Natriumhydroksid
Krystallstruktur | ||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
__ Na + __ _ OH - | ||||||||||||||||||||||
Generell | ||||||||||||||||||||||
Etternavn | Natriumhydroksid | |||||||||||||||||||||
andre navn | ||||||||||||||||||||||
Forholdsformel | NaOH | |||||||||||||||||||||
Kort beskrivelse |
hvitt, luktfritt fast stoff |
|||||||||||||||||||||
Eksterne identifikatorer / databaser | ||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||
eiendommer | ||||||||||||||||||||||
Molarmasse | 39,997 g · mol -1 | |||||||||||||||||||||
Fysisk tilstand |
fast |
|||||||||||||||||||||
tetthet |
|
|||||||||||||||||||||
Smeltepunkt |
323 ° C |
|||||||||||||||||||||
kokepunkt |
1390 ° C |
|||||||||||||||||||||
løselighet |
|
|||||||||||||||||||||
sikkerhetsinstruksjoner | ||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||
MAK |
Sveits: 2 mg m −3 (målt som inhalerbart støv ) |
|||||||||||||||||||||
Så langt som mulig og vanlig, brukes SI-enheter . Med mindre annet er oppgitt, gjelder opplysningene standardbetingelser . |
Natriumhydroksid (også kaustisk soda , kaustisk soda ), kjemisk formel NaOH , er et hvitt, hygroskopisk fast stoff. Med en verdensproduksjon på 60 millioner tonn i 2010, er forbindelsen en av de viktigste kjemiske råvarene og handles hovedsakelig i form av kaustisk brus .
Produksjon
Natriumhydroksyd kan produseres i laboratoriet ved å reagere natriumkarbonat med kalsiumhydroksid for å danne natriumhydroksid og kalsiumkarbonat :
Det lett oppløselige kalsiumkarbonatet filtreres fra. Det lettoppløselige natriumhydroksyd forblir i filtratet. Denne forsinkelsesprosessen ble tidligere utført i industriell skala og er av interesse igjen i dag.
En annen metode er den sterkt eksoterme reaksjonen av elementært natrium med vann for å danne kaustisk brus og hydrogen :
Dette eksperimentet vises ofte i skolene for å demonstrere reaktiviteten til alkalimetaller med vann.
Etter at natriumhydroksydløsningen er fordampet , forblir fast natriumhydroksid:
Acker-prosessen for produksjon av natriumhydroksid ved smeltet saltelektrolyse av natriumklorid ble utviklet av Charles Ernest Acker (1868-1920) i USA.
elektrolyse
Natriumhydroksyd produseres industrielt ved elektrolyse av natriumklorid for å danne kaustisk brus , hydrogen og klorgass :
Det er tre forskjellige prosessteknologier for dette :
Felles for alle prosesser er ytterligere rensings- og konsentrasjonstrinn for å oppnå vannfritt natriumhydroksid.
Siden etterspørselen etter klor har stagnert siden 1980-tallet , dekker ikke kaustisk brus , som er et biprodukt fra klor-alkali-elektrolyse , lenger verdens etterspørsel, noe som gjør kaustisering interessant igjen.
eiendommer
Fysisk-kjemiske egenskaper
Natriumhydroksid er et hvitt, hygroskopisk fast stoff og er en av de sterkeste basene. I vann oppløses det veldig bra med stor varmeutvikling på grunn av den negative entalpien av oppløsningen på -44,4 kJ / mol for å danne en sterkt alkalisk natriumhydroksydløsning (pH 14 ved c = 1 mol / l). Det er alltid helt dissosiert i vandig løsning. Imidlertid, ved høyere konsentrasjoner, påvirker de interioniske kreftene mellom natrium- og hydroksidionene ionenes frie mobilitet, slik at en normal oppløsning (40 g natriumhydroksid per liter) lukkes med ca. 78%, en 0,1 n oppløsning på ca. 90% vises. dissosiert. Den reagerer med karbondioksidet i luften og danner natriumhydrogenkarbonat og lagres derfor i lufttette beholdere. For å forhindre at natriumhydroksyd binder vann fra luften, kan det lagres sammen med et tørkemiddel. Som en sterk base fortrenger hydroksydionen svakere og flyktige baser fra saltene .
