Natri hydroxide

Hợp chất vô cơ
(đổi hướng từ Natri hydroxit)

Natri hydroxide hay hydroxide natri (công thức hóa học: NaOH)[3] hay thường được gọi là xút hoặc xút ăn da hay là kiềm NaOH (kiềm ăn da) là một hợp chất vô cơ của natri. Natri hydroxide tạo thành dung dịch base mạnh khi hòa tan trong dung môi như nước. Dung dịch NaOH có tính nhờn, làm bục vải, giấy và ăn mòn da. Nó được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp như giấy, luyện nhôm, dệt nhuộm, xà phòng, chất tẩy rửa, tơ nhân tạo… Sản lượng trên thế giới năm 1998 vào khoảng 45 triệu tấn. Natri hydroxide cũng được sử dụng chủ yếu trong các phòng thí nghiệm, như làm khô các khí hay thuốc thử.

Natri hydroxide
SodiumHydroxide.jpg
Mẫu natri hydroxide
Sodium-hydroxide-crystal-3D-vdW.png
Cấu trúc của natri hydroxide
Sodium-hydroxide-3D-vdW.png
Danh pháp IUPACSodium hydroxide
Tên khácXút, xút ăn da
Nhận dạng
Số CAS1310-73-2
PubChem14798
Số EINECS215-185-5
KEGGD01169
MeSHSodium+Hydroxide
ChEBI32145
Số RTECSWB4900000
Ảnh Jmol-3Dảnh
SMILES
InChI
Tham chiếu Gmelin68430
Thuộc tính
Công thức phân tửNaOH
Khối lượng mol39,99634 g/mol
Bề ngoàitinh thể màu trắng
Khối lượng riêng2,1 g/cm³, rắn
Điểm nóng chảy 318 °C (591 K; 604 °F)
Điểm sôi 1.390 °C (1.660 K; 2.530 °F)
Độ hòa tan trong nước111 g/100 mL (20 ℃), xem thêm bảng độ tan
Độ bazơ (pKb)-2,43
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thểTrực thoi, oS8
Nhóm không gianCmcm, No. 63
Hằng số mạnga = 0,34013 nm, b = 1,1378 nm, c = 0,33984 nm
Nhiệt hóa học
Entanpi
hình thành
ΔfHo298
-425,8 kJ·mol-1
Entropy mol tiêu chuẩn So29864,4 J·mol-1·K-1
Nhiệt dung59,5 J/mol K
Các nguy hiểm
NFPA 704

NFPA 704.svg

0
3
1
 
Điểm bắt lửakhông bắt lửa
PELTWA 2 mg/m³[1]
LD5040 mg/kg (mouse, intraperitoneal)[2]
RELC 2 mg/m³[1]
IDLH10 mg/m³[1]
Ký hiệu GHSBiểu tượng ăn mòn trong Hệ thống Điều hòa Toàn cầu về Phân loại và Dán nhãn Hóa chất (GHS)
Báo hiệu GHSNguy hiểm
Chỉ dẫn nguy hiểm GHSH290, H314
Chỉ dẫn phòng ngừa GHSP280, P305+351+338, P310
Các hợp chất liên quan
Nhóm chức liên quanLithi hydroxide
Kali hydroxide
Rubiđi hydroxide
Caesi hydroxide
Franci hydroxide
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa).

Natri hydroxide tinh khiết là chất rắn không màu ở dạng viên, vảy hoặc hạt hoặc ở dạng dung dịch bão hòa 50%. Natri hydroxide rất dễ hấp thụ CO2 trong không khí vì vậy nó thường được bảo quản ở trong bình có nắp kín. Nó hòa tan mãnh liệt với nước và giải phóng một lượng nhiệt lớn. Nó cũng hòa tan trong etanol, metanol, ete và các dung môi không phân cực, và để lại màu vàng trên giấy và sợi.

Tính chất vật lýSửa đổi

Natri hydroxide là chất rắn không màu, hút ẩm mạnh. tan nhiều trong nước và tỏa nhiệt.

