Water and sodium hydroxide detergent-based parts washers are considered to be an environmental improvement over the solvent-based cleaning methods.

Paint stripping with caustic soda

Sodium hydroxide is used in the home as a type of drain opener to unblock clogged drains, usually in the form of a dry crystal or as a thick liquid gel. The alkali dissolves greases to produce water soluble products. It also hydrolyzes proteins, such as those found in hair, which may block water pipes. These reactions are sped by the heat generated when sodium hydroxide and the other chemical components of the cleaner dissolve in water. Such alkaline drain cleaners and their acidic versions are highly corrosive and should be handled with great caution.

Relaxer[edit]

Sodium hydroxide is used in some relaxers to straighten hair. However, because of the high incidence and intensity of chemical burns, manufacturers of chemical relaxers use other alkaline chemicals in preparations available to consumers. Sodium hydroxide relaxers are still available, but they are used mostly by professionals.

Paint stripper[edit]

A solution of sodium hydroxide in water was traditionally used as the most common paint stripper on wooden objects. Its use has become less common, because it can damage the wood surface, raising the grain and staining the colour.

Water treatment[edit]

Sodium hydroxide is sometimes used during water purification to raise the pH of water supplies. Increased pH makes the water less corrosive to plumbing and reduces the amount of lead, copper and other toxic metals that can dissolve into drinking water.[44][45]

Historical uses[edit]

Sodium hydroxide has been used for detection of carbon monoxide poisoning, with blood samples of such patients turning to a vermilion color upon the addition of a few drops of sodium hydroxide.[46] Today, carbon monoxide poisoning can be detected by CO oximetry.

In cement mixes, mortars, concrete, grouts[edit]

Sodium hydroxide is used in some cement mix plasticisers. This helps homogenise cement mixes, preventing segregation of sands and cement, decreases the amount of water required in a mix and increases workability of the cement product, be it mortar, render or concrete.

Experimental[edit]

Flavonoids[edit]

See: Sodium hydroxide test for flavonoids

Summer-winter heat storage[edit]

After decades of research,[47][48] EMPA researchers and others[49][50] are experimenting with concentrated sodium hydroxide (NaOH) as the thermal storage or seasonal reservoir medium for power plants and domestic space-heating. If water is added to solid or concentrated sodium hydroxide (NaOH), heat is released. The dilution is exothermic – chemical energy is released in the form of heat. Conversely, by applying heat energy into a dilute sodium hydroxide solution the water will evaporate so that the solution becomes more concentrated and thus stores the supplied heat as latent chemical energy.[51]

Neutron moderator[edit]

Seaborg Technologies is working on a reactor design in which NaOH is used as a neutron moderator,[52]

Safety[edit]

Chemical burns caused by sodium hydroxide solution photographed 44 hours after exposure.

Like other corrosive acids and alkalis, drops of sodium hydroxide solutions can readily decompose proteins and lipids in living tissues via amide hydrolysis and ester hydrolysis, which consequently cause chemical burns and may induce permanent blindness upon contact with eyes.[1][2] Solid alkali can also express its corrosive nature if there is water, such as water vapor. Thus, protective equipment, like rubber gloves, safety clothing and eye protection, should always be used when handling this chemical or its solutions. The standard first aid measures for alkali spills on the skin is, as for other corrosives, irrigation with large quantities of water. Washing is continued for at least ten to fifteen minutes.

Moreover, dissolution of sodium hydroxide is highly exothermic, and the resulting heat may cause heat burns or ignite flammables. It also produces heat when reacted with acids.

Sodium hydroxide is also mildly corrosive to glass, which can cause damage to glazing or cause ground glass joints to bind.[53] Sodium hydroxide is corrosive to several metals, like aluminium which reacts with the alkali to produce flammable hydrogen gas on contact.[54]

Storage[edit]

Two industrial fiberglass barrels of caustic-soda

Careful storage is needed when handling sodium hydroxide for use, especially bulk volumes. Following proper NaOH storage guidelines and maintaining worker/environment safety is always recommended given the chemical’s burn hazard.

Sodium hydroxide is often stored in bottles for small-scale laboratory use, within intermediate bulk containers (medium volume containers) for cargo handling and transport, or within large stationary storage tanks with volumes up to 100,000 gallons for manufacturing or waste water plants with extensive NaOH use. Common materials that are compatible with sodium hydroxide and often utilized for NaOH storage include: polyethylene (HDPE, usual, XLPE, less common), carbon steel, polyvinyl chloride (PVC), stainless steel, and fiberglass reinforced plastic (FRP, with a resistant liner).[14]

Sodium hydroxide must be stored in airtight containers to preserve its normality as it will absorb water from the atmosphere.

History[edit]

Sodium hydroxide was first prepared by soap makers.[55]: p45  A procedure for making sodium hydroxide appeared as part of a recipe for making soap in an Arab book of the late 13th century: Al-mukhtara’ fi funun min al-suna’ (Inventions from the Various Industrial Arts), which was compiled by al-Muzaffar Yusuf ibn ‘Umar ibn ‘Ali ibn Rasul (d. 1295), a king of Yemen.[56][57] The recipe called for passing water repeatedly through a mixture of alkali (Arabic: al-qily, where qily is ash from saltwort plants, which are rich in sodium; hence alkali was impure sodium carbonate)[58] and quicklime (calcium oxide, CaO), whereby a solution of sodium hydroxide was obtained. European soap makers also followed this recipe. When in 1791 the French chemist and surgeon Nicolas Leblanc (1742–1806) patented a process for mass-producing sodium carbonate, natural «soda ash» (impure sodium carbonate that was obtained from the ashes of plants that are rich in sodium)[55]: p36  was replaced by this artificial version.[55]: p46  However, by the 20th century, the electrolysis of sodium chloride had become the primary method for producing sodium hydroxide.[59]

See also[edit]

  • Acid and base
  • HAZMAT Class 8 Corrosive Substances
  • List of cleaning agents

References[edit]

  1. ^ a b c «Material Safety Datasheet» (PDF). certified-lye.com.
  2. ^ a b c «Material Safety Datasheet 2» (PDF). hillbrothers.com. Archived from the original (PDF) on 2012-08-03. Retrieved 2012-05-20.
  3. ^ a b «Sodium Hydroxide – Compound Summary». Retrieved June 12, 2012.
  4. ^ a b c d Haynes, p. 4.90
  5. ^ Haynes, p. 4.135
  6. ^ Jacobs, H.; Kockelkorn, J. and Tacke, Th. (1985). «Hydroxide des Natriums, Kaliums und Rubidiums: Einkristallzüchtung und röntgenographische Strukturbestimmung an der bei Raumtemperatur stabilen Modifikation». Z. Anorg. Allg. Chem. 531 (12): 119–124. doi:10.1002/zaac.19855311217.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  7. ^ Haynes, p. 5.13
  8. ^ a b c NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. «#0565». National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  9. ^ Michael Chambers. «ChemIDplus – 1310-73-2 – HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M – Sodium hydroxide [NF<nowiki»></nowiki»> – Similar structures search, synonyms, formulas, resource links, and other chemical information.»]. nih.gov.
  10. ^ «Sodium hydroxide». Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  11. ^ a b c d e f g Siemens, P. R.; Giauque, William F. (1969). «Entropies of the hydrates of sodium hydroxide. II. Low-temperature heat capacities and heats of fusion of NaOH·2H2O and NaOH·3.5H2O». Journal of Physical Chemistry. 73 (1): 149–157. doi:10.1021/j100721a024.
  12. ^ «Examples of Common Laboratory Chemicals and their Hazard Class». Archived from the original on 2018-01-10. Retrieved 2018-01-09.
  13. ^ a b c Cetin Kurt, Jürgen Bittner. «Sodium Hydroxide». Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a24_345.pub2.
  14. ^ a b c d «Sodium Hydroxide Storage Tanks & Specifications». Protank. 2018-09-08. Retrieved 2018-11-21.
  15. ^ «Exothermic vs. Endothermic: Chemistry’s Give and Take». Discovery Express.
  16. ^ a b c d e f g h i j k Umfreville Pickering, Spencer (1893). «LXI.—The hydrates of sodium, potassium, and lithium hydroxides». Journal of the Chemical Society, Transactions. 63: 890–909. doi:10.1039/CT8936300890.
  17. ^ a b c d e Mraw, S. C.; Giauque, W. F. (1974). «Entropies of the hydrates of sodium hydroxide. III. Low-temperature heat capacities and heats of fusion of the α and β crystalline forms of sodium hydroxide tetrahydrate». Journal of Physical Chemistry. 78 (17): 1701–1709. doi:10.1021/j100610a005.
  18. ^ a b c d Murch, L. E.; Giauque, W. F. (1962). «The thermodynamic properties of sodium hydroxide and its monohydrate. Heat capacities to low temperatures. Heats of solution». Journal of Physical Chemistry. 66 (10): 2052–2059. doi:10.1021/j100816a052.
  19. ^ Brodale, G. E.; Giauque, W. F. (1962). «The freezing point-solubility curve of aqueous sodium hydroxide in the region near the anhydrous-monohydrate eutectic». Journal of Physical Chemistry. 66 (10): 2051. doi:10.1021/j100816a051.
  20. ^ M. Conde Engineering: «Solid-Liquid Equilibrium (SLE) and Vapour-Liquid Equilibrium (VLE) of Aqueous NaOH». Online report, accessed on 2017-04-29.
  21. ^ Jacobs, H. and Metzner, U. (1991). «Ungewöhnliche H-Brückenbindungen in Natriumhydroxidmonohydrat: Röntgen- und Neutronenbeugung an NaOH·H<sub»>2</sub»>O bzw. NaOD·D<sub»>2</sub»>O». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 597 (1): 97–106. doi:10.1002/zaac.19915970113.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  22. ^ 祖恩, 许 (1992), 钾素,钾肥溯源[J]
  23. ^ Stamell, Jim (2001), EXCEL HSC Chemistry, Pascal Press, p. 199, ISBN 978-1-74125-299-6
  24. ^ a b Fengmin Du, David M Warsinger, Tamanna I Urmi, Gregory P Thiel, Amit Kumar, John H Lienhard (2018). «Sodium hydroxide production from seawater desalination brine: process design and energy efficiency». Environmental Science & Technology. 52 (10): 5949–5958. Bibcode:2018EnST…52.5949D. doi:10.1021/acs.est.8b01195. hdl:1721.1/123096. PMID 29669210.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  25. ^ Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology[permanent dead link], 5th edition, John Wiley & Sons
  26. ^ Deming, Horace G. (1925). General Chemistry: An Elementary Survey Emphasizing Industrial Applications of Fundamental Principles (2nd ed.). New York: John Wiley & Sons, Inc. p. 452.
  27. ^ «Document 2 — CausticSodamanual2008.pdf» (PDF). 2013. Archived from the original (PDF) on March 19, 2015. Retrieved July 17, 2014.
  28. ^ Sample, Ian (16 September 2009). «Trafigura case: toxic slop left behind by caustic washing». The Guardian. Retrieved 2009-09-17.
  29. ^ «Trafigura knew of waste dangers». BBC Newsnight. 16 September 2009. Retrieved 2009-09-17.
  30. ^ «A Guide to Caustic Chemicals Used in Soap Making | Brenntag». www.brenntag.com. Retrieved 2020-10-03.
  31. ^ «Sodium Hydroxide | Uses, Benefits, and Chemical Safety Facts». ChemicalSafetyFacts.org. 2016-09-06. Retrieved 2020-10-03.
  32. ^ Ayres, Chris (27 February 2010) Clean green finish that sends a loved one down the drain Times Online. Retrieved 2013-02-20.
  33. ^ a b Thacker, H. Leon; Kastner, Justin (August 2004). Carcass Disposal: A Comprehensive Review. Chapter 6. National Agricultural Biosecurity Center, Kansas State University, 2004. Retrieved 2010-03-08
  34. ^ Roach, Mary (2004). Stiff: The Curious Lives of Human Cadavers, New York: W.W. Norton & Company. ISBN 0-393-32482-6.
  35. ^ «Sodium:Getting rid of dirt – and murder victims». BBC News. 3 May 2014.
  36. ^ William Booth (January 27, 2009). «‘Stewmaker’ Stirs Horror in Mexico». Washington Post.
  37. ^ «ATSDR – Medical Management Guidelines (MMGs): Sodium Hydroxide». www.atsdr.cdc.gov.
  38. ^ PubChem. «Aluminium sodium tetrahydroxide». pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Retrieved 2020-10-03.
  39. ^ Morfit, Campbell (1856). A treatise on chemistry applied to the manufacture of soap and candles. Parry and McMillan.
  40. ^ «Side by Side Comparison: Potassium Hydroxide and Sodium Hydroxide — Similarities, Differences and Use Cases». info.noahtech.com. Retrieved 2020-10-03.
  41. ^ «Sodium Hydroxide». rsc.org. 2014. Retrieved November 9, 2014.
  42. ^ «Hominy without Lye». National Center for Home Food Preservation.
  43. ^ «Olives: Safe Methods for Home Pickling (application/pdf Object)» (PDF). ucanr.org. 2010. Archived from the original (PDF) on January 17, 2012. Retrieved January 22, 2012.
  44. ^ «Drinking Water Treatment – pH Adjustment». 2011. Archived from the original on August 10, 2018. Retrieved June 23, 2016.
  45. ^ Brian Oram, PG (2014). «Drinking Water Issues Corrosive Water (Lead, Copper, Aluminum, Zinc and More)». Retrieved June 23, 2016.
  46. ^ Page 168 in: The Detection of poisons and strong drugs.
    Author: Wilhelm Autenrieth.
    Publisher: P. Blakiston’s son & Company, 1909.
  47. ^ Turner, R. H.; Truscello, V. C. (1 January 1977). «Large-scale thermal energy storage using sodium hydroxide /NaOH/». International Solar Energy Society. Bibcode:1977ises.meet…18T.
  48. ^ Weber, R (2010). «Long-Term Heat Storage with NaOH» (PDF).
  49. ^ «The Water Network | by AquaSPE». thewaternetwork.com.
  50. ^ «Energy storage in residual salt will help Hyme outflank competitors». energywatch.com. 20 January 2022.
  51. ^ «Empa – 604 – Communication – NaOH-heat-storage». www.empa.ch.
  52. ^ «Seaborg completes experiments to optimise its molten salt reactor design — Nuclear Engineering International». www.neimagazine.com.
  53. ^ Pubchem. «SODIUM HYDROXIDE | NaOH – PubChem». pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Retrieved 2016-09-04.
  54. ^ «aluminium_water_hydrogen.pdf (application/pdf Object)» (PDF). www1.eere.energy.gov. 2008. Archived from the original (PDF) on September 14, 2012. Retrieved January 15, 2013.
  55. ^ a b c Thorpe, Thomas Edward, ed., A Dictionary of Applied Chemistry (London, England: Longmans, Green, and Co., 1913), vol. 5, [1]
  56. ^ See: History of Science and Technology in Islam: Description of Soap Making
  57. ^ The English chemist and archaeologist Henry Ernest Stapleton (1878–1962) presented evidence that the Persian alchemist and physician Muhammad ibn Zakariya al-Razi (c. 865–925) knew about sodium hydroxide. See Stapleton, Henry E.; Azo, R.F.; Hidayat Husain, M. (1927). «Chemistry in Iraq and Persia in the Tenth Century A.D.» Memoirs of the Asiatic Society of Bengal. VIII (6): 317–418. OCLC 706947607. p. 322.
  58. ^ Stapleton, Henry E.; Azo, R.F. (1905). «Alchemical equipment in the eleventh century, A.D.» Memoirs of the Asiatic Society of Bengal. I (4): 47–71. See footnote 5 on p. 53. From p. 53: «5. Sodium carbonate. Qily is the ashes of certain plants, e.g. Salsola and Salicornia … , which grow near the sea, or in salty places … «
  59. ^ O’Brien, Thomas F.; Bommaraju, Tilak V. and Hine, Fumio (2005) Handbook of Chlor-Alkali Technology, vol. 1. Berlin, Germany: Springer. Chapter 2: History of the Chlor-Alkali Industry, p. 34. ISBN 9780306486241

Bibliography[edit]

  • Haynes, William M., ed. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92nd ed.). CRC Press. ISBN 978-1439855119.

