โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NAOH): โครงสร้างคุณสมบัติการใช้การสังเคราะห์ - เคมี - 2026

โซดาไฟเป็นสารอนินทรีที่มีสูตรทางเคมีคือ NaOH และประกอบด้วยฐานหรือโลหะอัลคาไลที่แข็งแกร่ง สารละลาย 5% ในน้ำมีค่า pH ใกล้เคียงกับ 14

เป็นของแข็งสีขาวที่ดูดความชื้นได้ดีซึ่งสามารถดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศเพื่อสร้างโซเดียมคาร์บอเนตได้ โดยทั่วไปแล้วจะมีขวดพลาสติกเป็นยาเม็ดซึ่งไม่สามารถสัมผัสกับอากาศได้นานเกินไปและไม่ควรใช้ spatulas

เม็ดโซเดียมไฮดรอกไซด์ในแก้วนาฬิกา ที่มา: ไม่มีผู้เขียนที่อ่านได้โดยเครื่อง Walkerma สันนิษฐาน (ตามการร้องเรียนการละเมิดลิขสิทธิ์)

โซเดียมไฮดรอกไซด์สามารถสังเคราะห์ได้โดยทำปฏิกิริยาแคลเซียมไฮดรอกไซด์กับโซเดียมคาร์บอเนต อย่างไรก็ตามในปัจจุบันมีการสังเคราะห์โดยการอิเล็กโทรลิซิสของน้ำเกลือและเป็นผลพลอยได้จากการผลิตก๊าซคลอรีน

ด้วยพื้นฐานที่สูงของ NaOH จึงมีประโยชน์และการใช้งานมากมายเช่นการผลิตกระดาษสบู่ผงซักฟอกสีย้อมเป็นต้น นอกจากนี้ยังใช้ในการทำความสะอาดในครัวเรือนการบำบัดน้ำการแปรรูปอลูมิเนียมการผลิตยา ฯลฯ และเหนือสิ่งอื่นใดมันเป็นรูปแบบรองที่ยอดเยี่ยม

โซเดียมไฮดรอกไซด์มีฤทธิ์กัดกร่อนมากสามารถก่อให้เกิดการระคายเคืองและไหม้ที่ผิวหนังและดวงตา การสูดดมฝุ่นอาจทำให้ปอดบวมได้ ในขณะเดียวกันการกลืนกินเข้าไปอาจทำให้เกิดความเสียหายร้ายแรงต่อระบบทางเดินอาหารจนอาจทำให้เสียชีวิตได้

โครงสร้าง

ไม่มีน้ำ

ไอออนของ NaOH ที่มา: Gabriel Bolívar

ภาพบนแสดงไอออนที่ประกอบเป็น NaOH ไอออนบวก Na ⁺แสดงด้วยทรงกลมสีม่วงในขณะที่ไฮดรอกซิแอนไอออน (ไฮดรอกไซด์หรือไฮดรอกซิล) OH ^-โดยทรงกลมสีแดงและสีขาว ทั้ง Na ⁺และ OH ^-ไอออนมีปฏิกิริยาต่อกันผ่านแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิตของประจุตรงกันข้าม

โครงสร้างของโซเดียมไฮดรอกไซด์

ปฏิสัมพันธ์ดังกล่าวไม่มีทิศทางดังนั้นแรงดึงดูดของคู่ Na ⁺ OH ^-ไอออนหนึ่งคู่อาจส่งผลกระทบต่อคู่อื่นในระยะที่กำหนด ผลที่ได้คือไอออนของ Na ⁺จะขับไล่ซึ่งกันและกันในลักษณะเดียวกับ OH ^-ไอออนจนกว่าพวกมันจะกำหนดผลึกของพลังงานขั้นต่ำที่ซึ่งพวกมันสร้างโครงสร้างตามลำดับและเป็นระยะ (ผลึก)

ดังนั้นผลึกออร์โธร์ฮอมบิกของ NaOH ที่ปราศจากน้ำจึงปรากฏขึ้น:

การเป็นตัวแทนของโครงสร้างผลึกของโซเดียมไฮดรอกไซด์ปราศจากน้ำ ที่มา: Quibik ผ่าน Wikipedia

ไอออนยังคงเหนียวแน่นเพียงพอเพื่อให้ผลึก NaOH ที่ปราศจากน้ำละลายที่323ºC (ตราบเท่าที่ไม่มีความชื้นในสิ่งแวดล้อม)