Krystallstruktur
Mellom romtemperatur og smeltepunkt, 318,4 ° C, forekommer vannfritt natriumhydroksid i to modifikasjoner. Under 299,6 ° C (α-modifisering) krystalliserer natriumhydroksid med en ortorhombisk krystallstruktur med romgruppen Cmcm (romgruppe nr. 63 ) , over (β-modifikasjon) lavere symmetrisk med en monoklinisk krystallstruktur med romgruppen P 2 1 / m (Romgruppe nr.11) . Natriumhydroksydmolekylet er lineært og er ordnet i denne rekkefølgen parallelt med c-aksen. Natrium og oksygen danner omfattende dobbeltlag som ligner natriumkloridstrukturen i x, y , med natrium og oksygen alternerende i retningene (xy). Lagtykkelsen er noe større enn avstanden mellom natrium og oksygen i molekylet. Lag som følger hverandre langs c forskyves med 1/2 a. Gitterkonstantene ved 24 ° C er a = b = 3,3994 ± 0,001 Å , c = 11,377 ± 0,005 Å, α = β = γ = 90 °. Molekylet er vinklet i [010] -planet. Vinkelen β avhenger av temperaturen. Når temperaturen stiger, øker også tilnærmingen av natriumkloridstrukturen, som det er tilfelle med natriumfluorid . α-Sodium hydroxide er ofte tvilling i henhold til [110]. Β-modifikasjonen er alltid tvunnet til omtrent like volumdeler i henhold til [001]. Den er avledet fra α-formen ved å forskyve lagene langs [100]. Strukturen til dobbeltlagene beholdes. I tillegg forekommer forbindelsen i flere hydratformer . Mono-, di-, 3,5-, tetra-, penta- og heptahydrat er kjent. Den metastabile form av tetrahydratet β-NaOH 4H to O har en ortorombisk krystallstruktur med romgruppen P 2 1 2 1 2 1 (romgruppe tall 19) med fire formelenheter pr enhetscelle og gitteret konstanter a = 6,237, b = 6.288, c = 13.121 Å ved -155 ° C. Hydratene NaOH · 3,5 H 2 O og NaOH · 7H 2 O hver har en krystallstruktur med romgruppen P 2 1 / c (romgruppe nr. 14) med åtte formelenheter pr enhetscelle (Gitterkonstanter a = 6,481, b = 12,460, c = 11,681 Å, β = 104,12 ° ved −100 ° C) eller fire formelenheter per enhetscelle (a = 7,344, b = 16,356, c = 6,897 Å, β = 92,91 ° ved -150 ° C ). Monohydratet smelter ved 64,3 ° C, 3,5-hydratet ved 15,6 ° C.
Reaksjoner
Hvis natriumhydroksyd lagres uforseglet i luften , reagerer det med karbondioksid og danner natriumhydrogenkarbonat eller natriumkarbonat , og det er derfor det lagres i lufttette beholdere .
I laboratoriet kan ammoniakk lett produseres ved syre-base-reaksjon fra natriumhydroksid og ammoniumklorid .
Som en løsning reagerer den med aluminium (for å danne aluminiumnatriumdioksid ) og mange andre metaller som jern , kobber , kadmium , kobolt og titan .
Natriumhydroksid reagerer med syrer for å danne salter , og utviklingen av varme er så betydelig at med sterke syrer, f.eks. B. når konsentrert svovelsyre dryppes på pulverisert natriumhydroksid, oppstår en eksplosjon .
Kommersiell form
Natriumhydroksid pakkes lufttett i plastbeholdere i form av små kuler eller kaker.
bruk
Natriumhydroksyd er hovedsakelig i form av kaustisk brus som brukes og er i bransjen en av de viktigste kjemikaliene . For deres bruk, se der.
I tillegg til aluminiumspon er fast natriumhydroksid en viktig komponent i avløpsrensere . Oppløst i vann, den sterke oksyderte basen under varme og hydrogenutvikling av aluminium, og oppløser deretter fett og proteiner i avleirene ved forsepning .
Brennlag i kasseroller løsnes med varm løsning . Natriumhydroksyd er ikke egnet for aluminiumspotter.
weblenker
Individuelle bevis
- ↑ Oppføring på E 524: Natriumhydroksid i den europeiske databasen om tilsetningsstoffer, tilgjengelig 29. desember 2020.