External links[edit]

  • International Chemical Safety Card 0360
  • Euro Chlor-How is chlorine made? Chlorine Online
  • NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
  • CDC – Sodium Hydroxide – NIOSH Workplace Safety and Health Topic
  • Production by brine electrolysis
  • Data sheets
    • Technical charts (page 33—41) for enthalpy, temperature and pressure
    • Sodium Hydroxide MSDS
    • Certified Lye MSDS
    • Hill Brothers MSDS
  • Titration of acids with sodium hydroxide; freeware for data analysis, simulation of curves and pH calculation
  • Caustic soda production in continuous causticising plant by lime soda process
Гидроксид натрия
Гидроксид натрия: химическая формула
Гидроксид натрия: вид молекулы
Общие
Традиционные названия едкий натр, каустик,
каустическая сода,
едкая щелочь
Химическая формула NaOH
Физические свойства
Молярная масса 39,997 г/моль
Плотность 1,59 г/см³
Термические свойства
Температура плавления 323 °C
Температура кипения 1403 °C
Химические свойства
Растворимость в воде 108,7 г/100 мл
Безопасность
Токсичность

NFPA 704.svg

0

3

1

ALK

Гидроксид натрия (лат. Natrii hydroxidum; другие названия — каустическая сода, каустик, едкий натр, едкая щёлочь) — самая распространённая щёлочь, химическая формула NaOH. В год в мире производится и потребляется более 57 миллионов тонн едкого натра.

Интересна история тривиальных названий как гидроксида натрия, так и других щелочей, название «едкая щёлочь» обусловлено свойством разъедать кожу, бумагу, и другие органические вещества, вызывая сильные ожоги. До XVII века щёлочью (фр. alkali) называли также карбонаты натрия и калия. В 1736 французский учёный А. Л. Дюамель дю Монсо впервые различил эти вещества: гидроксид натрия стали называть каустической содой, карбонат натрия — кальцинированной содой (по растению Salsola Soda, из золы которого её добывали), а карбонат калия — поташем. В настоящее время содой принято называть натриевые соли угольной кислоты. В английском и французском языках слово sodium означает натрий, potassium — калий.

Содержание

  • 1 Физические свойства
  • 2 Химические свойства
  • 3 Качественное определение ионов натрия
  • 4 Методы получения
    • 4.1 Химические методы получения гидроксида натрия
      • 4.1.1 Известковый метод
      • 4.1.2 Ферритный метод
    • 4.2 Электрохимические методы получения гидроксида натрия
      • 4.2.1 Диафрагменный метод
      • 4.2.2 Мембранный метод
      • 4.2.3 Ртутный метод с жидким катодом
      • 4.2.4 Лабораторные методы получения
  • 5 Рынок каустической соды
  • 6 Применение
  • 7 Меры предосторожности при обращении с гидроксидом натрия
  • 8 Литература

Физические свойства

Гидрат окиси натрия NaOH — белое твердое вещество. Если оставить кусок едкого натра на воздухе, то он вскоре расплывается, так как притягивает влагу из воздуха. Едкий натр хорошо растворяется в воде, при этом выделяется большое количество теплоты. Раствор едкого натра мылок на ощупь.

Термодинамика растворов

ΔH0 растворения для бесконечно разбавленного водного раствора −44,45 кДж/моль.

Из водных растворов при 12,3—61,8 °C кристаллизуется моногидрат (сингония ромбическая), температура плавления 65,1 °C; плотность 1,829 г/см³; ΔH0обр −425,6 кДж/моль), в интервале от −28 до −24 °C — гептагидрат, от −24 до −17,7 °C — пентагидрат, от −17,7 до −5,4 °C — тетрагидрат (α-модификация), от −5,4 до 12,3 °C. Растворимость в метаноле 23,6 г/л (t = 28 °C), в этаноле 14,7 г/л (t = 28 °C). NaOH·3,5Н2О (температура плавления 15,5 °C);

Химические свойства

Гидроксид натрия (едкая щёлочь) — сильное химическое основание (к сильным основаниям относят гидроксиды, молекулы которых полностью диссоциируют в воде), к ним относят гидроксиды щелочных и щёлочно-земельных металлов подгрупп Iа и IIа периодической системы Д. И. Менделеева, KOH (едкое кали), Ba(OH)2 (едкий барит), LiOH, RbOH, CsOH. Щёлочность (основность) определяется валентностью металла, радиусом внешней электронной оболочки и электрохимической активностью: чем больше радиус электронной оболочки (увеличивается с порядковым номером), тем легче металл отдает электроны, и тем выше его электрохимическая активность и тем левее располагается элемент в электрохимическом ряду активности металлов, в котором за ноль принята активность водорода.

MeTable.jpg

Водные растворы NaOH имеют сильную щелочную реакцию (pH 1%-раствора = 13). Основными методами определения щелочей в растворах являются реакции на гидроксид-ион (OH), (c фенолфталеином — малиновое окрашивание и метиловым оранжевым (метилоранжем) — жёлтое окрашивание). Чем больше гидроксид-ионов находится в растворе, тем сильнее щёлочь и тем интенсивнее окраска индикатора.

Гидроксид натрия вступает в реакции:

1.Нейтрализации с различными веществами в любых агрегатных состояниях, от растворов и газов до твёрдых веществ:

  • c кислотами — с образованием солей и воды:

NaOH + HCl → NaCl + H2O

(1) H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O (при избытке NaOH)

(2) H2S + NaOH = NaHS + H2O (кислая соль, при отношении 1:1)

(в целом такую реакцию можно представить простым ионным уравнением, реакция протекает с выделением тепла (экзотермическая реакция): OH + H3O+ → 2H2O.)

  • с амфотерными оксидами которые обладают как основными, так и кислотными свойствами, и способностью реагировать с щелочами, как с твёрдыми при сплавлении:

ZnO + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2O

так и с растворами:

ZnO + 2NaOH(раствор) + H2O → Na2[Zn(OH)4](раствор)

(Образующийся анион называется тетрагидроксоцинкат-ионом, а соль, которую можно выделить из раствора — тетрагидроксоцинкатом натрия. В аналогичные реакции гидроксид натрия вступает и c другими амфотерными оксидами.)

  • С амфотерными гидроксидами:

Al(OH)3 + 3NaOH = Na3[Al(OH)6]

2. Обмена с солями в растворе:

2NaOH +CuSO4 → Cu (OH)2↓ + Na2SO4,

2Na+ + 2OH + Cu2+ + SO42− → Cu(OH)2↓+ Na2SO4

Гидроксид натрия используется для осаждения гидроксидов металлов. К примеру, так получают гелеобразный гидроксид алюминия, действуя гидроксидом натрия на сульфат алюминия в водном растворе, при этом избегая избытка щёлочи и растворения осадка. Его и используют, в частности, для очистки воды от мелких взвесей.

6NaOH + Al2(SO4)3 → 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4.

6Na+ + 6OH + 2Al3+ + SO42− → 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4.

3. С неметаллами:

например, с фосфором — с образованием гипофосфита натрия:

4Р + 3NaOH + 3Н2О → РН3 + 3NaH2РО2.

3S + 6NaOH → 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O

  • с галогенами:

2NaOH + Cl2 → NaClO + NaCl + H2O(дисмутация хлора)

2Na+ + 2OH + 2Cl → 2Na+ + 2O2− + 2H+ + 2Cl → NaClO + NaCl + H2O

6NaOH + 3I2 → NaIO3 + 5NaI + 3H2O

4. С металлами: Гидроксид натрия вступает в реакцию с алюминием, цинком, титаном. Он не реагирует с железом и медью (металлами, которые имеют низкий электрохимический потенциал). Алюминий легко растворяется в едкой щёлочи с образованием хорошо растворимого комплекса — тетрагидроксиалюмината натрия и водорода:

2Al0 + 2NaOH + 6H2O → 3H2↑ + 2Na[Al(OH)4]

2Al0 + 2Na+ + 8OH + 6H+ → 3H2↑ + 2Na+[Al3+(OH)4]

5. С эфирами, амидами и алкилгалогенидами (гидролиз):

Гидролиз эфиров

с жирами (омыление), такая реакция необратима, так как получающаяся кислота со щёлочью образует мыло и глицерин. Глицерин впоследствии извлекается из подмыльных щёлоков путём вакуум-выпарки и дополнительной дистилляционной очистки полученных продуктов. Этот способ получения мыла был известен на Ближнем Востоке с VII века:

(C17H35COO)3C3H5 + 3NaOH → C3H5(OH)3 + 3C17H35COONa

В результате взаимодействия жиров с гидроксидом натрия получают твёрдые мыла (они используются для производства кускового мыла), а с гидроксидом калия либо твёрдые, либо жидкие мыла, в зависимости от состава жира.

6. С многоатомными спиртами — с образованием алкоголятов:

HO-CH2-CH2ОН + 2NaOH → NaO-CH2-CH2-ONa + 2Н2O

7. Со стеклом: в результате длительного воздействия горячей гидроокиси натрия поверхность стекла становится матовой (выщелачивание силикатов):

SiO2 + 4NaOH → (2Na2O)·SiO2 + 2H2O.

Качественное определение ионов натрия

Ионы натрия придают пламени жёлтую окраску

  1. По цвету пламени горелки — ионы натрия придают пламени жёлтую окраску
  2. С использованием специфических реакций на ионы натрия
Реагент Фторид аммония Нитрит цезия-калия-висмута Ацетат магния Ацетат цинка Пикро-

лоновая кислота

Диокси-

винная кислота

Бромбензол-

сульфокислота

Ацетат уранила-цинка
Цвет осадка белый бледно-жёлтый жёлто-зелёный желто-зелёный белый белый бледно-жёлтый зеленовато-жёлтый

Методы получения

Гидроксид натрия может получаться в промышленности химическими и электрохимическими методами.

Химические методы получения гидроксида натрия

К химическим методам получения гидроксида натрия относятся известковый и ферритный.

Химические методы получения гидроксида натрия имеют существенные недостатки: расходуется большое количество энергоносителей, получаемый едкий натр сильно загрязнен примесями.

В настоящее время эти методы почти полностью вытеснены электрохимическими методами производства.

Известковый метод

Известковый метод получения гидроксида натрия заключается во взаимодействии раствора соды с известковым молоком при температуре около 80°С. Этот процесс называется каустификацией; он проходит по реакции:

Na23 + Са (ОН)2 = 2NaOH + CaCО3

В результате реакции получается раствор гидроксида натрия и осадок карбоната кальция. Карбонат кальция отделяется от раствора, который упаривается до получения расплавленного продукта, содержащего около 92 % масс. NaOH. Затем NaOH плавят и разливают в железные барабаны, где он застывает.

Ферритный метод

Ферритный метод получения гидроксида натрия состоит из двух этапов:

  1. Na23 + Fe2О3 = 2NaFeО2 + CО2
  2. 2NaFeО2 + xH2О = 2NaOH + Fe2O3*xH2О

Реакция 1 представляет собой процесс спекания кальцинированной соды с окисью железа при температуре 1100—1200°С. При этом образуется спек — феррит натрия и выделяется двуокись углерода. Далее спек обрабатывают (выщелачивают) водой по реакции 2; получается раствор гидроксида натрия и осадок Fe2O3*xH2О, который после отделения его от раствора возвращается в процесс. Получаемый раствор щелочи содержит около 400 г/л NaOH. Его упаривают до получения продукта, содержащего около 92 % масс. NaOH, а затем получают твердый продукт в виде гранул или хлопьев.

Электрохимические методы получения гидроксида натрия

Электрохимически гидроксид натрия получают электролизом растворов галита (минерала, состоящего в основном из поваренной соли NaCl) с одновременным получением водорода и хлора. Этот процесс можно представить суммарной формулой:

2NaCl + 2H2О ±2е → H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH

Едкая щёлочь и хлор вырабатываются тремя электрохимическими методами. Два из них — электролиз с твёрдым катодом (диафрагменный и мембранный методы), третий — электролиз с жидким ртутным катодом (ртутный метод).

В мировой производственной практике используются все три метода получения хлора и каустика с явной тенденцией к увеличению доли мембранного электролиза.

Показатель на 1 тонну NaOH Ртутный метод Диафрагменный метод Мембранный метод
Выход хлора % 99 96 98,5
Электроэнергия (кВт·ч) 3 150 3 260 2 520
Концентрация NaOH 50 12 35
Чистота хлора 99,2 98 99,3
Чистота водорода 99,9 99,9 99,9
Массовая доля O2 в хлоре, % 0,1 1—2 0,3
Массовая доля Cl в NaOH, % 0,003 1—1,2 0,005

В России приблизительно 35 % от всего выпускаемого каустика вырабатывается электролизом с ртутным катодом и 65 % — электролизом с твёрдым катодом (диафрагменный и мембранный методы).

Диафрагменный метод

Схема старинного диафрагменного электролизера для получения хлора и щелоков: А — анод, В — изоляторы, С — катод, D — пространство заполненное газами (над анодом — хлор, над катодом — водород), М — диафрагма

Наиболее простым, из электрохимических методов, в плане организации процесса и конструкционных материалов для электролизера, является диафрагменный метод получения гидроксида натрия.