เติมความชุ่มชื่น

ทั้ง Na ⁺และ OH ^-เป็นไอออนที่โมเลกุลของน้ำละลายได้ง่าย (ไฮเดรต) สิ่งนี้ช่วยให้ความชุ่มชื้นอยู่เหนือพลังงานร่างแหของผลึกดังนั้น NaOH จึงปล่อยพลังงานออกมามากเมื่อสัมผัสกับน้ำ

อย่างไรก็ตามผลึกที่ปราศจากน้ำสามารถกักเก็บโมเลกุลของน้ำที่ไม่ละลายน้ำได้ นั่นคือโซเดียมไฮดรอกไซด์สามารถสร้างไฮเดรตได้มากมาย NaOH · nH ₂ O โมเลกุลของน้ำสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนกับ OH ^- (HOH-OH ^- ) หรือประสานกับ Na ⁺ (Na ⁺ - OH ₂ )

ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนโมลาร์ระหว่าง NaOH และ H ₂ O อาจเกิด monohydrates (NaOH · H ₂ O), dihydrates (NaOH · 2H ₂ O), trihemidrates (NaOH · 3.5H ₂ O), tetrahydrates (NaOH · 4H ₂ O) , heptahydrates (NaOH · 7H ₂ O) และอื่น ๆ

ไฮเดรตแต่ละชนิดสามารถตกผลึกจากสารละลาย NaOH ที่เป็นน้ำโดยมีเปอร์เซ็นต์มวลต่างกันและที่อุณหภูมิต่างกัน ดังนั้น NaOH จึงแสดงแผนภาพความสามารถในการละลายน้ำที่ซับซ้อน

โดยทั่วไปแล้วผลึกของไฮเดรตมีความหนาแน่นน้อยกว่าและมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่า นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าโมเลกุลของน้ำ "ขัดขวาง" ปฏิสัมพันธ์ระหว่าง Na ⁺และ OH ^-เพิ่มแรงไดโพล - ไดโพลที่จุดดึงดูดไอออนิก

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

ชื่อ

ชื่อที่ต้องการของ IUPAC: โซเดียมไฮดรอกไซด์ ชื่ออื่น ๆ : โซดาไฟแอสคาไรต์ (พบน้อยกว่า)

มวลโมลาร์

39.9971 ก. / โมล

การปรากฏ

ของแข็งหรือผลึกสีขาวเซรุ่มหรือทึบแสง

จุดหลอมเหลว

323 องศาเซลเซียส

จุดเดือด

1,388 ºC

ความสามารถในการละลายน้ำ

1,000 g / L ที่อุณหภูมิ 25 ° C นี่แสดงให้เห็นว่ามันละลายในน้ำได้มากแค่ไหน

สารละลายที่เป็นน้ำมีความหนืดโดยมีค่าความหนืดประมาณแปดสิบเท่าของน้ำและในตอนแรกจะปล่อยความร้อนออกมามาก หากคุณสัมผัสกับสิ่งเหล่านี้จะทำให้ผิวหนังลื่นเนื่องจากการดูดซับกรดไขมันในผิวหนัง

พื้นฐาน (pKb)

- 0.56

พีเอช

สารละลาย 5% w / w ในน้ำมี pH ใกล้เคียงกับ 14

ดัชนีหักเห (nD)

ที่ความยาวคลื่น 580.4 นาโนเมตร: 1,433 ที่ 320 ° C และ 1,421 ที่ 420 ° C

ความมั่นคง

ภาชนะที่บรรจุต้องปิดสนิทเพื่อป้องกันการก่อตัวของโซเดียมคาร์บอเนต เพราะนี่คือการดูดความชื้นสูงซึ่งนำไปสู่การมันจะดูดซับความชื้นจากสภาพแวดล้อมและ CO ของมัน₂เนื้อหา

การจำแนก

เมื่อได้รับความร้อนจนสลายตัวจะปล่อยควันโซเดียมออกไซด์

จุดติดไฟอัตโนมัติ

ไม่ติดไฟ

ความเหนียว

4.0 cPoise ที่ 350 ° C

ความร้อนของการกลายเป็นไอ

175 kJ / mol ที่ 1,388 ºC

แรงตึงผิว

74.35 dynes / cm ในสารละลายที่ 2.72% w / w ในน้ำที่ 18 ° C

การเกิดปฏิกิริยา

ด้วยกรด

ทำปฏิกิริยากับกรดแร่อินทรีย์และอนินทรีย์ทำให้เกิดน้ำและเกลือที่สอดคล้องกัน ในกรณีของกรดซัลฟิวริกปฏิกิริยาจะคายความร้อน