Dung dịch natri hydroxide có tính nhờn, làm bục vải, giấy và ăn mòn da.

Entanpi hòa tanSửa đổi

Entanpi hòa tan của NaOH là ΔHo -44,5kJ/mol..

Ở trong dung dịch nó tạo thành dạng monohydrat NaOH·H2O ở 12,3–61,8 ℃ với nhiệt độ nóng chảy 65,1 ℃ và tỷ trọng trong dung dịch là 1,829 g/cm³.

Tính chất hóa họcSửa đổi

  • Là một base mạnh: làm quỳ tím hóa xanh, dung dịch phenolphthalein hóa hồng.
  • Phản ứng với các axit tạo thành muối và nước:
NaOH(dd) + HCl(dd)NaCl(dd) + H2O
  • Phản ứng với oxit axit: SO2, CO2,…
2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O
NaOH + SO2 → NaHSO3
  • Phản ứng với các axit hữu cơ tạo thành muối của nó và thủy phân este, peptit:
  • Phản ứng với muối tạo thành base mới và muối mới (điều kiện: sau phản ứng phải tạo thành chất kết tủa hoặc bay hơi):
2NaOH + CuCl2 → 2NaCl + Cu(OH)2
  • Tác dụng một số kim loại mà oxit, hydroxide của chúng có tính lưỡng tính (Al, Zn…):
2NaOH + 2Al + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
2NaOH + Zn → Na2ZnO2 + H2
  • Tác dụng với hợp chất lưỡng tính:
NaOH + Al(OH)3NaAl(OH)4
2NaOH + Al2O3 → 2NaAlO2 + H2O

Phương pháp sản xuấtSửa đổi

Toàn bộ dây chuyền sản xuất xút ăn da (NaOH) là dựa trên phản ứng điện phân dung dịch NaCl bão hòa (nước cái). Trong quá trình này dung dịch muối (NaCl) được điện phân thành clo nguyên tố (trong buồng anot), dung dịch natri hydroxide, và hydro nguyên tố (trong buồng catot)[4][5] Nhà máy có thiết bị để sản xuất đồng thời xút và clo thường được gọi là nhà máy xút-clo. Phản ứng tổng thể để sản xuất xút và clo bằng điện phân là:

2Na+ + 2H2O + 2e → H2↑ + 2NaOH

Phản ứng điện phân dung dịch muối ăn trong bình điện phân có màng ngăn:

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2↑ + Cl2

Các kiểu buồng điện phânSửa đổi

Điểm phân biệt giữa các công nghệ này là ở phương pháp ngăn cản không cho natri hydroxide và khí clo lẫn lộn với nhau, nhằm tạo ra các sản phẩm tinh khiết.

  • Buồng điện phân kiểu thủy ngân: Trong buồng điện phân kiểu thủy ngân thì không sử dụng màng hoặc màn chắn mà sử dụng thủy ngân như một phương tiện chia tách. Xem thêm Công nghệ Castner-Kellner. Tuy nhiên, công nghệ này hiện nay đang bị cấm dần vì sử dụng một lượng lớn thủy ngân, một kim loại rất độc hại.
  • Buồng điện phân kiểu màng chắn:

Trong buồng điện phân kiểu màng chắn, nước muối từ khoang anot chảy qua màng chia tách để đến khoang catot; vật liệu làm màng chia tách là amian phủ trên catot có nhiều lỗ.[6]