Раствор соли в диафрагменном электролизере непрерывно подается в анодное пространство и протекает через, как правило, нанесённую на стальную катодную сетку асбестовую диафрагму, в которую, иногда, добавляют небольшое количество полимерных волокон.

Во многих конструкциях электролизеров катод полностью погружен под слой анолита (электролита из анодного пространства), а выделяющийся на катодной сетке водород отводится из под катода при помощи газоотводных труб, не проникая через диафрагму в анодное пространство благодаря противотоку.

Противоток — очень важная особенность устройства диафрагменного электролизера. Именно благодаря противоточному потоку направленному из анодного пространства в катодное через пористую диафрагму становится возможным раздельное получение щелоков и хлора. Противоточный поток рассчитывается так, чтобы противодействовать диффузии и миграции OH ионов в анодное пространство. Если величина противотока недостаточна, тогда в анодном пространстве в больших количествах начинает образовываться гипохлорит-ион (ClO), который, затем, может окисляться на аноде до хлорат-иона ClO3. Образование хлорат-иона серьезно снижает выход по току хлора и является основным побочным процессом в этом методе получения гидроксида натрия. Так же вредит и выделение кислорода, которое к тому же, ведет к разрушению анодов и, если они из углеродных материалов, попадания в хлор примесей фосгена.

Анод:
2Cl — 2е → Cl2 — основной процесс
2H2O — 2e → O2↑+4H+
6СlО + 3Н2О — 6е → 2СlО3 + 4Сl + 1,5O2↑ + 6Н+
Катод:
2H2O + 2e → H2↑ + 2OH — основной процесс
СlО + Н2О + 2е → Сl + 2ОН
СlО3 + 3Н2O + 6е → Сl + 6OН

В качестве анода в диафрагменных электролизерах может использоваться графитовый или угольный электроды. На сегодня их в основном заменили титановые аноды с окисно-рутениево-титановым покрытием (аноды ОРТА) или другие малорасходуемые.

На следующей стадии электролитический щёлок упаривают и доводят содержание в нём NaOH до товарной концентрации 42—50 % масс. в соответствии со стандартом.

Поваренная соль, сульфат натрия и другие примеси при повышении их концентрации в растворе выше их предела растворимости выпадают в осадок. Раствор едкой щёлочи декантируют от осадка и передают в качестве готового продукта на склад или продолжают стадию упаривания для получения твёрдого продукта, с последующим плавлением, чешуированием или грануляцией.

Обратную, то есть кристаллизовавшуюся в осадок поваренную соль возвращают назад в процесс, приготавливая из неё так называемый обратный рассол. От неё, во избежание накапливания примесей в растворах, перед приготовлением обратного рассола отделяют примеси.

Убыль анолита восполняют добавкой свежего рассола, получаемого подземным выщелачиванием соляных пластов, минеральных рассолов типа бишофита, предварительно очищенного от примесей или растворением галита. Свежий рассол перед смешиванием его с обратным рассолом очищают от механических взвесей и значительной части ионов кальция и магния.

Полученный хлор отделяется от паров воды, компримируется и подаётся либо на производство хлорсодержащих продуктов, либо на сжижение.

Благодаря относительной простоте и дешевизне диафрагменный метод получения гидроксида натрия до сих пор широко используется в промышленности.

Мембранный метод

Мембранный метод производства гидроксида натрия наиболее энергоэффективен, однако сложен в организации и эксплуатации.

С точки зрения электрохимических процессов мембранный метод подобен диафрагменному, но анодное и катодное пространства полностью разделены непроницаемой для анионов катионообменной мембраной. Благодаря этому свойству становится возможным получение более чистых, чем в случае с диафрагменного метода, щелоков. Поэтому в мембранном электролизере, в отличие от диафрагменного, не один поток, а два.

В анодное пространство поступает, как и в диафрагменном методе, поток раствора соли. А в катодное — деионизированная вода. Из катодного пространства вытекает поток обедненного анолита, содержащего так же примеси гипохлорит- и хлорат-ионов и хлор, а из анодного — щелока и водород, практически не содержащие примесей и близкие к товарной концентрации, что уменьшает затраты энергии на их упаривание и очистку.

Щелочь, получаемая с помощью мембранного электролиза, практически не уступает по качеству получаемой при помощи метода с использованием ртутного катода и постепенно заменяет щелочь, получаемую ртутным методом.

Однако, питающий раствор соли (как свежий так и оборотный) и вода предварительно максимально очищается от любых примесей. Такая тщательная очистка определяется высокой стоимость полимерных катионообменных мембран и их уязвимость к примесям в питающем растворе.

Кроме того, ограниченная геометрическая форма а также низкая механическая прочность и термическая стойкость ионообменных мембран во многом определяют сравнительно сложные конструкции установок мембранного электролиза. По той же причине мембранные установки требуют наиболее сложных систем автоматического контроля и управления.

Схема мембранного электролизера.

Ртутный метод с жидким катодом

В ряду электрохимических методов получения щелоков самым эффективным способом является электролиз с ртутным катодом. Щелока, полученные при электролизе с жидким ртутным катодом, значительно чище полученных диафрагменным способом (Для некоторых производств это критично. Например, в производстве искусственных волокон можно применять только высокочистый каустик.), а по сравнению с мембранным методом организация процесса при получении щелочи ртутным методом гораздо проще.

Схема ртутного электролизера.

Установка для ртутного электролиза состоит из электролизёра, разлагателя амальгамы и ртутного насоса, объединённых между собой ртутепроводящими коммуникациями.

Катодом электролизёра служит поток ртути, прокачиваемой насосом. Аноды — графитовые, угольные или малоизнашивающиеся (ОРТА, ТДМА или другие). Вместе с ртутью через электролизёр непрерывно течёт поток питающего поваренной соли.

На аноде происходит окисление ионов хлора из электролита, и выделяется хлор:

2Cl — 2е → Cl20 — основной процесс
2H2O — 2e → O2↑+4H+
6СlО + 3Н2О — 6е → 2СlО3 + 4Сl + 1,5O2↑ + 6Н+

Хлор и анолит отводится из электролизёра. Анолит, выходящий из электролизера, донасыщают свежим галитом, извлекают из него примеси, внесённые с ним, а также вымываемые из анодов и конструкционных материалов, и возвращают на электролиз. Перед донасыщением из анолита извлекают растворённый в нём хлор.

На катоде восстанавливаются ионы натрия, которые образуют слабый раствор натрия в ртути (амальгаму натрия):

Na+ + е = Na0
nNa+ + nHg = Na + Hg

Амальгама непрерывно перетекает из электролизёра в разлагатель амальгамы. В разлагатель также непрерывно подаётся высоко очищенная вода. В нём амальгама натрия в результате самопроизвольного химического процесса почти полностью разлагается водой с образованием ртути, раствора каустика и водорода:

Na + Hg + Н2O = NaOH + 1/2Н2↑ + Hg

Полученный таким образом раствор каустика, являющийся товарным продуктом, практически не содержит примесей. Ртуть почти полностью освобождается от натрия и возвращается в электролизер. Водород отводится на очистку.

Однако, полная очистка раствора щелочи от остатков ртути практически не возможна[источник не указан 108 дней], поэтому этот метод сопряжен с утечками металлической ртути и её паров.

Растущие требования к экологической безопасности производств и дороговизна металлической ртути ведут к постепенному вытеснению ртутного метода методами получения щелочи с твердым катодом, в особенности мембранным методом.

Лабораторные методы получения

В лаборатории гидроксид натрия иногда получают химическими способами, но чаще используется небольшой электролизер диафрагменного или мембранного типа.

Рынок каустической соды

Мировое производство натра едкого, 2005 год

Производитель Объём производства, млн.тонн Доля в мировом производстве
DOW 6.363 11.1
Occidental Chemical Company 2.552 4.4
Formosa Plastics 2.016 3.5
PPG 1.684 2.9
Bayer 1.507 2.6
Solvay 1.252 2.2
Akzo Nobel 1.157 2.0
Tosoh 1.110 1.9
Arkema 1.049 1.8
Olin 0.970 1.7
Россия 1.290 2.24
Китай 9.138 15.88
Другие 27.559 47,87
Всего: 57,541 100

В России согласно ГОСТ 2263-79 производятся следующие марки натра едкого:

ТР — твёрдый ртутный (чешуированный);

ТД — твёрдый диафрагменный (плавленый);

РР — раствор ртутный;

РХ — раствор химический;

РД — раствор диафрагменный.

Наименование показателя ТР ОКП 21 3211 0400 ТД ОКП 21 3212 0200 РР ОКП 21 3211 0100 РХ 1 сорт ОКП 21 3221 0530 РХ 2 сорт ОКП 21 3221 0540 РД Высший сорт ОКП 21 3212 0320 РД Первый сорт ОКП 21 3212 0330
Внешний вид Чешуированная масса белого цвета. Допускается слабая окраска Плавленая масса белого цвета. Допускается слабая окраска Бесцветная прозрачная жидкость Бесцветная или окрашенная жидкость. Допускается выкристаллизованный осадок Бесцветная или окрашенная жидкость. Допускается выкристаллизованный осадок Бесцветная или окрашенная жидкость. Допускается выкристаллизованный осадок Бесцветная или окрашенная жидкость. Допускается выкристаллизованный осадок
Массовая доля гидроксида натрия, %, не менее 98,5 94,0 42,0 45,5 43,0 46,0 44,0

Показатели российского рынка жидкого натра едкого в 2005—2006 г.

Наименование предприятия 2005 г. тыс.тонн 2006 г. тыс.тонн доля в 2005 г.% доля в 2006 г.%
ОАО «Каустик», Стерлитамак 239 249 20 20
ОАО «Каустик», Волгоград 210 216 18 18
ОАО «Саянскхимпласт» 129 111 11 9
ООО «Усольехимпром» 84 99 7 8
ОАО «Сибур-Нефтехим» 87 92 7 8
ОАО «Химпром», Чебоксары 82 92 7 8
ВОАО «Химпром», Волгоград 87 90 7 7
ЗАО «Илимхимпром» 70 84 6 7
ОАО «КЧХК» 81 79 7 6
НАК «АЗОТ» 73 61 6 5
ОАО «Химпром», Кемерово 42 44 4 4
Итого: 1184 1217 100 100

Показатели российского рынка твердого натра едкого в 2005—2006 г.

Наименование предприятия 2005 г. тонн 2006 г. тонн доля в 2005 г.% доля в 2006 г.%
ОАО «Каустик», Волгоград 67504 63510 62 60
ОАО «Каустик», Стерлитамак 34105 34761 31 33
ОАО «Сибур-Нефтехим» 1279 833 1 1
ВОАО «Химпром», Волгоград 5768 7115 5 7
Итого: 108565 106219 100 100

Применение

Биодизельное топливо

Получение биодизеля

Едкий натр применяется во множестве отраслей промышленности и для бытовых нужд:

  • Каустик применяется в целлюлозно-бумажной промышленности для делигнификации (сульфатный процесс) целлюлозы, в производстве бумаги, картона, искусственных волокон, древесно-волоконных плит.
  • Для омыления жиров при производстве мыла, шампуня и других моющих средств. В древности во время стирки в воду добавляли золу, и, по-видимому, хозяйки обратили внимание, что если зола содержит жир, попавший в очаг во время приготовления пищи, то посуда хорошо моется. О профессии мыловара (сапонариуса) впервые упоминает примерно в 385 г. н. э. Теодор Присцианус. Арабы варили мыло из масел и соды с VII века, сегодня мыла производятся тем же способом, что и 10 веков назад. В настоящее время продукты на основе гидроксида натрия (с добавлением гидроксида калия, нагретые до 50-60 градусов Цельсия, применяются в сфере промышленной мойки для очистки изделий из нержавеющей стали от жира и других масляных веществ, а также остатков механической обработки.
  • В химических отраслях промышленности — для нейтрализации кислот и кислотных окислов, как реагент или катализатор в химических реакциях, в химическом анализе для титрования, для травления алюминия и в производстве чистых металлов, в нефтепереработке — для производства масел.
  • Для изготовления биодизельного топлива — получаемого из растительных масел и используемого для замены обычного дизельного топлива. Для получения биодизеля к девяти массовым единицам растительного масла добавляется одна массовая единица спирта (то есть соблюдается соотношение 9 :1), а также щелочной катализатор (NaOH). Полученный эфир (главным образом линолевой кислоты) отличается хорошей воспламеняемостью, обеспечиваемой высоким цетановым числом. Цетановое число условная количественная характеристика самовоспламеняемости дизельных топлив в цилиндре двигателя (аналог октанового числа для бензинов). Если для минерального дизтоплива характерен показатель в 50-52 %, то метиловый эфир уже изначально соответствует 56-58 % цетана. Сырьем для производства биодизеля могут быть различные растительные масла: рапсовое, соевое и другие, кроме тех, в составе которых высокое содержание пальмитиновой кислоты (пальмовое масло). При его производстве в процессе этерификации также образуется глицерин который используется в пищевой, косметической и бумажной промышленности, либо перерабатывается в эпихлоргидрин по методу Solvay.
  • В качестве агента для растворения засоров канализационных труб, в виде сухих гранул или в составе гелей. Гидроксид натрия дезагрегирует засор и способствует лёгкому продвижению его далее по трубе.
  • В гражданской обороне для дегазации и нейтрализации отравляющих веществ, в том числе зарина, в ребризерах (изолирующих дыхательных аппаратах (ИДА), для очистки выдыхаемого воздуха от углекислого газа.
  • Гидроксид натрия также используется в сочетании с цинком для фокуса. Медную монету кипятят в растворе гидроксида натрия в присутствии гранул металлического цинка, через 45 секунд, цвет копейки станет серебристым. После этого копейку вынимают из раствора и нагревают в пламени горелки, где она, практически моментально становится «золотой». Причины этих изменений заключается в следующем: ионы цинка вступают в реакцию с гидроксидом натрия (в недостатке) с образованием Zn (OH)42− — который при нагревании разлагается до металлического цинка и осаждается на поверхность монеты. А при нагревании цинк и медь образуют золотистый сплав — латунь.
  • Гидроксид натрия также используется для мойки пресс-форм автопокрышек.
  • Гидроксид натрия также используется для нелегального производства метамфетаминов и других наркотических средств.
  • В приготовлении пищи: для мытья и очистки фруктов и овощей от кожицы, в производстве шоколада и какао, напитков, мороженого, окрашивания карамели, для размягчения маслин и придания им чёрной окраски, при производстве хлебобулочных изделий. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E524.
    Некоторые блюда готовятся с применением каустика:

    • Лютефиск — скандинавское блюдо из рыбы — сушёная треска вымачивается 5-6 дней в едкой щёлочи и приобретает мягкую, желеобразную консистенцию.
    • Брецель — немецкие крендели — перед выпечкой их обрабатывают в растворе едкой щёлочи, которая способствует образованию уникальной хрустящей корочки.
  • В косметологии для удаления ороговевших участков кожи: бородавок, папиллом.

