Натријум-хидроксид

Натријум-хидроксид, такође познат као лужина и каустична сода,^[3][4] је неорганско једињење хемијске формуле . То је бело чврсто јонско једињење које се састоји од натријумских катјона Na+
и хидроксидних анјона OH−
.

Натријум-хидроксид

Називи
Преферисани IUPAC назив Натријум-хидроксид[1]
Системски IUPAC назив Наријум оксиданид[2]
Други називи Каустична сода Лужина[3][4] Аскарит Бели каустик Натријум хидрат[1]
Идентификација
број	1310-73-2 Y
3Д модел ()	интерактивна слика
	CHEBI:32145 Y
	14114 Y
	100.013.805
број	215-185-5
Е-бројеви	E524 (регулатор киселости, ...)
Гмелин Референца	68430
KEGG[5]	D01169 Y
MeSH	Sodium+Hydroxide
[6][7] енгл. -{Compound ID}- — ID једињења</span>"}]]}'>	14798
	WB4900000
UNII	55X04QC32I Y
UN број	1824, 1823
InChI=1S/Na.H2O/h;1H2/q+1;/p-1 Y Кључ: HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Y InChI=1/Na.H2O/h;1H2/q+1;/p-1 Кључ: HEMHJVSKTPXQMS-REWHXWOFAM
Својства
Хемијска формула	NaOH
Моларна маса
Агрегатно стање	бели, воскасти, непрозирни кристали
Мирис	безмирисан
Густина
Тачка топљења	318 °C (604 °F; 591 K)
Тачка кључања	1.388 °C (2.530 °F; 1.661 K)
Растворљивост у води	418 (0  °C) 1110 (20  °C) 3370 (100  °C)
Растворљивост	растворан у глицеролу незнатно у амонијаку нерастворан у етру слабо растворан у пропилен гликолу
Растворљивост у метанол	238
Растворљивост у етанол	<<139
Напон паре	<2,4 (на 20  °C)
Базност (pKb)	-0,56 ()[8]
Магнетна сусцептибилност	−16,0·10−6
Индекс рефракције ()	1,3576
Термохемија
Специфични топлотни капацитет,	59,66
Стандардна моларна ентропија (So298)	64 [9]
Стандардна енталпија стварања (ΔfHo298)	−427 −1[9]
Гибсова слободна енергија (Δ˚)	-380,7
Опасности
Безбедност приликом руковања	External MSDS
ГХС пиктограми опасности
ГХС сигналне речи	Опасност
ГХС извештаји опасности	H290, H314
ГХС изјаве предострожности	P280, P305+351+338, P310
NFPA 704	0 3 1
Смртоносна доза или концентрација ():
50 (средња доза)	40 (миш, интраперитонеално)[10]
(најнижа објављена)	500 (зец, орално)[11]
Границе изложености здравља у САД ():
(дозвољено)	3[12]
(препоручено)	3[12]
(тренутна опасност)	10 3[12]
Сродна једињења
Други анјони	Натријум хидросулфид
Други катјони	Цезијум хидроксид Литијум хидроксид Калијум-хидроксид Рубидијум хидроксид
Уколико није другачије напоменуто, подаци се односе на стандардно стање материјала (на 25°C [77°F], 100 kPa).
Y верификуј (шта је YН ?)
Референце инфокутије

Натријум хидроксид је високо каустична база и алкалија која разлаже протеине на собној температури и може да узрокује озбиљне хемијске опекотине. Он је веома растворан у води, и са лакоћом апсорбује влагу и угљен-диоксид из ваздуха. Он формира серију хидрата H
2O.^[13] Монохидрат ·H
2O се кристалише из водених раствора између 12,3 и 61,8  °C. Продајно доступни натријум хидроксид је обично заправо монохидрат, и објављени подаци се могу односити на њега, уместо на анхидратно једињење. Као један од најједноставнијих хидроксида, он се обично користи заједно са неутралном водом и киселом хлороводоничном киселином за демонстрирање скале студентима хемије.^[14]