- ↑ Oppføring av NATRIUMHYDROKSID i CosIng-databasen til EU-kommisjonen, åpnet 16. februar 2020.
- ↑ a b c d e f g Oppføring av natriumhydroksid i GESTIS stoffdatabase til IFA , åpnet 1. februar 2016. (JavaScript kreves)
- ↑ Franz v. Bruchhausen, Siegfried Ebel, Eberhard Hackenthal, Ulrike Holzgrabe: Hagers håndbok for farmasøytisk praksis . Sekvensvolum 5: Stoffer L-Z . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-58388-9 , pp. 273 ( begrenset forhåndsvisning i Google Book-søk).
- ↑ Dataark Natriumhydroksidmonohydrat, 99,996% ( metallbasis ) fra AlfaAesar, tilgjengelig 11. juli 2016 ( PDF )(JavaScript kreves) .
- ↑ Oppføring av natriumhydroksid i Klassifiserings- og merkelisten til European Chemicals Agency (ECHA), tilgjengelig 1. august 2016. Produsenter eller distributører kan utvide den harmoniserte klassifiseringen og merkingen .
- ↑ Swiss Accident Insurance Fund (Suva): Grenseverdier - nåværende MAK- og BAT-verdier , tilgjengelig 2. november 2015.
- ↑ a b c d e Manfred Baerns, Arno Behr, Axel Brehm, Jürgen Gmehling, Kai-Olaf Hinrichsen, Hanns Hofmann, Ulfert Onken, Regina Palkovits, Albert Renken: Technische Chemie . John Wiley & Sons, 2014, ISBN 978-3-527-67409-1 , pp. 629 ( begrenset forhåndsvisning i Google Book-søk).
- ^ Winfried R. Pötsch, Annelore Fischer og Wolfgang Müller med hjelp fra Heinz Cassebaum : Lexikon av viktige kjemikere . VEB Bibliographisches Institut Leipzig, 1988, s. 9, ISBN 3-323-00185-0 .
- ↑ George S. Hammond, Y. Osteryoung, TH Crawford, HB Gray: Modellering i kjemi En introduksjon til Generell kjemi . Walter de Gruyter, 1979, ISBN 978-3-11-084798-7 , pp. 287 ( begrenset forhåndsvisning i Google Book-søk).
- ↑ a b c Karl A. Hofmann: Uorganisk kjemi . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-663-14240-9 , pp. 428 ( begrenset forhåndsvisning i Google Book-søk).
- ↑ Hermann Stehr: ny fastsettelse av krystallstrukturer av dimorf natriumhydroksid, NaOH, ved forskjellige temperaturer med røntgen og nøytrondiffraksjon. I: Journal of Crystallography - Crystalline Materials. 125, 1967, doi: 10.1524 / zkri.1967.125.16.332 .
- ^ William A. Hart, OF Beumel, Thomas P. Whaley: The Chemistry of Lithium, Sodium, Kalium, Rubidium, Cesium and Francium Pergamon Texts in Inorganic Chemistry . Elsevier, 2013, ISBN 978-1-4831-8757-0 , pp. 426 ( begrenset forhåndsvisning i Google Book-søk).
- ^ JL Provis, J. S J. van Deventer: Geopolymers Structures, Processing, Properties and Industrial Applications . Elsevier, 2009, ISBN 978-1-84569-638-2 , pp. 54 ( begrenset forhåndsvisning i Google Book-søk).
- ↑ Dietrich Mootz, Reinhard Seidel: På den natriumhydroksyd-vannsystem Krystallstrukturen til den metastabile fase β-NaOH · 4H2O. I: Journal of Inorganic and General Chemistry. 582, 1990, s. 162, doi: 10.1002 / zaac.19905820120 .
- ↑ D. Mootz, H. Rütter, R. Wiskemann: Hydrat svake og sterke baser. XI. Krystallstrukturene av NaOH 3,5H2O og NaOH 7H2O. En avklaring. I: Journal of Inorganic and General Chemistry. 620, 1994, s. 1509, doi: 10.1002 / zaac.19946200903 .
- ^ En håndbok for kjemisk analyse av metaller . S. 35 ( begrenset forhåndsvisning i Google Book-søk).