Меры предосторожности при обращении с гидроксидом натрия

GHS-pictogram-acid.svg

Химический ожог в результате действия раствора гидроксида натрия. Фотография сделана через 44 часа после воздействия.

Гидроксид натрия — едкое и коррозионноактивное вещество. Оно относится к веществам второго класса опасности. Поэтому при работе с ним требуется соблюдать осторожность. При попадании на кожу, слизистые оболочки и в глаза образуются серьёзные химические ожоги. Попадание в глаза вызывает необратимые изменения зрительного нерва (атрофию), и, как следствие, потерю зрения[источник не указан 261 день]. При контакте слизистых поверхностей с едкой щёлочью необходимо промыть поражённый участок струей воды, а при попадании на кожу слабым раствором уксусной кислоты. При работе с едким натрием рекомендуется следующие защитные средства: химические брызгозащитные очки для защиты глаз, резиновые перчатки или перчатки с прорезиненной поверхностью для защиты рук, для защиты тела — химически-стойкая одежда пропитанная винилом или прорезиненные костюмы.

ПДК гидроксида натрия в воздухе 0,5 мг/м³.

Литература

  • Общая химическая технология . Под ред. И. П. Мухленова. Учебник для химико-технологических специальностей вузов. — М.: Высшая школа.
  • Основы общей химии, т. 3, Б. В. Некрасов. — М.: Химия, 1970.
  • Общая химическая технология. Фурмер И. Э., Зайцев В. Н. — М.: Высшая школа, 1978.
  • Приказ Минздрава РФ от 28 марта 2003 г. N 126 «Об утверждении Перечня вредных производственных факторов, при воздействии которых в профилактических целях рекомендуется употребление молока или других равноценных пищевых продуктов».
  • Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 4 апреля 2003 г. N 32 «О введении в действие Санитарных правил по организации грузовых перевозок на железнодорожном транспорте. СП 2.5.1250-03».
  • Федеральный закон от 21.07.1997 N 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (с изменениями на 18 декабря 2006 года).
  • Приказ МПР РФ от 2 декабря 2002 г. N 786 «Об утверждении федерального классификационного каталога отходов» (с изм. и доп. от 30 июля 2003 г.).
  • Постановление Госкомтруда СССР от 25.10.1974 N 298/П-22 «Об утверждении списка производств, цехов, профессий и должностей с вредными условиями труда, работа в которых дает право на дополнительный отпуск и сокращённый рабочий день» (с изменениями на 29 мая 1991 года).
  • Постановление Минтруда России от 22.07.1999 N 26 «Об утверждении типовых отраслевых норм бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты работникам химических производств».
  • Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 30.05.2003 N 116 О введении в действие ГН 2.1.6.1339-03 «Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населённых мест».(с изменениями на 3 ноября 2005 года).

Растворимость кислот, оснований и солей в воде

H+ Li+ K+ Na+ NH4+ Ba2+ Ca2+ Mg2+ Sr2+ Al3+ Cr3+ Fe2+ Fe3+ Ni2+ Co2+ Mn2+ Zn2+ Ag+ Hg2+ Hg22+ Pb2+ Sn2+ Cu+ Cu2+
OH P P P P М Н М Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н
F P Н P P Р М Н Н М Р Н Н Н Р Р М Р Р М М Н Р Н Р
Cl P P P P Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Н Р Н М Н Р
Br P P P P Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Н М Н М Р H Р
I P P P P Р Р Р Р Р Р  ? Р Р Р Р Р Н Н Н Н М Н
S2− P P P P Р М Н Р Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н
SO32− P P P P Р М М М Н  ?  ? М  ? Н Н Н М Н Н Н Н  ? Н  ?
SO42− P P P P Р Н М Р Н Р Р Р Р Р Р Р Р М Н Н Р Р Р
NO3 P P P P Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р
NO2 P P P P Р Р Р Р Р  ?  ?  ?  ? Р М  ?  ? М  ? ?  ?  ?  ?  ?
PO43− P Н P P Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н  ? Н Н Н Н
CO32− М Р P P Р Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н  ?
CH3COO P Р P P Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р М Р Р Р
CN P Р P P Р Р Р Р Р ? Н Н Н Н Н Н Н Р Н Р Н
SiO32− H Н P P  ? Н Н Н Н ? ? Н ? ? ? Н Н ? ?  ? Н ? ? ?

Соединения натрия

Азид натрия (NaN3) • Альгинат натрия • Алюминат натрия (NaAlO2)  • Амид натрия (NaNH2) • Арсенат натрия (Na3AsO4) • Бензилнатрий (NaCH2C6H5) • Бензоат натрия (NaC6H5CO2) • Борогидрид натрия (NaBH4) • Бромат натрия (NaBrO3) • Бромид натрия (NaBr) • Висмутат натрия (NaBiO3) • Вольфрамат натрия (Na2WO4) • Гексагидроксостаннат(IV) натрия (Na2[Sn(OH)6]) • Гексагидроксохромат (III) натрия (Na3[Сr(OH)6]) • Гексанитрокобальтат(III) натрия (Na3[Co(NO2)6]) • Гексафтороалюминат натрия (Na3[AlF6])  • Гексафторосиликат натрия (Na2[SiF6])  • Гексафторостибат натрия (Na[SbF6])  • Гексафторофосфат(V) натрия (Na[PF6])  • Гексахлороиридат(III) натрия (Na3[IrCl6]) • Гексахлорородат(III) натрия (Na3[RhCl6]) • Германат натрия (Na2GeO3) • Гидрид натрия (NaH) • Гидрокарбонат натрия (NaHCO3) • Гидроксид натрия (NaOH) • Гидросульфат натрия (NaHSO4) • Гидросульфид натрия (NaHS) • Гидросульфит натрия (NaHSO3) • Гидрофосфат натрия (Na2HPO4) • Гипонитрит натрия (Na2N2O2) • Гипофосфит натрия (Na(PH2O2)) • Гипохлорит натрия (NaOCl) • Глутамат натрия (C5H8NNaO4) • Дигидропирофосфат натрия (Na2H2P2O7) • Дигидроортопериодат натрия (Na3H2IO6) • Дигидрофосфат натрия (NaH2PO4) • Диоксоферрат(III) натрия (NaFeO2) • Дитионат натрия (Na2S2O6) • Дитионит натрия (Na2S2O4) • Дихромат натрия (Na2Cr2O7) • Диэтилдитиокарбамат натрия (C5H10NS2Na) • Инозинат натрия (C10H11N2Na2O8P) • Иодат натрия (NaIO3) • Иодид натрия (NaI) • Карбонат натрия (Na2CO3) • Лаурилсульфат натрия (C12H25SO4Na) • Метаарсенит натрия (NaAsO2) • Метаборат натрия (NaBO2) • Метаванадат натрия (NaVO3) • Метадисульфит натрия (Na2S2O5) • Метасиликат натрия (Na2SiO3) • Метафосфат натрия (NaPO3) • Надпероксид натрия (NaO2) • Нитрат натрия (NaNO3) • Нитрид натрия (Na3N) • Нитрит натрия (NaNO2) • Нонагидридоренат(VII) натрия (Na2[ReH9]) • Оксид натрия (Na2O) • Ортованадат натрия (Na3VO4) • Ортосиликат натрия (Na4SiO4) • Ортотеллурат натрия (Na6TeO6) • Ортофосфат натрия (Na3PO4) • Пентаборат натрия (NaB5O8) • Периодат натрия (NaIO4) • Перманганат натрия (NaMnO4) • Пероксид натрия (Na2O2) • Перосмат натрия (Na2[OsO2(OH)4]) • Пиросульфат натрия (Na2S2O7) • Пирофосфат натрия (Na4P2O7) • Полисульфид натрия (Na2Sn) • Сегнетова соль (KNaC4H4O6•4H2O) • Селенат натрия (Na2SeO4) • Селенид натрия (Na2Se) • Селенит натрия (Na2SeO3) • Тиоантимонат натрия (Na3[SbS4]•9H2O) • Сульфат натрия (Na2SO4) • Сульфид натрия (Na2S) • Сульфит натрия (Na2SO3) • Тартрат натрия (Na2C4H4O6) • Теллурит натрия (Na2TeO3) • Теллурид натрия (Na2Te) • Тетраборат натрия (Na2B4O7) • Тетрагидроксоцинкат(II) натрия (Na2[Zn(OH)4]) • Тетраоксоманганат(V) натрия (Na3MnO4) • Тетратиоарсенат натрия (Na3[AsS4]) • Тиосульфат натрия (Na2S2O3) • Тиоцианат натрия (NaSCN) • Тритиостибат натрия (Na3[SbS3]) • Трифосфат натрия (Na5P3O10) • Фенилнатрий (NaC6H5) • Формиат натрия (HCOONa) • Фосфид натрия (Na3P) • Фосфит натрия (Na2(PHO2)) • Фторид натрия (NaF) • Хлорид натрия (NaCl) • Хлорат натрия (NaClO3) • Хлорит натрия (NaClO2) • Цианат натрия (NaNCO) • Этилнатрий (NaC2H5)

Физические свойства

Гидроксид натрия (едкий натр) NaOH — белый, гигроскопичный, плавится и кипит без разложения. Хорошо растворяется в воде.

Относительная молекулярная масса Mr = 40; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2,130; tпл = 321º C; tкип = 1390º C;

Способы получения

1. Гидроксид натрия получают электролизом раствора хлорида натрия:

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2

2. При взаимодействии натрия, оксида натрия, гидрида натрия и пероксида натрия с водой также образуется гидроксид натрия:

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2

Na2O + H2O → 2NaOH

2NaH + 2H2O → 2NaOH + H2

Na2O2 + H2O → 2NaOH + H2O2

3. Карбонат натрия при взаимодействии с гидроксидом кальция образует гидроксид натрия:

Na2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + 2NaOH

Качественная реакция

Качественная реакция на гидроксид натрия — окрашивание  фенолфталеина в малиновый цвет.

Химические свойства

1. Гидроксид натрия реагируют со всеми кислотами (и сильными, и слабыми, и растворимыми, и нерастворимыми). При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов:

3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + H2O

2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O

NaOH + H3PO4 → NaH2PO4 + H2O

2. Гидроксид натрия реагирует с кислотными оксидами. При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов:

2NaOH(избыток)  + CO2 → Na2CO3 + H2O

NaOH + CO2 (избыток)  → NaHCO3

3. Гидроксид натрия реагирует с амфотерными оксидами и гидроксидами. При этом в расплаве образуются средние соли, а в растворе комплексные соли:

2NaOH + Al2O3  → 2NaAlO2 + H2O

в растворе образуется комплексная соль — тетрагидроксоалюминат:

2NaOH + Al2O3 + 3H2O → 2Na[Al(OH)4]

4. С кислыми солями гидроксид натрия также может взаимодействовать. При этом образуются средние соли, или менее кислые соли:

NaOH + NaHCO3 →  Na2CO3  +  H2O

5. Гидроксид натрия взаимодействует с простыми веществами-неметаллами (кроме инертных газов, азота, кислорода, водорода и углерода).

При этом кремний окисляется до силиката и водорода:

2NaOH + Si + H2O → Na2SiO3 + H2

Фтор окисляет щелочь. При этом выделяется молекулярный кислород:

4NaOH + 2F2 → 4NaF + O2 (OF2) + 2H2O

Другие галогенысера и фосфор — диспропорционируют в растворе гидроксида натрия:

3NaOH +  P4 +  3H2O =  3NaH2PO2  +  PH3

2NaOH(холодный)  +  Cl2  = NaClO  +  NaCl  +  H2O

6NaOH(горячий)  +  3Cl2  =  NaClO3  +  5NaCl  +  3H2O

Сера взаимодействует с гидроксидом натрия только при нагревании:

6NaOH  +  3S  =  2Na2S   +  Na2SO3  +  3H2O

6. Гидроксид натрия взаимодействует с амфотерными металлами, кроме железа и хрома. При этом в расплаве образуются соль и водород:

2NaOH + Zn → Na2ZnO2 + H2

В растворе образуются комплексная соль и водород:

2NaOH + 2Al  + 6Н2О = 2Na[Al(OH)4] + 3Н2

7. Гидроксид натрия вступает в обменные реакции с растворимыми солями.

Хлорид меди (II) реагирует с гидроксидом натрия с образованием хлорида натрия и осадка гидроксида меди (II):

2NaOH + CuCl2 = Cu(OH)2↓+ 2NaCl

Также с гидроксидом натрия взаимодействуют соли аммония.

Например, при взаимодействии хлорида аммония и гидроксида натрия образуются хлорид натрия, аммиак и вода:

NH4Cl + NaOH = NH3 + H2O + NaCl

8. Гидроксид натрия разлагается при нагревании до температуры 600°С:

2NaOH → Na2O + H2O

9. Гидроксид натрия проявляет свойства сильного основания. В воде практически полностью  диссоциирует, образуя щелочную среду и меняя окраску индикаторов.