2 NaOH + H ₂ SO ₄ => นา₂ SO ₄ + 2 H ₂ O

ด้วยกรดออกไซด์

ทำปฏิกิริยากับซัลเฟอร์ไดออกไซด์เช่นให้เกลือซัลไฟต์และน้ำ:

2 NaOH + SO ₂ => นา₂ SO ₃ + H ₂ O

ด้วยโลหะ

สารละลายในน้ำทำปฏิกิริยากับโลหะบางชนิดเพื่อผลิตเกลือโซเดียมที่ซับซ้อน ตัวอย่างเช่นปฏิกิริยากับสังกะสีทำให้เกิดโซเดียมซิงก์:

Zn + 2 NaOH + 2 H ₂ O => นา₂ + H ₂

สังเคราะห์

โซเดียมไฮดรอกไซด์ถูกสังเคราะห์โดยส่วนใหญ่โดยใช้สองวิธีคือการใช้โซเดียมคาร์บอเนตที่ใช้ในตอนแรกและการอิเล็กโทรไลซิสของโซเดียมคลอไรด์ซึ่งปัจจุบันมีการใช้ในอุตสาหกรรมมากขึ้น

ปฏิกิริยาของโซเดียมคาร์บอเนตและแคลเซียมไฮดรอกไซด์

โซเดียมคาร์บอเนตทำปฏิกิริยากับแคลเซียมไฮดรอกไซด์ในกระบวนการที่เรียกว่าการกัดกร่อน:

Ca (OH) ₂ + Na ₂ CO ₃ => CaCO ₃ + NaOH

แคลเซียมคาร์บอเนตตกตะกอนทิ้งโซเดียมไฮดรอกไซด์ไว้ในส่วนเหนือตะกอนซึ่งเข้มข้นโดยการระเหย

โซเดียมคาร์บอเนตมาจากกระบวนการ Solvay ก่อนหน้านี้:

2 NaCl + CaCO ₃ => Na ₂ CO ₃ + CaCl ₂

อิเล็กโทรลิซิสของโซเดียมคลอไรด์

อิเล็กโทรลิซิสของโซเดียมคลอไรด์ที่มีอยู่ในน้ำเกลือทำให้เกิดก๊าซไฮโดรเจนก๊าซคลอไรด์และโซเดียมไฮดรอกไซด์ในสารละลาย:

2 Nacl + 2 H ₂ O => H ₂ + Cl ₂ + 2 NaOH

ห้องอิเล็กโทรไลต์ประกอบด้วยช่องที่มีขั้วบวก (+) ซึ่งทำจากโลหะไททาเนียมและที่วางน้ำเกลือ ช่องนี้แยกออกจากช่องแคโทด (-) ด้วยเมมเบรนที่มีรูพรุน

ปฏิกิริยาต่อไปนี้เกิดขึ้นที่ขั้วบวก:

2 Cl ^- => Cl ₂ + 2 e ^- (ออกซิเดชัน)

ในขณะเดียวกันปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นในแคโทด:

2 H ₂ O + 2 e ^- => H ₂ + OH ^- (ลด)

โซเดียม (Na ⁺ ) แพร่กระจายจากช่องขั้วบวกไปยังช่องแคโทดผ่านเมมเบรนที่แยกออกจากกันกลายเป็นโซเดียมไฮดรอกไซด์

การประยุกต์ใช้งาน

ผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด

โซเดียมไฮดรอกไซด์ใช้ทำสบู่และผงซักฟอกที่ใช้ในบ้านและในธุรกิจ การรวมกันของโซเดียมไฮดรอกไซด์และคลอรีนจะทำให้เกิดสารฟอกขาวคลอรีนซึ่งใช้ในการซักผ้าขาว

นอกจากนี้ยังช่วยกำจัดการสะสมของไขมันในท่อระบายน้ำทำให้การกำจัดออกโดยการเปลี่ยนเป็นสบู่ผ่านกระบวนการ saponification สิ่งนี้ช่วยให้สามารถกำจัดท่อประปาที่อุดตันออกจากบ้านและอาคารอื่น ๆ

ผลิตภัณฑ์ยาและยา

โซเดียมไฮดรอกไซด์ใช้ในการทำยาบรรเทาอาการปวดทั่วไปเช่นแอสไพริน นอกจากนี้ยาที่มีฤทธิ์ต้านการแข็งตัวของเลือดที่ขัดขวางการก่อตัวของลิ่มเลือดและยาเพื่อลดไขมันในเลือดสูง