Натријум хидроксид се користи у многим индустријама: у производњи пулпе и папира, текстила, воде за пиће, сапуна и детерџената, и као средство за чишћење сливника. Светска продукција 2004. године је била приближно 60 милиона тона, док је потражња била 51 милион тона.^[15]

Добијање

Као хемикалија која се веома употребљава у индустрији, производи се у великим количинама. Може се добити на више начина:

1. дејством натријума на воду;
2. дејством кречног млека на раствор натријум-карбоната;
3. електролизом раствора натријум-хлорида.^[16]

Добијање дејством натријума на воду

За разлику од друге две, ова метода нема широку примену у индустрији, већ служи за лабораторијско добијање натријум-хидроксида и то у малим количинама. Овако добијен натријум-хидроксид је веома чист.^[16]

Добијање дејством калцијум-хидроксида

Када се кува смеша натријум-карбоната и калцијум-хидроксида, добија се растворени натријум-хидроксид, док се калцијум-карбонат таложи:

${\displaystyle \mathrm {Na_{2}CO_{3}+Ca(OH)_{2}\longrightarrow 2\;NaOH+CaCO_{3}} }$

Овај процес се назива каустификација.^[16]

Добијање електролизом

Овај процес је најзаступљенији. Приликом електролизе кухињске соли дешавају се хемијске реакције које се могу приказати хемијским једначинама:^[16]

${\displaystyle \mathrm {NaCl\longrightarrow 2\;Na^{*}+Cl^{*}} }$

${\displaystyle \mathrm {2Na+2H_{2}O\longrightarrow 2\;NaOH+H_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {Cl^{*}+Cl^{*}\longrightarrow \;Cl_{2}} }$

Особине

Физичка својства

То је бела кристална супстанца која брзо апсорбује влагу и угљен-диоксид из ваздуха. У води се лако раствара уз издвајање знатне количине топлоте,^[17] али се слабо раствара у алкохолу.^[18]

Хидрати

Натријум хидроксид може да формира неколико хидрата H
2O, што доводи до комплексног дијаграма растворљивости, који је детаљно описао С. У. Пикеринг 1893. године.^[19] Познати хидрати и приближни опсези температура и концентрација (масених процената ) њихових засићених водених раствора су:^[13]

• Хептахидрат, ·7H
  2O: од −28  °C (18,8%) до −24  °C (22,2%).^[19]
• Пентахидрат, ·5H
  2O: од −24  °C (22,2%) до −17,7 (24,8%).^[19]
• Тетрахидрат, ·4H
  2O, α форма: од −17,7 (24,8%) до +5,4  °C (32,5%).^[19][20]
• Тетрахидрат, ·4H
  2O, β форма: метастабилна.^[19][20]
• Трихемихидрат, ·3,5H
  2O: од +5,4  °C (32,5%) до +15,38  °C (38,8%) и затим до +5,0  °C (45,7%).^[19][13]
• Трихидрат, ·3H
  2O: метастабилан.^[19]
• Дихидрат, ·2H
  2O: од +5,0  °C (45,7%) до +12,3  °C (51%).^[19][13]
• Монохидрат, ·H
  2O: од +12,3  °C (51%) до 65,10  °C (69%) затим до 62,63  °C (73,1%).^[19][21]

Рани извештаји су садржали референце о хидратима са = 0,5 или = 2/3, док каснија пажљива истраживања нису успела до потврде његово постојање.^[21]

Једини хидрати са стабилним тачкама топљења су ·H
2O (65,10  °C) и ·3,5H
2O (15,38  °C). Други хидрати, изузев метастабилних ·3H
2O и 4H
2O (β) се могу кристалисати из раствора одговарајућег састава, као што је наведено горе. Међутим, раствори се могу лако суперохладити за много степени, што омогућава формирање хидрата (укључујући метастабилне) из раствора са различитим концентрацијама.^[13][21] На пример, кад се раствор и воде са 1:2 молским односом (52,6% по маси) охлади, монохидрат нормално почиње да се кристалише (на око 22  °C) пре дихидрата. Међутим, раствор се може лако суперохладити до -15  °C, након чега се може брзо кристалисати као дихидрат. При загревању, чврсти дихидрат се може директно отопити у раствор на 13,35  °C; међутим, кад једном температуре премаши 12,58  °C он се обично разлаже у чврсти монохидрат и течни раствор. Чак и = 3,5 хидрат је тешко кристалисати, јер се раствор суперохлади у тој мери да други хидрати постају стабилнији.^[13]