NaOH ↔ Na+ + OH

10. Гидроксид натрия в расплаве подвергается электролизу. При этом на катоде восстанавливается натрий, а на аноде выделяется молекулярный кислород:

4NaOH → 4Na + O2 + 2H2O

Элементарная ячейка, модель космического заполнения гидроксида натрия
Образец гидроксида натрия в виде гранул в часовом стекле.
Имена
Название ИЮПАК

Гидроксид натрия [3]

Другие имена

Каустическая сода

Щелок [1] [2]

Аскарит


Белый каустик


Гидрат натрия
[3]

Идентификаторы

Количество CAS

  • 1310-73-2 проверить

3D модель ( JSmol )

  • Интерактивное изображение
ЧЭБИ
  • ЧЕБИ: 32145 проверить
ChemSpider
  • 14114 проверить
ECHA InfoCard 100.013.805 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 215-185-5
Номер E E524 (регуляторы кислотности, …)

Ссылка на Гмелин

68430
КЕГГ
  • D01169 проверить
MeSH Натрий + гидроксид

PubChem CID

  • 14798
Номер RTECS
  • WB4900000
UNII
  • 55X04QC32I проверить
Номер ООН 1824, 1823

Панель управления CompTox ( EPA )

  • DTXSID0029634 Отредактируйте это в Викиданных

ИнЧИ

  • InChI = 1S / Na.H2O / ч; 1H2 / q + 1; / p-1 проверить

    Ключ: HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M проверить

  • InChI = 1 / Na.H2O / ч; 1H2 / q + 1; / p-1

    Ключ: HEMHJVSKTPXQMS-REWHXWOFAM

Улыбки

  • [ОН -]. [Na +]

Характеристики

Химическая формула

NaOH
Молярная масса 39,9971 г моль -1
Появление
Белые твердые (в чистом виде) непрозрачные кристаллы
Запах без запаха
Плотность 2,13 г / см 3 [4]
Температура плавления 323 ° С (613 ° F, 596 К) [4]
Точка кипения 1388 ° С (2530 ° F, 1661 К) [4]

Растворимость в воде

418 г / л (0 ° C)
1000 г / л (25 ° C) [4]
3370 г / л (100 ° C)
Растворимость растворим в глицерине
незначительно в аммиаке не
растворим в эфире
медленно растворим в пропиленгликоле
Растворимость в метаноле 238 г / л
Растворимость в этаноле << 139 г / л
Давление газа <2,4 кПа (при 20 ° C)
Основность (p K b )
0,2

Магнитная восприимчивость (χ)

-15,8 · 10 -6 см 3 / моль (водн.) [5]

Показатель преломления ( n D )

1,3576
Структура [6]

Кристальная структура

Орторомбический , oS8

Космическая группа

Смсм, №63

Постоянная решетки

a  = 0,34013 нм, b  = 1,1378 нм, c  = 0,33984 нм

Формула единиц ( Z )

4
Термохимия [7]

Теплоемкость ( C )

59,5 Дж / моль К

Стандартная мольная
энтропия ( S o 298 )

64,4 Дж · моль −1 · K −1

Std энтальпия
формации F H 298 )

−425,8 кДж · моль −1

Свободная энергия Гиббса f G ˚)

-379,7 кДж / моль
Опасности
Паспорт безопасности Внешний SDS
Пиктограммы GHS GHS05: Коррозийный
Сигнальное слово GHS Опасность

Положения об опасности GHS

H290 , H314

Меры предосторожности GHS

P280 , P305 + 351 + 338 , P310
NFPA 704 (огненный алмаз)

NFPA 704 четырехцветный алмаз

3

0

1

ALK

Смертельная доза или концентрация (LD, LC):

LD 50 ( средняя доза )

40 мг / кг (мышь, внутрибрюшинно) [9]

LD Lo ( самый низкий опубликованный )

500 мг / кг (кролик, перорально) [10]
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):

PEL (Допустимо)

TWA 2 мг / м 3 [8]

REL (рекомендуется)

C 2 мг / м 3 [8]

IDLH (Непосредственная опасность)

10 мг / м 3 [8]
Родственные соединения

Другие анионы

Гидросульфид
натрия Гидрид
натрия Оксид натрия

Другие катионы

Гидроксид лития Гидроксид
калия Гидроксид
рубидия Гидроксид
цезия Гидроксид
франция

Родственные соединения

Натрия дейтероксид

Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).

проверить проверить  ( что есть   ?)
проверить☒
Ссылки на инфобоксы

Гидроксид натрия , также известный как щелочь и каустическая сода , [1] [2] представляет собой неорганическое соединение с формулой NaOH. Это белое твердое ионное соединение, состоящее из катионов натрия Na +
и гидроксид- анионы OH
.

Гидроксид натрия — это сильно едкое основание и щелочь, которая разлагает белки при обычных температурах окружающей среды и может вызвать серьезные химические ожоги . Он хорошо растворяется в воде и легко поглощает влагу и углекислый газ из воздуха . Образует серию гидратов NaOH · n H
2
O
. [11] Моногидрат NaOH · H
2
O
кристаллизуется из водных растворов при температуре от 12,3 до 61,8 ° C. Коммерчески доступный «гидроксид натрия» часто является этим моногидратом, и опубликованные данные могут относиться к нему, а не к безводному соединению.

Как один из простейших гидроксидов, гидроксид натрия часто используется вместе с нейтральной водой и кислой соляной кислотой, чтобы продемонстрировать шкалу pH студентам-химикам. [12]

Гидроксид натрия используется во многих отраслях промышленности: в производстве целлюлозы и бумаги , текстиля , питьевой воды , мыла и моющих средств , а также в качестве очистителя канализации . Мировое производство в 2004 году составило около 60 миллионов тонн, а спрос — 51 миллион тонн. [13]

Свойства

Физические свойства

Чистый гидроксид натрия представляет собой бесцветное кристаллическое твердое вещество, плавящееся при 318 ° C (604 ° F) без разложения и с температурой кипения 1388 ° C (2530 ° F). Он хорошо растворим в воде, с меньшей растворимостью в полярных растворителях, таких как этанол и метанол . [14] NaOH не растворяется в эфире и других неполярных растворителях.

Подобно гидратации серной кислоты, растворение твердого гидроксида натрия в воде является сильно экзотермической реакцией [15], при которой выделяется большое количество тепла, что создает угрозу безопасности из-за возможности разбрызгивания. Полученный раствор обычно не имеет цвета и запаха. Как и в случае с другими щелочными растворами, он кажется скользким при контакте с кожей из-за процесса омыления, который происходит между NaOH и натуральными кожными маслами.

Вязкость

Концентрированные (50%) водные растворы гидроксида натрия имеют характеристическую вязкость 78 мПа · с, что намного выше вязкости воды (1,0 мПа · с) и приближается к вязкости оливкового масла (85 мПа · с) при комнатной температуре. . Вязкость водного раствора NaOH, как и любого жидкого химического вещества, обратно пропорциональна его рабочей температуре, т. Е. Его вязкость уменьшается с повышением температуры, и наоборот. Вязкость растворов гидроксида натрия играет прямую роль как при его применении, так и при хранении. [14]

Увлажняет

Гидроксид натрия может образовывать несколько гидратов NaOH · n H
2
O
, что приводит к сложной диаграмме растворимости, которая была подробно описана С.У. Пикерингом в 1893 году. [16] Известные гидраты и приблизительные диапазоны температуры и концентрации (массовый процент NaOH) их насыщенных водных растворов: [11]

  • Гептагидрат, NaOH · 7 H
    2
    O
    : от -28 ° C (18,8%) до -24 ° C (22,2%). [16]
  • Пентагидрат, NaOH · 5 H
    2
    O
    : от -24 ° C (22,2%) до -17,7 (24,8%). [16]
  • Тетрагидрат, NaOH · 4 H
    2
    Форма O , α: от -17,7 (24,8%) до +5,4 ° С (32,5%). [16] [17]
  • Тетрагидрат, NaOH · 4 H
    2
    Форма O , β: метастабильная. [16] [17]
  • Тригемигидрат, NaOH · 3,5 H
    2
    O
    : от +5,4 ° C (32,5%) до +15,38 ° C (38,8%), а затем до +5,0 ° C (45,7%). [16] [11]
  • Тригидрат, NaOH · 3 H
    2
    О
    : метастабильный. [16]
  • Дигидрат, NaOH · 2 H
    2
    O
    : от +5,0 ° C (45,7%) до +12,3 ° C (51%). [16] [11]
  • Моногидрат, NaOH · H
    2
    O
    : от +12,3 ° C (51%) до 65,10 ° C (69%), затем до 62,63 ° C (73,1%). [16] [18]

Ранние сообщения относятся к гидратам с n = 0,5 или n = 2/3, но более поздние тщательные исследования не смогли подтвердить их существование. [18]

Единственные гидраты со стабильными температурами плавления — это NaOH · H.
2
O
(65,10 ° C) и NaOH · 3,5 H
2
О
(15,38 ° С). Остальные гидраты, кроме метастабильных NaOH · 3 H
2
O
и NaOH · 4 H
2
O
(β) можно кристаллизовать из растворов подходящего состава, как указано выше. Однако растворы NaOH легко переохлаждаться на много градусов, что позволяет образовывать гидраты (в том числе метастабильные) из растворов с разной концентрацией. [11] [18]

Например, когда раствор NaOH и воды с мольным соотношением 1: 2 (52,6% NaOH по массе) охлаждают, моногидрат обычно начинает кристаллизоваться (примерно при 22 ° C) раньше дигидрата. Однако раствор можно легко переохладить до -15 ° C, после чего он может быстро кристаллизоваться в виде дигидрата. При нагревании твердый дигидрат может плавиться прямо в раствор при 13,35 ° C; однако, как только температура превышает 12,58 ° C. он часто разлагается на твердый моногидрат и жидкий раствор. Даже гидрат с n = 3,5 трудно кристаллизовать, потому что раствор переохлажден настолько, что другие гидраты становятся более стабильными. [11]

Раствор в горячей воде, содержащий 73,1% (по массе) NaOH, представляет собой эвтектику, которая затвердевает при температуре около 62,63 ° C в виде однородной смеси безводных и моногидратных кристаллов. [19] [18]

Вторая стабильная эвтектическая композиция представляет собой 45,4% (по массе) NaOH, который затвердевает при примерно 4,9 ° C в смесь кристаллов дигидрата и 3,5-гидрата. [11]

Третья стабильная эвтектика содержит 18,4 мас.% NaOH. Он затвердевает при температуре около -28,7 ° C в виде смеси водяного льда и гептагидрата NaOH · 7 H.
2
O
. [16] [20]

Когда охлаждаются растворы с содержанием NaOH менее 18,4%, сначала кристаллизуется водяной лед , оставляя NaOH в растворе. [16]

Α-форма тетрагидрата имеет плотность 1,33 г / см 3 . Он плавно плавится при 7,55 ° C в жидкость с 35,7% NaOH и плотностью 1,392 г / см 3 , и поэтому плавает по ней, как лед на воде. Однако при температуре около 4,9 ° C он может вместо этого некондиционно плавиться в смесь твердого NaOH · 3,5 H
2
O
и жидкий раствор. [17]

Β-форма тетрагидрата является метастабильной и часто самопроизвольно превращается в α-форму при охлаждении ниже -20 ° C. [17] После начала экзотермическое превращение завершается за несколько минут, при этом объем твердого вещества увеличивается на 6,5%. Β-форма может кристаллизоваться из переохлажденных растворов при -26 ° C и частично плавится при -1,83 ° C. [17]

Коммерческий «гидроксид натрия» часто представляет собой моногидрат (плотность 1,829 г / см 3 ). Физические данные в технической литературе могут относиться к этой форме, а не к безводному соединению.

Кристаллическая структура

NaOH и его моногидрат образуют ромбические кристаллы с пространственными группами Cmcm ( oS8 ) и Pbca (oP24) соответственно. Размеры моногидратной ячейки a = 1,1825, b = 0,6213, c = 0,6069 нм . Атомы расположены в слоистой структуре, подобной гидраргиллиту / O Na OO Na O / … Каждый атом натрия окружен шестью атомами кислорода, по три каждого из гидроксильных анионов HO.
и три из молекул воды. Атомы водорода гидроксилов образуют прочные связи с атомами кислорода в каждом O-слое. Соседние слои O удерживаются вместе водородными связями между молекулами воды. [21]

Химические свойства

Реакция с кислотами

Гидроксид натрия реагирует с протонными кислотами с образованием воды и соответствующих солей. Например, когда гидроксид натрия реагирует с соляной кислотой , образуется хлорид натрия :

NaOH (водн.) + HCl (водн.) → NaCl (водн.) + H
2
О (л)

В общем, такие реакции нейтрализации представлены одним простым чистым ионным уравнением:

ОЙ
(водн.) + H+
(водный) → H
2
О (л)

Этот тип реакции с сильной кислотой выделяет тепло и, следовательно, является экзотермическим . Такие кислотно-основные реакции также можно использовать для титрования . Однако гидроксид натрия не используется в качестве основного стандарта, поскольку он гигроскопичен и поглощает диоксид углерода из воздуха.

Реакция с кислыми оксидами

Гидроксид натрия также реагирует с кислыми оксидами , такими как диоксид серы . Такие реакции часто используются для « очистки » вредных кислых газов (таких как SO 2 и H 2 S), образующихся при сжигании угля, и, таким образом, предотвращения их выброса в атмосферу. Например,

2 NaOH + SO
2
→ Na
2
ТАК
3
+ H
2
О

Реакция с металлами и оксидами

Стекло медленно реагирует с водными растворами гидроксида натрия при температуре окружающей среды с образованием растворимых силикатов . Из-за этого стеклянные стыки и запорные краны, подвергающиеся воздействию гидроксида натрия, имеют тенденцию «замерзать». Колбы и стеклянные химические реакторы повреждаются при длительном воздействии горячего гидроксида натрия, который также замораживает стекло. Гидроксид натрия не разрушает железо при комнатной температуре, поскольку железо не обладает амфотерными свойствами (т.е. растворяется только в кислоте, а не в основании). Тем не менее, при высоких температурах (например, выше 500 ° C) железо может эндотермически реагировать с гидроксидом натрия с образованием оксида железа (III) ,металлический натрий и газообразный водород . [22] Это связано с более низкой энтальпией образования оксида железа (III) (-824,2 кДж / моль по сравнению с гидроксидом натрия (-500 кДж / моль), таким образом, реакция является термодинамически благоприятной, хотя ее эндотермический характер указывает на отсутствие влияния спонтанность. Рассмотрим следующую реакцию между расплавленным гидроксидом натрия и мелкодисперсными железными опилками:

4 Fe + 6 NaOH → 2 Fe
2
О
3
+ 6 Na + 3 H
2

Однако некоторые переходные металлы могут активно реагировать с гидроксидом натрия.

В 1986 году алюминиевый автоцистерна в Великобритании по ошибке использовалась для перевозки 25% раствора гидроксида натрия [23], что вызвало повышение давления в содержимом и повреждение цистерны. Повышение давления происходило из-за газообразного водорода, который образуется в реакции между гидроксидом натрия и алюминием:

2 Al + 2 NaOH + 6 H
2
O → 2 NaAl (ОН)
4
+ 3 часа
2

Осадок

В отличие от гидроксида натрия, который является растворимым, гидроксиды большинства переходных металлов нерастворимы, и поэтому гидроксид натрия можно использовать для осаждения гидроксидов переходных металлов. Наблюдаются следующие цвета:

  • Медно-синий
  • Железо (II) — зеленый
  • Железо (III) — желто-коричневый

Соли цинка и свинца растворяются в избытке гидроксида натрия, давая прозрачный раствор Na 2 ZnO 2 или Na 2 PbO 2 .

Гидроксид алюминия используется в качестве гелеобразного флокулянта для фильтрации твердых частиц при очистке воды . Гидроксид алюминия получают на очистных сооружениях из сульфата алюминия путем его реакции с гидроксидом или бикарбонатом натрия.