กระบวนการพลังงาน

โซเดียมไฮดรอกไซด์ใช้ในการผลิตเซลล์เชื้อเพลิงที่ทำหน้าที่เหมือนแบตเตอรี่เพื่อผลิตไฟฟ้าสำหรับการใช้งานที่หลากหลายรวมถึงการขนส่ง เรซินอีพ็อกซี่ที่ผลิตด้วยการแทรกแซงของโซเดียมไฮดรอกไซด์ถูกใช้ในกังหันลม

การบำบัดน้ำ

โซเดียมไฮดรอกไซด์ใช้เพื่อทำให้ความเป็นกรดของน้ำเป็นกลางและช่วยในการกำจัดโลหะหนักออกจากมัน นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการผลิตโซเดียมไฮโปคลอไรต์ซึ่งเป็นสารฆ่าเชื้อโรคในน้ำ

โซเดียมไฮดรอกไซด์ทำปฏิกิริยากับอลูมิเนียมซัลเฟตเพื่อสร้างอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ซึ่งเป็นสารตกตะกอนที่ใช้ในโรงบำบัดน้ำเพื่อเพิ่มการตกตะกอนของอนุภาคทำให้เกิดความกระจ่าง

การทำกระดาษ

โซเดียมไฮดรอกไซด์ใช้กับโซเดียมซัลไฟด์ในการบำบัดไม้เพื่อให้ได้เซลลูโลสในรูปแบบที่เกือบบริสุทธิ์ซึ่งเป็นพื้นฐานของกระดาษ นอกจากนี้ยังใช้ในการรีไซเคิลกระดาษเนื่องจากการช่วยแยกหมึกทำให้สามารถนำกลับมาใช้ได้อีกครั้ง

อุตสาหกรรมการผลิต

โซเดียมไฮดรอกไซด์ใช้ในการผลิตเรยอนสแปนเด็กซ์วัตถุระเบิดเรซินอีพ็อกซี่แก้วและเซรามิก ใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอเพื่อทำสีย้อมและแปรรูปผ้าฝ้าย

ในโรงบำบัดอ้อยโซเดียมไฮดรอกไซด์อุณหภูมิต่ำใช้สำหรับการผลิตเอทานอลจากชานอ้อย

ความเสี่ยง

โซเดียมไฮดรอกไซด์เป็นสารประกอบที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงดังนั้นจึงอาจทำให้เกิดแผลไหม้แผลพุพองหรือแม้แต่แผลเป็นถาวร

เมื่อเข้าตาอาจทำให้เกิดแผลไหม้อย่างรุนแรงบวมปวดตาพร่ามัวและในกรณีที่รุนแรงอาจทำให้ตาบอดถาวรได้

การกลืนโซเดียมไฮดรอกไซด์อาจทำให้เกิดแผลไหม้ที่ริมฝีปากลิ้นลำคอหลอดอาหารและกระเพาะอาหาร อาการทั่วไป ได้แก่ คลื่นไส้อาเจียนปวดท้องและท้องร่วง

แม้ว่าการสูดดมโซเดียมไฮดรอกไซด์จะหายากและสามารถเกิดขึ้นได้จากการมีฝุ่นของสารประกอบในอากาศหรือจากการก่อตัวของหมอกที่มีอยู่ แต่ก็ก่อให้เกิดการระคายเคืองในปอด

ในกรณีที่ได้รับสารเรื้อรังอาจทำให้เกิดอาการบวมน้ำที่ปอดและหายใจถี่อย่างรุนแรงซึ่งเป็นเหตุฉุกเฉินทางการแพทย์

อ้างอิง

1. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
2. วิกิพีเดีย (2019) โซเดียมไฮดรอกไซด์. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
3. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (2019) โซเดียมไฮดรอกไซด์. ฐานข้อมูล PubChem CID = 14798 สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. องค์ประกอบอเมริกัน (2019) สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ ดึงมาจาก: americanelements.com
5. ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับความปลอดภัยของสารเคมี (2019) โซเดียมไฮดรอกไซด์. ดึงมาจาก: chemicalafetyfacts.org
6. NJ สุขภาพ (2015) โซเดียมไฮดรอกไซด์. . กู้คืนจาก: nj.gov
7. ศูนย์อาชีวอนามัยและความปลอดภัยของแคนาดา (2019) OSH Answers Fact Sheets: โซเดียมไฮดรอกไซด์ ดึงมาจาก: ccohs.ca
8. Ausetute (เอสเอฟ) การผลิตโซเดียมไฮดรอกไซด์และคลอรีนด้วยกระแสไฟฟ้า กู้คืนจาก: ausetute.com.au