Раствор у топлој води који садржи 73,1% (масено) је еутектички, те очвршћава на око 62,63  °C као једна интиматна мешавина анхидрованих и монохидратних кристала.^[22][21] Друга стабилна еутектичка композиција је 45,4% (масених) , која очвршћава на око 4,9  °C у смешу кристала дихирата и 3,5-хидрата.^[13] Трећа стабилна еутектичка композиција има 18,4% (масених) . Она се очвршћава на око −28,7  °C као смеша воденог леда и хептахидрата ·7H
2O.^[19][23] Кад се раствори са мање од 18,4% хладе, водени лед се прво кристалише, остављајући у раствору.^[19]

α форма тетрахидрата има густину од 1,33 ³. Она се конгруентно топи на 7,55  °C у течност са 35,7% која има густину 1,392 ³, и стога плива плива на њој као лед на води. Међутим, на око 4,9  °C он се може уместо тога инконгурентно отопити у смешу чврстог ·3.5H
2O и течног раствора.^[20] β форма тетрахидрата је метастабилна, и често се спонтано трансформише у α форму кад се охлади испод −20  °C.^[20] Кад је једном иницирана, егзотермна трансформација се комплетира за неколико минута, уз повећање од 6,5% у запремини течности. β форма се може кристалисати из суперохлађених раствора на −26  °C, и делимично отопити на −1,83  °C.^[20]

Продајни натријум хидроксид је обично монохидрат (густина 1,829 ³). Физички подаци у техничкој литератури се могу односити на ову форму, уместо на анхидратно једињење.

Хемијска својства

Водени раствор је љигав, корозиван и натријум-хидроксид је у том раствору веома дисосован што је све својство јаке алкалије. У складу са тим, мења боју лакмуса у плаво, као што мења боје и других индикатора, а са киселинама реагује градећи соли. Такође реагује и са растворима металних соли, изузев соли алкалних метала, градећи соли натријума, на пример:

${\displaystyle \mathrm {FeCl_{3}+3NaOH\longrightarrow \;Fe(OH)_{3}+3NaCl} }$

Са тим да се у реакцији са амон-солима ослобађа амонијак (гас), вероватно због непостојаности амон-хидроксида.^[16] Уколико се раствор држи у стојници са брушеним стакленим затварачем, после неког времена неће бити могуће отворити ту стојницу јер супстанца лако везује угљен-диоксид из ваздуха и прави кристале на затварачу. Да би се таква ситуација спречила, користе се гумени затварачи, чија је флексибилност боља.

Растопљени натријум-хидроксид делује на метале, са тим да на никл и сребро слабо делује. На пример:

${\displaystyle \mathrm {2NaOH+Zn\longrightarrow \;Na_{2}ZnO_{2}+H_{2}} }$

Делује и на неметале:

${\displaystyle \mathrm {3NaOH+4P+3H_{2}O\longrightarrow \;PH_{3}+3NaH_{2}PO_{2}} }$

Лако делује и на стакло и порцелан, чак и његов водени раствор.^[16]

Употреба

Има вишеструку употребу: за бељење и бојење, при рафинацији уља, у производњи сапуна, хартије, боја (ализарина на пример) и вештачке свиле, за пречишћавање боксита, а у облику натрон-креча употребљава се у квантитативној анализи за апсорпцију угљен-диоксида.^[16] Користи се у комбинацији са другим хемикалијама за скидање фото-лака при кућној изради штампаних плоча у електроници, након што је плоча била подвргнута UV осветљавању.^[24]