Al
2
(ТАК
4
)
3
+ 6 NaOH → 2 Al (OH)
3
+ 3 Na
2
ТАК
4
Al
2
(ТАК
4
)
3
+ 6 NaHCO
3
→ 2 Al (OH)
3
+ 3 Na
2
ТАК
4
+ 6 СО
2

Омыление

Гидроксид натрия может использоваться для базового привода гидролиза из сложных эфиров (как в омыления ), амидов и алкилгалогенидов . [14] Однако ограниченная растворимость гидроксида натрия в органических растворителях означает, что часто предпочтительнее более растворимый гидроксид калия (КОН). Прикосновение к раствору гидроксида натрия голыми руками, хотя и не рекомендуется, вызывает ощущение скользкости. Это происходит потому , что масла на коже , такие как кожное салопревращаются в мыло. Несмотря на растворимость в пропиленгликоле, он вряд ли заменит воду при омылении из-за первичной реакции пропиленгликоля с жиром до реакции между гидроксидом натрия и жиром.

Массовая доля NaOH (мас.%)
4
10
20
30
40
50
Молярная концентрация NaOH (М)
1.04
2,77
6.09
9,95
14.30
19.05
Массовая концентрация NaOH (г / л)
41,7
110,9
243,8
398,3
572,0
762,2
Плотность раствора (г / мл)
1.043
1,109
1,219
1,328
1,430
1,524

Производство

Гидроксид натрия промышленно производится в виде 50% -ного раствора с помощью электролитического хлорщелочного процесса . [24] В этом процессе также производится газообразный хлор . [24] Твердый гидроксид натрия получают из этого раствора путем испарения воды. Твердый гидроксид натрия чаще всего продается в виде хлопьев, гранул и литых блоков. [13]

В 2004 году мировое производство было оценено в 60 миллионов сухих тонн гидроксида натрия, а спрос оценивался в 51 миллион тонн. [13] В 1998 году общее мировое производство составляло около 45 миллионов тонн . Северная Америка и Азия произвели около 14 миллионов тонн, в то время как Европа произвела около 10 миллионов тонн. В Соединенных Штатах основным производителем гидроксида натрия является компания Olin, которая ежегодно производит около 5,7 миллионов тонн на площадках во Фрипорте , штат Техас, и в Плакемине , штат Луизиана, Сент-Габриэль, Луизиана, Макинтош, Алабама, Чарльстон, Теннесси, Ниагарафоллс, Нью-Йорк. Йорк и Беканкур, Канада. К другим крупным производителям в США относятся Oxychem , Westlake., Шинтек и Формоза . Все эти компании используют процесс хлористой щелочи . [25]

Исторически сложилось так , гидроксид натрия получают путем обработки карбоната натрия с гидроксидом кальция в реакции метатезиса , которое использует тот факт , что гидроксид натрия растворим, в то время как карбонат кальция не является. Этот процесс получил название каустизации. [26]

Са (ОН)
2
(водн.) + Na
2
CO
3
(s) → CaCO
3
(т) + 2 NaOH (водн.)

Этот процесс был вытеснен процессом Solvay в конце 19-го века, который, в свою очередь, был вытеснен хлорно-щелочным процессом, который мы используем сегодня.

Гидроксид натрия также получают путем объединения чистого металлического натрия с водой. Побочными продуктами являются газообразный водород и тепло, часто приводящие к возникновению пламени.

2 Na + 2 H
2
О → 2 NaOH + Н
2

Эта реакция обычно используется для демонстрации реакционной способности щелочных металлов в академической среде; однако это коммерчески нецелесообразно, поскольку выделение металлического натрия обычно проводят восстановлением или электролизом соединений натрия, включая гидроксид натрия.

Использует

Гидроксид натрия — это популярное сильное основание, используемое в промышленности. Гидроксид натрия используется в производстве солей натрия и детергентов, в регулировании pH и в органическом синтезе. В массе, наиболее часто обрабатывается как водный раствор , [27] , так как растворы дешевле и проще в обращении.

Гидроксид натрия используется во многих случаях, когда желательно повысить щелочность смеси или нейтрализовать кислоты.

Например, в нефтяной промышленности гидроксид натрия используется в качестве добавки к буровому раствору для повышения щелочности в системах бентонитового бурового раствора, для увеличения вязкости бурового раствора и для нейтрализации любого кислого газа (такого как сероводород и диоксид углерода ), который может быть встречаются в геологической формации в процессе бурения.

Еще одно применение — испытания в солевом тумане, где необходимо регулировать pH. Гидроксид натрия используется с соляной кислотой для балансировки pH. Полученная соль, NaCl, является коррозионным агентом, используемым в стандартном тесте солевого тумана с нейтральным pH.

Нефть низкого качества может быть обработана гидроксидом натрия для удаления сернистых примесей в процессе, известном как щелочная промывка . Как указано выше, гидроксид натрия реагирует со слабыми кислотами, такими как сероводород и меркаптаны, с образованием нелетучих солей натрия, которые можно удалить. Образующиеся отходы токсичны и с ними трудно справиться, и из-за этого процесс запрещен во многих странах. В 2006 году Trafigura использовала этот процесс, а затем сбросила отходы в Кот-д’Ивуар . [28] [29]

Другие распространенные применения гидроксида натрия включают:

  • Из него делают мыло и моющие средства. Гидроксид натрия используется для изготовления твердого мыла, а гидроксид калия — для жидкого мыла. [30] [31] гидроксид натрия используется чаще, чем гидроксид калия, потому что он дешевле и требуется меньшее количество.
  • Он используется в качестве очистителей канализации, которые содержат гидроксид натрия, превращают жиры и жир, которые могут забивать трубы, в мыло, которое растворяется в воде. (см. чистящее средство )
  • Он используется для изготовления искусственных текстильных волокон (например, вискозы ).
  • Используется при производстве бумаги . Около 56% производимого гидроксида натрия используется в промышленности, 25% из которых используется в бумажной промышленности. (см. химическая варка целлюлозы )
  • Он используется для очистки бокситовой руды, из которой извлекается металлический алюминий . Это известно как процесс Байера . (см. растворение амфотерных металлов и соединений )
  • Он используется для обезжиривания металлов, нефтепереработки , изготовления красителей и отбеливателей .
  • Он используется в водоочистных сооружениях для регулирования pH.
  • Его используют для обработки рогаликов и теста для крендельков, придавая им характерный блеск.

Химическая варка целлюлозы

Гидроксид натрия также широко используется при варке древесины для изготовления бумаги или регенерированных волокон. Наряду с сульфидом натрия гидроксид натрия является ключевым компонентом раствора белого щелока, используемого для отделения лигнина от целлюлозных волокон в крафт-процессе . Он также играет ключевую роль на нескольких более поздних стадиях процесса отбеливания коричневой целлюлозы, полученной в процессе варки целлюлозы. Эти стадии включают кислородную делигнификацию, окислительную экстракцию и простую экстракцию, все из которых требуют сильнощелочной среды с pH> 10,5 в конце стадий.

Переваривание тканей

Подобным образом гидроксид натрия используется для переваривания тканей, как в процессе, который когда-то применялся на сельскохозяйственных животных. Этот процесс заключался в помещении туши в герметичную камеру с последующим добавлением смеси гидроксида натрия и воды (которая разрушает химические связи, сохраняющие плоть неповрежденной). Это в конечном итоге превращает тело в жидкость, напоминающую кофе [32] [33], и единственное твердое вещество, которое остается, — это костные оболочки, которые можно раздавить кончиками пальцев. [34]

Гидроксид натрия часто используется в процессе разложения трупов, сброшенных на свалки подрядчиками по утилизации животных. [33] Из-за своей доступности и низкой стоимости он использовался преступниками для утилизации трупов. Итальянский серийный убийца Леонарда Чианчиулли использовал это химическое вещество, чтобы превратить трупы в мыло. [35] В Мексике человек, который работал на наркокартели, признался, что избавился с ним от более 300 тел. [36]

Гидроксид натрия — опасное химическое вещество из-за его способности гидролизовать белок. Если пролить разбавленный раствор на кожу, это может привести к ожогам, если не промыть область тщательно и в течение нескольких минут проточной водой. Брызги в глаза могут быть более серьезными и могут привести к слепоте. [37]

Растворение амфотерных металлов и соединений

Сильные основания атакуют алюминий . Гидроксид натрия реагирует с алюминием и водой с выделением газообразного водорода. Алюминий забирает атом кислорода из гидроксида натрия, который, в свою очередь, забирает атом кислорода из воды и высвобождает два атома водорода. Таким образом, в результате реакции образуется газообразный водород и алюминат натрия . В этой реакции гидроксид натрия действует как агент, делающий раствор щелочным, в котором может растворяться алюминий.

2 Al + 2 NaOH + 2 Н
2
O → 2 NaAlO
2
+ 3H
2

Алюминат натрия — это неорганическое химическое вещество, которое используется в качестве эффективного источника гидроксида алюминия для многих промышленных и технических применений. Чистый алюминат натрия (безводный) представляет собой белое кристаллическое твердое вещество, имеющее формулу, которую по-разному обозначают как NaAlO.
2
, NaAl (ОН)
4
<
(гидратированный), Na
2
О
.
Al
2
О
3
, или Na
2
Al
2
О
4
. Образование тетрагидроксоалюмината (III) натрия или гидратированного алюмината натрия определяется по: [38]

2Al + 2NaOH + 6H
2
O → 2 NaAl (ОН)
4
+ 3 часа
2

Эта реакция может быть полезна при травлении , удалении анодирования или преобразовании полированной поверхности в матовое покрытие, но без дальнейшей пассивации, такой как анодирование или алодирование, поверхность может ухудшиться как при нормальном использовании, так и в суровых атмосферных условиях.


В процессе
Байера гидроксид натрия используется при рафинировании глиноземсодержащих руд ( бокситов ) для производства глинозема ( оксида алюминия ), который является сырьем, используемым для производства металлического алюминия с помощью электролитического процесса Холла-Эру . Поскольку оксид алюминия является амфотерным , он растворяется в гидроксиде натрия, оставляя примеси, менее растворимые при высоком pH, такие как оксиды железа, в форме сильно щелочного красного шлама .

Другими амфотерными металлами являются цинк и свинец, которые растворяются в концентрированных растворах гидроксида натрия с образованием цинката натрия и свинца натрия соответственно.

Реагент для этерификации и переэтерификации

Гидроксид натрия традиционно используется в мыловарении ( мыло холодной обработки , омыление ). [39] Это было сделано в девятнадцатом веке для твердой поверхности, а не жидкого продукта, потому что его было легче хранить и транспортировать.

Для изготовления биодизельного топлива , гидроксид натрия используется в качестве катализатора для переэтерификации метанола и триглицеридов. Это работает только с безводным гидроксидом натрия, потому что в сочетании с водой жир превратится в мыло , которое будет загрязнено метанолом . NaOH используется чаще, чем гидроксид калия, потому что он дешевле и требуется меньшее количество. Из-за производственных затрат NaOH, который производится с использованием поваренной соли, дешевле гидроксида калия. [40]

Приготовление пищи

Пищевое использование гидроксида натрия включает мытье или химическую очистку фруктов и овощей , переработку шоколада и какао , производство карамельных красителей , ошпаривание птицы , переработку безалкогольных напитков и загущение мороженого . [41] Оливки часто замачивают в гидроксиде натрия для смягчения; Крендели и булочки из немецкого щелока перед выпеканием глазируют раствором гидроксида натрия, чтобы они стали хрустящими. Из-за сложности получения гидроксида натрия пищевого качества в небольших количествах для домашнего использования карбонат натриячасто используется вместо гидроксида натрия. [42] Он известен как номер E E524.

Конкретные продукты, обработанные гидроксидом натрия, включают:

  • Немецкие крендели пашот в кипящем растворе карбоната натрия или холодном растворе гидроксида натрия перед запеканием, что способствует их уникальной корочке.
  • Щелочная вода — важный ингредиент корочки традиционных китайских пирогов с луной.
  • Большая часть китайской лапши желтого цвета изготавливается с использованием щелочной воды, но ее обычно принимают за яйца.
  • Одна из разновидностей Zongzi использует воду щелки , чтобы придать сладкий вкус.
  • Гидроксид натрия также является химическим веществом, вызывающим желирование яичных белков при производстве яиц Century .
  • Некоторые методы приготовления оливок включают их обработку в рассоле на основе щелока. [43]
  • В филиппинском десерте ( каканин ), называемом куцинта, используется небольшое количество щелочной воды, чтобы придать тесту из рисовой муки желеобразную консистенцию. Подобный процесс также используется в каканине, известном как питси-питси или пичи-пичи, за исключением того, что в смеси используется тертая маниока вместо рисовой муки.
  • Норвежское блюдо известно как лютефиск (от lutfisk , «щелочь рыба»).
  • Бублики перед выпечкой часто кипятят в растворе щелочи, что способствует образованию блестящей корочки.
  • Хомини сушат кукурузы (кукуруза) зерна , восстанавливали путем вымачивания в щелочи -вода. Они значительно увеличиваются в размерах и могут быть подвергнуты дальнейшей обработке путем жарки для получения кукурузных орехов или путем сушки и измельчения для получения крупы . Из муки делают маса , популярную муку, которая используется в мексиканской кухне для приготовления кукурузных лепешек и тамале . Никстамал аналогичен, но использует гидроксид кальция вместо гидроксида натрия.

Чистящее средство

Гидроксид натрия часто используется в качестве промышленного чистящего средства, где его часто называют «каустиком». Его добавляют в воду, нагревают, а затем используют для очистки технологического оборудования, резервуаров для хранения и т. Д. Он может растворять жир , масла , жиры и отложения на основе белков . Он также используется для очистки труб отвода сточных вод под раковинами и водостоками в жилых домах. Поверхностно-активные вещества могут быть добавлены к раствору гидроксида натрия для стабилизации растворенных веществ и, таким образом, предотвращения повторного осаждения. Раствор для пропитывания гидроксидом натрия используется в качестве мощного обезжиривающего средства для форм для выпечки из нержавеющей стали и стекла. Это также частый ингредиент в чистящих средствах для духовки.

Обычно гидроксид натрия используется в производстве моющих средств для мытья деталей . Моющие средства для мытья деталей на основе гидроксида натрия являются одними из самых агрессивных химикатов для мытья деталей. Моющие средства на основе гидроксида натрия включают поверхностно-активные вещества, ингибиторы ржавчины и пеногасители. Мойка деталей нагревает воду и моющее средство в закрытом шкафу, а затем распыляет нагретый гидроксид натрия и горячую воду под давлением на грязные детали для обезжиривания. Гидроксид натрия используется таким образом заменить многие системы на основе растворителей в начале 1990 — х годов [ править ] , когда трихлорэтан была запрещена по Монреальскому протоколу. Очистители деталей на основе воды и гидроксида натрия считаются улучшением для окружающей среды по сравнению с методами очистки на основе растворителей.