Không nhất thiết màng chắn phải là amian, nếu điều chế ở quy mô phòng thí nghiệm có thể thay thế nó bằng miếng giấy A4 hơ trên hơi sáp paraphin (hoặc không hơ sáp cũng có thể được nhưng hiệu quả kém hơn). Nếu thực hiện đúng cách miếng giấy sẽ chỉ cho nước và một số ion đi qua, các phần tử bọt khí sẽ bị giữ lại, nhờ đó clo không khuếch tán sang và không tác dụng được với natri hydroxide. Tuy nhiên phải đảm bảo cân bằng nồng độ chất tan hai bên màng, nếu không thì không phải clo sẽ khuếch tán mà chính natri hydroxide sẽ khuếch tán qua màng và tác dụng với clo. Có thể ngăn cản sự khuếch tán của natri hydroxide bằng cách cung cấp thật nhiều natri chloride vào bể điện phân ở nửa có điện cực giải phòng khí clo, natri chloride vừa cân bằng nồng độ ion và vừa tạo ra một lượng lớn anion Cl có tác dụng cản trở sự hòa tan mang tính vật lý của clo vào nước.

Còn cách khác để tạo một màng ngăn, chúng ta có thể dùng loại giấy tạp chí dày (loại này là giấy phủ cao lanh hay còn gọi là dioxide silic. Loại này có tính chất ưu việt nhất nhưng cần phải ngâm nước một thời gian cho nước thấm vào thì các ion mới đi qua được.

  • Buồng điện phân kiểu màng ngăn.[5][7] Còn trong buồng điện phân kiểu màng ngăn thì màng chia tách là một màng trao đổi ion [8][9][10].

Ứng dụngSửa đổi

Natri hydroxide có nhiều ứng dụng rộng rãi trong đời sống và công nghiệp

Nó được dùng trong:

  • Sản xuất xà phòng, chất tẩy, bột giặt
  • Sản xuất tơ nhân tạo
  • Sản xuất giấy
  • Sản xuất nhôm (làm sạch quặng nhôm trước khi sản xuất)
  • Chế biến dầu mỏ và nhiều ngành công nghiệp hóa chất khác.

Liên kết ngoàiSửa đổi

Tham khảoSửa đổi

  1. ^ a ă â “NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0565”. Viện An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Quốc gia Hoa Kỳ (NIOSH).
  2. ^ Michael Chambers. "ChemIDplus – 1310-73-2 – HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M – Sodium hydroxide [NF] – Similar structures search, synonyms, formulas, resource links, and other chemical information.". nih.gov.
  3. ^ IUPAC RED Book, definition of "hydrate" salt, trang 80–81
  4. ^ “Chlorine Online Diagram of mercury cell process”. Euro Chlor. Bản gốc lưu trữ ngày 2 tháng 9 năm 2006. Truy cập ngày 15 tháng 9 năm 2006.
  5. ^ a ă “Euro Chlor - How is chlorine made?”. Euro Chlor. Bản gốc lưu trữ ngày 23 tháng 9 năm 2006. Truy cập ngày 15 tháng 9 năm 2006.
  6. ^ “Chlorine Online Diagram of diaphragm cell process”. Euro Chlor. Bản gốc lưu trữ ngày 27 tháng 9 năm 2007. Truy cập ngày 15 tháng 9 năm 2006.
  7. ^ “Chlorine Online Diagram of membrane cell process”. Euro Chlor. Bản gốc lưu trữ ngày 14 tháng 8 năm 2007. Truy cập ngày 15 tháng 9 năm 2006.
  8. ^ See Kirk-Othmer in general references
  9. ^ “Hominy without Lye”. National Center for Home Food Preservation.
  10. ^ “Belle Gunness”. Bản gốc lưu trữ ngày 27 tháng 1 năm 2011. Truy cập ngày 3 tháng 7 năm 2010.

Đọc thêmSửa đổi

  1. N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, ấn bản lần thứ 2, Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997.
  2. Heaton A. (1996) An Introduction to Industrial Chemistry, ấn bản lần thứ 3, New York: Blackie. ISBN 0-7514-0272-9.
  3. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, ấn bản lần thứ 5 (trực tuyến, cần có tài khoản người sử dụng), John Wiley & Sons. Truy cập ngày 21 tháng 11 năm 2005.
  4. Euro Chlor - How is chlorine made? Chlorine Online Lưu trữ 2006-09-23 tại Wayback Machine