Natri hiđroxit

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Natri hydroxit
SodiumHydroxide.jpg
Sodium-hydroxide-crystal-3D-vdW.png
Danh pháp IUPAC Sodium hydroxide
Tên khác Xút, xút ăn da
Nhận dạng
Số CAS 1310-73-2
Thuộc tính
Công thức phân tử NaOH
Phân tử gam 39,9971 g/mol
Bề ngoài Tinh thể màu trắng
Khối lượng riêng 2,1 g/cm³, rắn
Điểm nóng chảy 318 °C (591 K)
Điểm sôi 1.390 °C (1.663 K)
Độ hòa tan trong nước 111 g/100 ml (20 °C)
Độ bazơ (pKb) -2.43
Các nguy hiểm
MSDS MSDS ngoài
NFPA 704

NFPA 704.svg

0
3
1
 
Điểm bắt lửa Không bắt lửa.
Các hợp chất liên quan
Hiđroxit kiềm liên quan Liti hiđroxit
Kali hiđroxit
Rubidi hiđroxit
Xezi hiđroxit
Franxi hiđroxit

Natri hiđroxit hay hyđroxit natri (công thức hóa học là NaOH)[1] hay thường được gọi là xút hoặc xút ăn da. Natri hydroxit tạo thành dung dịch kiềm 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 hydroxit cũng được sử dụng chủ yếu trong các phòng thí nghiệm, như làm khô các khí hay thuốc thử.

Natri hydroxit tinh khiết là chất rắn có màu trắng ở dạng viên, vảy hoặc hạt hoặc ở dạng dung dịch bão hòa 50%. Natri hydroxit 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 lý[sửa | sửa mã nguồn]

  • Entanpi hòa tan ΔHo -44,5kJ/mol.
  • Ở trong dung dịch nó tạo thành dạng monohydrat NaOH.H2O ở 12,3 - 61,8 °C với nhiệt độ nóng chảy 65,1 °C và tỷ trọng trong dung dịch là 1,829 g/cm3.

Tính chất hóa học[sửa | sửa mã nguồn]

  • Là một bazơ mạnh: làm quỳ tím hóa xanh, dung dịch phenolphthalein hóa hồng.
  • Phản ứng với các axít 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

Lưu ý: Các phản ứng này áp dụng cho những bazơ tan trong nước.

- Nếu như tỉ lệ về số mol của NaOH so với SO2 nhỏ hơn 1 thì sản phẩm tạo ra là muối axit (muối axit là muối có nguyên tử hidro có tính axit trong phân tử): NaOH + SO2 → NaHSO3

- Nếu tỉ lệ về số mol của NaOH so với SO2 lớn hơn 2 thì sản phẩm tạo ra là muối trung hòa: 2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O

- Còn nếu tỉ lệ về số mol của NaOH so với SO2 là trong khoảng lớn hơn 1 và nhỏ hơn 2 thì cùng lúc xảy ra cả hai phản ứng trên và tạo ra 2 muối là muối trung hòa và muối axit.

Tương tự, các phản ứng sau cũng xảy ra theo tỉ lệ số mol như phản ứng với SO2:

NaOH + CO2 → NaHCO3
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
  • Phản ứng với các axít hữu cơ tạo thành muối của nó và thủy phân este, peptit:
Phản ứng thủy phân este
  • Phản ứng với muối tạo thành bazơ 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 lưỡng tính (Al, Zn...): 2NaOH + 2Al + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑ 2NaOH + Zn → Na2ZnO2 + H2
  • Tác dụng với hợp chất lưỡng tính: NaOH + Al(OH)3 → NaAlO2 + 2H2O 2NaOH + Al2O3 → 2NaAlO2 + H2O

Phương pháp sản xuất[sửa | sửa mã nguồn]

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 anốt), dung dịch natri hyđroxit, và hiđrô nguyên tố (trong buồng catôt)[2][3] 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 + 2 e- → H2 + NaOH

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

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2

Các kiểu buồng điện phân[sửa | sửa mã nguồn]

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

Trong buồng điện phân kiểu thuỷ ngân thì không sử dụng màng hoặc màn chắn mà sử dụng thuỷ 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 anôt chảy qua màng chia tách để đến khoang catôt; vật liệu làm màng chia tách là amian phủ trên catôt có nhiều lỗ [4]..

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 hidroxit. 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 hidroxit sẽ khuếch tán qua màng và tác dụng với clo. Có thể ngăn cản sự khuếch tán của natri hidoxit bằng cách cung cấp thật nhiều natri clorua vào bể điện phân ở nửa có điện cực giải phòng khí clo, natri clorua 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 lí 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 đioxit 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[3][5]

Còn trong buồng điện phân kiểu màng ngăn thì màng chia tách là một màng trao đổi ion [6][7][8].

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ IUPAC RED Book, definition of "hydrate" salt, trang 80–81
  2. ^ “Chlorine Online Diagram of mercury cell process”. Euro Chlor. Truy cập ngày 15 tháng 9 năm 2006. 
  3. ^ a ă “Euro Chlor - How is chlorine made?”. Euro Chlor. Truy cập ngày 15 tháng 9 năm 2006. 
  4. ^ “Chlorine Online Diagram of diaphragm cell process”. Euro Chlor. Truy cập ngày 15 tháng 9 năm 2006. 
  5. ^ “Chlorine Online Diagram of membrane cell process”. Euro Chlor. Truy cập ngày 15 tháng 9 năm 2006. 
  6. ^ See Kirk-Othmer in general references
  7. ^ “Hominy without Lye”. National Center for Home Food Preservation. 
  8. ^ Belle Gunness

Đọc thêm[sửa | sửa mã nguồn]

  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