Удаление краски каустической содой

Гидроксид натрия используется в домашних условиях как средство для открывания дренажа, чтобы разблокировать забитые стоки, обычно в виде сухих кристаллов или густого жидкого геля. Щелочь растворяет смазки с образованием водорастворимых продуктов . Оно также гидролизует те белки , такие как те , что в волосах , которые могут блокировать водопроводные трубы. Эти реакции ускоряются за счет тепла, выделяемого при растворении гидроксида натрия и других химических компонентов очистителя в воде. Такие щелочные очистители канализации и их кислотные версии очень агрессивны, и с ними следует обращаться с большой осторожностью.

Гидроксид натрия используется в некоторых расслабляющих средствах для выпрямления волос . Однако из-за высокой частоты и интенсивности химических ожогов производители химических релаксантов используют другие щелочные химические вещества в препаратах, доступных рядовому потребителю. Релаксеры гидроксида натрия все еще доступны, но их используют в основном профессионалы.

Раствор гидроксида натрия в воде традиционно использовался в качестве наиболее распространенного средства для удаления краски с деревянных предметов. Его использование стало менее распространенным, потому что он может повредить деревянную поверхность, подняв текстуру и испачкав цвет.

Очистка воды

Гидроксид натрия иногда используется при очистке воды для повышения pH воды. Повышенный pH делает воду менее агрессивной для водопровода и снижает количество свинца, меди и других токсичных металлов, которые могут растворяться в питьевой воде. [44] [45]

Историческое использование

Гидроксид натрия использовался для обнаружения отравления угарным газом , при этом образцы крови таких пациентов приобретали ярко-красный цвет при добавлении нескольких капель гидроксида натрия. [46] Сегодня отравление угарным газом можно обнаружить с помощью оксиметрии CO .

В цементных смесях, растворах, бетоне, растворах

Гидроксид натрия используется в некоторых пластификаторах цементных смесей. Это помогает гомогенизировать цементные смеси, предотвращая сегрегацию песка и цемента, уменьшает количество воды, требуемой в смеси, и увеличивает удобоукладываемость цементного продукта, будь то раствор, штукатурка или бетон.

Экспериментальный

Флавоноиды

См .: Тест гидроксида натрия на флавоноиды.

Накопление летне-зимнего тепла

Исследователи EMPA экспериментируют с концентрированным гидроксидом натрия (NaOH) в качестве накопителя тепла или сезонной резервуарной среды для отопления жилых помещений . Если к твердому или концентрированному гидроксиду натрия (NaOH) добавить воду, выделяется тепло. Разбавление является экзотермическим — химическая энергия выделяется в виде тепла. И наоборот, при приложении тепловой энергии к разбавленному раствору гидроксида натрия вода будет испаряться, так что раствор становится более концентрированным и, таким образом, сохраняет подводимое тепло в виде скрытой химической энергии . [47]

Neutron Moderator

Seaborg Technologies работает над проектом реактора, в котором NaOH используется в качестве замедлителя нейтронов. [48]

Безопасность

Химические ожоги, вызванные раствором гидроксида натрия, сфотографированы через 44 часа после воздействия.

Подобно другим агрессивным кислотам и щелочам , капли раствора гидроксида натрия могут легко разлагать белки и липиды в живых тканях посредством гидролиза амидов и гидролиза сложных эфиров , что, как следствие, вызывает химические ожоги и может вызвать необратимую слепоту при контакте с глазами. [1] [2] Твердая щелочь может также проявлять свою коррозионную природу, если в ней присутствует вода, например водяной пар. Таким образом, защитное снаряжение , такое как резиновые перчатки , защитная одежда и средства защиты глаз, всегда следует использовать при работе с этим химическим веществом или его растворами. Стандартной мерой первой помощи при попадании щелочи на кожу, как и в случае других едких веществ, является орошение большим количеством воды. Мытье продолжают не менее десяти-пятнадцати минут.

Кроме того, растворение гидроксида натрия сильно экзотермично , и возникающее тепло может вызвать тепловые ожоги или воспламенить горючие вещества. Он также выделяет тепло при реакции с кислотами.

Гидроксид натрия также оказывает умеренное коррозионное воздействие на стекло , что может привести к повреждению остекления или заеданию стыков матового стекла . [49] Гидроксид натрия вызывает коррозию нескольких металлов, например алюминия, который реагирует со щелочью с образованием легковоспламеняющегося газообразного водорода при контакте: [50]

2 Al + 6 NaOH → 3 H
2
+ 2 Na
3
AlO
3
2 Al + 2 NaOH + 2 Н
2
O → 3 H
2
+ 2 NaAlO
2
2 Al + 2 NaOH + 6 H
2
O → 3 H
2
+ 2 NaAl (ОН)
4

Хранилище

При обращении с гидроксидом натрия, особенно в больших объемах, необходимо осторожное хранение. Всегда рекомендуется соблюдение надлежащих инструкций по хранению NaOH и обеспечение безопасности труда и окружающей среды, учитывая опасность ожога химикатом.

Гидроксид натрия часто хранят в бутылях для использования в небольших лабораториях, в контейнерах средней грузоподъемности ( контейнеры среднего объема) для обработки и транспортировки грузов или в больших стационарных резервуарах для хранения объемом до 100000 галлонов для производства или очистных сооружений с большим содержанием NaOH. использовать. Общие материалы, которые совместимы с гидроксидом натрия и часто используются для хранения NaOH, включают: полиэтилен ( HDPE , обычный, XLPE , реже), углеродистую сталь , поливинилхлорид (PVC), нержавеющую сталь и пластик, армированный стекловолокном (FRP, с устойчивым лайнер). [14]

Гидроксид натрия необходимо хранить в герметичных контейнерах, чтобы сохранить его нормальность, так как он будет поглощать воду из атмосферы.

История

Гидроксид натрия впервые был получен мыловарами. [51] : p45  Процедура производства гидроксида натрия появилась как часть рецепта изготовления мыла в арабской книге конца 13 века: Al-mukhtara ‘fi funun min al-suna’ (Изобретения из различных промышленных искусств), который был составлен ал-Музаффаром Юсуфом ибн ‘Умаром ибн’ Али ибн Расулом (ум. 1295), королем Йемена. [52] [53] Рецепт предусматривал многократное пропускание воды через смесь щелочей (арабский: al-qily , где qily — это зола солянки , богатой натрием; следовательно, щелочь была нечистым карбонатом натрия )[54] и негашеная известь ( оксид кальция , CaO), в результате чего был получен раствор гидроксида натрия. Европейские мыловары тоже следовали этому рецепту. Когда в 1791 году французский химик и хирург Николя Леблан (1742–1806) запатентовал процесс массового производства карбоната натрия , натуральной «кальцинированной соды» (нечистый карбонат натрия, полученный из золы растений, богатых натрием) [51 ] : p36  был заменен этой искусственной версией. [51] : p46  Однако к 20-му веку электролиз хлорида натрия стал основным методом получения гидроксида натрия. [55]

См. Также

  • Кислота и основание
  • HAZMAT Class 8 Коррозионные вещества
  • Список чистящих средств

Ссылки

  1. ^ a b c «Паспорт безопасности материала» (PDF) . Certified-lye.com .
  2. ^ a b c «Паспорт безопасности материала 2» (PDF) . hillbrothers.com . Архивировано из оригинального (PDF) на 2012-08-03 . Проверено 20 мая 2012 .
  3. ^ a b «Гидроксид натрия — Резюме соединений» . Проверено 12 июня 2012 года .
  4. ^ а б в г Хейнс, стр. 4,90
  5. ^ Хейнс, стр. 4,135
  6. ^ Джейкобс, H .; Kockelkorn, J. и Tacke, Th. (1985). «Hydroxide des Natriums, Kalium und Rubidiums: Einkristallzüchtung und röntgenographische Strukturbestimmung an der bei Raumtemperatur stabilen Modifikation». Z. Anorg. Allg. Chem . 531 : 119–124. DOI : 10.1002 / zaac.19855311217 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  7. ^ Хейнс, стр. 5,13
  8. ^ a b c Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0565» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  9. ^ Майкл Чемберс. «ChemIDplus — 1310-73-2 — HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M — Гидроксид натрия [NF] — Поиск похожих структур, синонимов, формул, ссылок на ресурсы и другой химической информации». . nih.gov .
  10. ^ «Гидроксид натрия» . Немедленно опасная для жизни или здоровья концентрация (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  11. ^ a b c d e f g П. Р. Сименс, Уильям Ф. Джиок (1969): «Энтропии гидратов гидроксида натрия. II. Низкотемпературные теплоемкости и теплоты плавления NaOH · 2H2O и NaOH · 3.5H2O». Журнал физической химии , том 73, выпуск 1, страницы 149–157. DOI : 10.1021 / j100721a024
  12. ^ «Примеры обычных лабораторных химикатов и их класса опасности» .
  13. ^ a b c Цетин Курт, Юрген Биттнер. «Гидроксид натрия». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a24_345.pub2 .
  14. ^ a b c d «Резервуары для хранения гидроксида натрия и технические характеристики» . Protank . 2018-09-08 . Проверено 21 ноября 2018 .
  15. ^ «Экзотермический против эндотермического: компромисс химии» . Дискавери Экспресс .
  16. ^ a b c d e f g h i j k Спенсер Умфревиль Пикеринг (1893): «LXI. — Гидраты гидроксидов натрия, калия и лития». Журнал химического общества, транзакции , том 63, страницы 890–909. DOI : 10.1039 / CT8936300890
  17. ^ a b c d e S. C. Mraw, WF Giauque (1974): «Энтропии гидратов гидроксида натрия. III. Низкотемпературные теплоемкости и теплоты плавления α и β кристаллических форм тетрагидрата гидроксида натрия». Журнал физической химии , том 78, выпуск 17, страницы 1701–1709. DOI : 10.1021 / j100610a005
  18. ^ a b c d L. E. Murch, WF Giauque (1962): «Термодинамические свойства гидроксида натрия и его моногидрата. Теплоемкость при низких температурах. Теплота раствора». Журнал физической химии , том 66, выпуск 10, страницы 2052–2059. DOI : 10.1021 / j100816a052
  19. ^ GE Brodale и WF Giauque (1962): «Кривая растворимости точки замерзания водного гидроксида натрия в области, близкой к эвтектике безводного моногидрата». Журнал физической химии , том 66, выпуск 10, страницы 2051–2051. DOI : 10.1021 / j100816a051
  20. ^ М. Конде Инжиниринг: « Твердое жидкое равновесие (SLE) и парожидкостное равновесие (VLE) водного NaOH ». Онлайн-отчет, по состоянию на 29 апреля 2017 г.
  21. Перейти ↑ Jacobs, H. and Metzner, U. (1991). «Ungewöhnliche H-Brückenbindungen in Natriumhydroxidmonohydrat: Röntgen- und Neutronenbeugung an NaOH · H 2 O bzw. NaOD · D 2 O». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie . 597 (1): 97–106. DOI : 10.1002 / zaac.19915970113 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  22. ^ 祖恩, 许 (1992),钾素, 钾肥 溯源 [J]
  23. ^ Stamell, Джим (2001), EXCEL HSC Chemistry , Pascal Press, стр. 199, ISBN 978-1-74125-299-6
  24. ^ а б Фенмин Ду, Дэвид М. Варсингер, Таманна I Урми, Грегори П. Тиль, Амит Кумар, Джон Х. Линхард (2018). «Производство гидроксида натрия из рассола для опреснения морской воды: технологический процесс и энергоэффективность». Наука об окружающей среде и технологии . 52 (10): 5949–5958. Bibcode : 2018EnST … 52.5949D . DOI : 10.1021 / acs.est.8b01195 . ЛВП : 1721,1 / 123096 . PMID 29669210 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  25. ^ Кирк-Отмер Энциклопедия химической технологии , 5-е издание, John Wiley & Sons.
  26. ^ Деминг, Гораций Г. (1925). Общая химия: элементарный обзор, подчеркивающий промышленное применение фундаментальных принципов (2-е изд.). Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., стр. 452.
  27. ^ «Документ 2 — CausticSodamanual2008.pdf» (PDF) . 2013 . Проверено 17 июля 2014 года .
  28. ^ Образец, Ян (16 сентября 2009 г.). «Дело Trafigura: токсичные отходы, оставленные щелочной промывкой» . Хранитель . Проверено 17 сентября 2009 .
  29. ^ «Trafigura знала об опасностях, связанных с отходами» . BBC Newsnight. 16 сентября 2009 . Проверено 17 сентября 2009 .
  30. ^ «Руководство по едким химическим веществам, используемым в мыловарении | Brenntag» . www.brenntag.com . Проверено 3 октября 2020 .
  31. ^ «Гидроксид натрия | Использование, преимущества и факты химической безопасности» . ChemicalSafetyFacts.org . 2016-09-06 . Проверено 3 октября 2020 .
  32. Эйрес, Крис (27 февраля 2010 г.) Чистая зеленая отделка, которая отправляет любимого человека на ветер Times Online. Проверено 20 февраля 2013.
  33. ^ a b Такер, Х. Леон; Кастнер, Джастин (август 2004 г.). Утилизация туш: всесторонний обзор. Глава 6 . Национальный центр сельскохозяйственной биобезопасности, Университет штата Канзас, 2004 г. Проверено 8 марта 2010 г.
  34. Перейти ↑ Roach, Mary (2004). Stiff: The Curious Lives of Human Cadavers , Нью-Йорк: WW Norton & Company. ISBN 0-393-32482-6 . 
  35. ^ «Натрий: Избавление от грязи — и жертвы убийства» . BBC News . 3 мая 2014 г.
  36. Уильям Бут (27 января 2009 г.). « Stewmaker“размешивает Ужас в Мексике» . Вашингтон Пост .
  37. ^ «ATSDR — Руководство по медицинскому менеджменту (MMG): гидроксид натрия» . www.atsdr.cdc.gov .
  38. ^ PubChem. «Тетрагидроксид алюминия-натрия» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 3 октября 2020 .
  39. ^ Морфит, Кэмпбелл (1856). Трактат по химии, применяемый для изготовления мыла и свечей . Парри и Макмиллан.
  40. ^ «Сравнение бок о бок: гидроксид калия и гидроксид натрия — сходства, различия и варианты использования» . info.noahtech.com . Проверено 3 октября 2020 .
  41. ^ «Гидроксид натрия» . rsc.org . 2014 . Проверено 9 ноября 2014 года .
  42. ^ «Hominy без щелока» . Национальный центр консервирования домашних продуктов.
  43. ^ «Оливки: безопасные методы маринования в домашних условиях (объект application / pdf)» (PDF) . ucanr.org . 2010 . Проверено 22 января 2012 года .
  44. ^ «Очистка питьевой воды — регулировка pH» . 2011 . Проверено 23 июня, 2016 .
  45. ^ Брайан Oram, PG (2014). «Питьевая вода вызывает коррозию воды (свинец, медь, алюминий, цинк и другие)» . Проверено 23 июня, 2016 .
  46. Страница 168 в: Обнаружение ядов и сильнодействующих наркотиков . Автор: Вильгельм Отенриет. Издатель: сын П. Блэкистона и компания, 1909 г.
  47. ^ «Empa — 604 — Связь — Накопление тепла NaOH» . www.empa.ch .
  48. ^ «НАШИ ТЕХНОЛОГИИ» . Сиборг . Проверено 9 июня 2021 .
  49. ^ Pubchem. «ГИДРОКСИД НАТРИЯ | NaOH — PubChem» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 4 сентября 2016 .
  50. ^ «aluminium_water_hydrogen.pdf (application / pdf Object)» (PDF) . www1.eere.energy.gov . 2008. Архивировано из оригинального (PDF) 14 сентября 2012 года . Проверено 15 января 2013 года .
  51. ^ a b c Торп, Томас Эдвард, редактор, Словарь прикладной химии (Лондон, Англия: Longmans, Green, and Co., 1913), т. 5, [1]
  52. См .: История науки и техники в исламе: Описание производства мыла.
  53. Английский химик и археолог Генри Эрнест Стэплтон (1878–1962) представил доказательства того, что персидский алхимик и врач Мухаммад ибн Закария ар-Рази (ок. 865–925) знал о гидроксиде натрия. См .: Генри Эрнест Стэплтон; РФ Азо; М. Хидьят Хусаин (1927) «Химия в Ираке и Персии в десятом веке нашей эры», Мемуары Азиатского общества Бенгалии , 8 (6): 317–418; см. стр. 322.
  54. Stapleton, HE и Azo, RF (1905) «Алхимическое оборудование в одиннадцатом веке нашей эры», Мемуары Азиатского общества Бенгалии , 1  : 47–71; сноску 5 на стр. 53. С п. 53: «5. Карбонат натрия. Кили — это пепел некоторых растений, например, сальсолы и саликорнии…, которые растут у моря или в соленых местах…»
  55. ^ О’Брайен, Томас Ф .; Боммараджу, Тилак В. и Хайн, Фумио (2005) Справочник по хлорно-щелочной технологии , т. 1. Берлин, Германия: Springer. Глава 2: История хлорно-щелочной промышленности, стр. 34. ISBN 9780306486241 

Библиография

  • Хейнс, Уильям М., изд. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). CRC Press . ISBN 978-1439855119.

Внешние ссылки

  • Международная карта химической безопасности 0360
  • Евро Хлор-Как производится хлор? Хлор онлайн
  • Карманный справочник NIOSH по химической опасности
  • CDC — Гидроксид натрия — Тема безопасности и гигиены труда NIOSH
  • Производство с помощью электролиза рассола
  • Технические характеристики

    • ПБМ гидроксида натрия
    • Сертифицированный щелок MSDS
    • Паспорт безопасности материалов Hill Brothers
  • Титрование кислот гидроксидом натрия; бесплатное ПО для анализа данных, моделирования кривых и расчета pH
  • Производство каустической соды на установке непрерывной каустизации с использованием известковой соды.

1

H

1,008

1s1

2,2

Бесцветный газ

пл=-259°C

кип=-253°C

2

He

4,0026

1s2

Бесцветный газ

кип=-269°C

3

Li

6,941

2s1

0,99

Мягкий серебристо-белый металл

пл=180°C

кип=1317°C

4

Be

9,0122

2s2

1,57

Светло-серый металл

пл=1278°C

кип=2970°C

5

B

10,811

2s2 2p1

2,04

Темно-коричневое аморфное вещество

пл=2300°C

кип=2550°C

6

C

12,011

2s2 2p2

2,55

Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал

пл=3550°C

кип=4830°C

7

N

14,007

2s2 2p3

3,04

Бесцветный газ

пл=-210°C

кип=-196°C

8

O

15,999

2s2 2p4

3,44

Бесцветный газ

пл=-218°C

кип=-183°C

9

F

18,998

2s2 2p5

4,0

Бледно-желтый газ

пл=-220°C

кип=-188°C

10

Ne

20,180

2s2 2p6

Бесцветный газ

пл=-249°C

кип=-246°C

11

Na

22,990

3s1

0,93

Мягкий серебристо-белый металл

пл=98°C

кип=892°C

12

Mg

24,305

3s2

1,31

Серебристо-белый металл

пл=649°C

кип=1107°C

13

Al

26,982

3s2 3p1

1,61

Серебристо-белый металл

пл=660°C

кип=2467°C

14

Si

28,086

3s2 3p2

1,9

Коричневый порошок / минерал

пл=1410°C

кип=2355°C

15

P

30,974

3s2 3p3

2,2

Белый минерал / красный порошок

пл=44°C

кип=280°C

16

S

32,065

3s2 3p4

2,58

Светло-желтый порошок

пл=113°C

кип=445°C

17

Cl

35,453

3s2 3p5

3,16

Желтовато-зеленый газ

пл=-101°C

кип=-35°C

18

Ar

39,948

3s2 3p6

Бесцветный газ

пл=-189°C

кип=-186°C

19

K

39,098

4s1

0,82

Мягкий серебристо-белый металл

пл=64°C

кип=774°C

20

Ca

40,078

4s2

1,0

Серебристо-белый металл

пл=839°C

кип=1487°C

21

Sc

44,956

3d1 4s2

1,36

Серебристый металл с желтым отливом

пл=1539°C

кип=2832°C

22

Ti

47,867

3d2 4s2

1,54

Серебристо-белый металл

пл=1660°C

кип=3260°C

23

V

50,942

3d3 4s2

1,63

Серебристо-белый металл

пл=1890°C

кип=3380°C

24

Cr

51,996

3d5 4s1

1,66

Голубовато-белый металл

пл=1857°C

кип=2482°C

25

Mn

54,938

3d5 4s2

1,55

Хрупкий серебристо-белый металл

пл=1244°C

кип=2097°C

26

Fe

55,845

3d6 4s2

1,83

Серебристо-белый металл

пл=1535°C

кип=2750°C

27

Co

58,933

3d7 4s2

1,88

Серебристо-белый металл

пл=1495°C

кип=2870°C

28

Ni

58,693

3d8 4s2

1,91

Серебристо-белый металл

пл=1453°C

кип=2732°C

29

Cu

63,546

3d10 4s1

1,9

Золотисто-розовый металл

пл=1084°C

кип=2595°C

30

Zn

65,409

3d10 4s2

1,65

Голубовато-белый металл

пл=420°C

кип=907°C

31

Ga

69,723

4s2 4p1

1,81

Белый металл с голубоватым оттенком

пл=30°C

кип=2403°C

32

Ge

72,64

4s2 4p2

2,0

Светло-серый полуметалл

пл=937°C

кип=2830°C

33

As

74,922

4s2 4p3

2,18

Зеленоватый полуметалл

субл=613°C

(сублимация)

34

Se

78,96

4s2 4p4

2,55

Хрупкий черный минерал

пл=217°C

кип=685°C

35

Br

79,904

4s2 4p5

2,96

Красно-бурая едкая жидкость

пл=-7°C

кип=59°C

36

Kr

83,798

4s2 4p6

3,0

Бесцветный газ

пл=-157°C

кип=-152°C

37

Rb

85,468

5s1

0,82

Серебристо-белый металл

пл=39°C

кип=688°C

38

Sr

87,62

5s2

0,95

Серебристо-белый металл

пл=769°C

кип=1384°C

39

Y

88,906

4d1 5s2

1,22

Серебристо-белый металл

пл=1523°C

кип=3337°C

40

Zr

91,224

4d2 5s2

1,33

Серебристо-белый металл

пл=1852°C

кип=4377°C

41

Nb

92,906

4d4 5s1

1,6

Блестящий серебристый металл

пл=2468°C

кип=4927°C

42

Mo

95,94

4d5 5s1

2,16

Блестящий серебристый металл

пл=2617°C

кип=5560°C

43

Tc

98,906

4d6 5s1

1,9

Синтетический радиоактивный металл

пл=2172°C

кип=5030°C

44

Ru

101,07

4d7 5s1

2,2

Серебристо-белый металл

пл=2310°C

кип=3900°C

45

Rh

102,91

4d8 5s1

2,28

Серебристо-белый металл

пл=1966°C

кип=3727°C

46

Pd

106,42

4d10

2,2

Мягкий серебристо-белый металл

пл=1552°C

кип=3140°C

47

Ag

107,87

4d10 5s1

1,93

Серебристо-белый металл

пл=962°C

кип=2212°C

48

Cd

112,41

4d10 5s2

1,69

Серебристо-серый металл

пл=321°C

кип=765°C

49

In

114,82

5s2 5p1

1,78

Мягкий серебристо-белый металл

пл=156°C

кип=2080°C

50

Sn

118,71

5s2 5p2

1,96

Мягкий серебристо-белый металл

пл=232°C

кип=2270°C

51

Sb

121,76

5s2 5p3

2,05

Серебристо-белый полуметалл

пл=631°C

кип=1750°C

52

Te

127,60

5s2 5p4

2,1

Серебристый блестящий полуметалл

пл=450°C

кип=990°C

53

I

126,90

5s2 5p5

2,66

Черно-серые кристаллы

пл=114°C

кип=184°C

54

Xe

131,29

5s2 5p6

2,6

Бесцветный газ

пл=-112°C

кип=-107°C

55

Cs

132,91

6s1

0,79

Мягкий серебристо-желтый металл

пл=28°C

кип=690°C

56

Ba

137,33

6s2

0,89

Серебристо-белый металл

пл=725°C

кип=1640°C

57

La

138,91

5d1 6s2

1,1

Серебристый металл

пл=920°C

кип=3454°C

58

Ce

140,12

f-элемент

Серебристый металл

пл=798°C

кип=3257°C

59

Pr

140,91

f-элемент

Серебристый металл

пл=931°C

кип=3212°C

60

Nd

144,24

f-элемент

Серебристый металл

пл=1010°C

кип=3127°C

61

Pm

146,92

f-элемент

Светло-серый радиоактивный металл

пл=1080°C

кип=2730°C

62

Sm

150,36

f-элемент

Серебристый металл

пл=1072°C

кип=1778°C

63

Eu

151,96

f-элемент

Серебристый металл

пл=822°C

кип=1597°C

64

Gd

157,25

f-элемент

Серебристый металл

пл=1311°C

кип=3233°C

65

Tb

158,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1360°C

кип=3041°C

66

Dy

162,50

f-элемент

Серебристый металл

пл=1409°C

кип=2335°C

67

Ho

164,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1470°C

кип=2720°C

68

Er

167,26

f-элемент

Серебристый металл

пл=1522°C

кип=2510°C

69

Tm

168,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1545°C

кип=1727°C

70

Yb

173,04

f-элемент

Серебристый металл

пл=824°C

кип=1193°C

71

Lu

174,96

f-элемент

Серебристый металл

пл=1656°C

кип=3315°C

72

Hf

178,49

5d2 6s2

Серебристый металл

пл=2150°C

кип=5400°C

73

Ta

180,95

5d3 6s2

Серый металл

пл=2996°C

кип=5425°C

74

W

183,84

5d4 6s2

2,36

Серый металл

пл=3407°C

кип=5927°C

75

Re

186,21

5d5 6s2

Серебристо-белый металл

пл=3180°C

кип=5873°C

76

Os

190,23

5d6 6s2

Серебристый металл с голубоватым оттенком

пл=3045°C

кип=5027°C

77

Ir

192,22

5d7 6s2

Серебристый металл

пл=2410°C

кип=4130°C

78

Pt

195,08

5d9 6s1

2,28

Мягкий серебристо-белый металл

пл=1772°C

кип=3827°C

79

Au

196,97

5d10 6s1

2,54

Мягкий блестящий желтый металл

пл=1064°C

кип=2940°C

80

Hg

200,59

5d10 6s2

2,0

Жидкий серебристо-белый металл

пл=-39°C

кип=357°C

81

Tl

204,38

6s2 6p1

Серебристый металл

пл=304°C

кип=1457°C

82

Pb

207,2

6s2 6p2

2,33

Серый металл с синеватым оттенком

пл=328°C

кип=1740°C

83

Bi

208,98

6s2 6p3

Блестящий серебристый металл

пл=271°C

кип=1560°C

84

Po

208,98

6s2 6p4

Мягкий серебристо-белый металл

пл=254°C

кип=962°C

85

At

209,98

6s2 6p5

2,2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

пл=302°C

кип=337°C

86

Rn

222,02

6s2 6p6

2,2

Радиоактивный газ

пл=-71°C

кип=-62°C

87

Fr

223,02

7s1

0,7

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

пл=27°C

кип=677°C

88

Ra

226,03

7s2

0,9

Серебристо-белый радиоактивный металл

пл=700°C

кип=1140°C

89

Ac

227,03

6d1 7s2

1,1

Серебристо-белый радиоактивный металл

пл=1047°C

кип=3197°C

90

Th

232,04

f-элемент

Серый мягкий металл

91

Pa

231,04

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

92

U

238,03

f-элемент

1,38

Серебристо-белый металл

пл=1132°C

кип=3818°C

93

Np

237,05

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

94

Pu

244,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

95

Am

243,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

96

Cm

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

97

Bk

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

98

Cf

251,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

99

Es

252,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

100

Fm

257,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

101

Md

258,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

102

No

259,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

103

Lr

266

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

104

Rf

267

6d2 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

105

Db

268

6d3 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

106

Sg

269

6d4 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

107

Bh

270

6d5 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

108

Hs

277

6d6 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

109

Mt

278

6d7 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

110

Ds

281

6d9 7s1

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Металлы

Неметаллы

Щелочные

Щелоч-зем

Благородные

Галогены

Халькогены

Полуметаллы

s-элементы

p-элементы

d-элементы

f-элементы

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Гидрожидкость как пишется
  • Гидрогородок как пишется
  • Гидроветрозащита как пишется
  • Гидроакустика как пишется
  • Гидроаккумулятор как пишется