Estrutura de hidróxido de sódio (NaOH), propriedades, usos, síntese

Ele de hidróxido de sódio É um composto inorgânico cuja fórmula química é NaOH e consiste em uma base de metal ou álcalis muito forte. Uma solução de 5 %na água tem um pH próximo a 14.

É um sólido branco muito higroscópico e também pode absorver dióxido de carbono do ar para formar carbonato de sódio. Vem comercialmente em garrafas plásticas, como pílulas, que não podem ser expostas muito tempo no ar, nem devem ser manipuladas com espátulas.

Pílulas de hidróxido de sódio em um copo de relógio. Fonte: nenhum autor legível por máquina fornecido. Walkerma assumiu (com base em reivindicações de direitos autorais). [Domínio público]

O hidróxido de sódio pode ser sintetizado ao reagir hidróxido de cálcio com carbonato de sódio. Atualmente, é fundamentalmente sintetizado por eletrólise de salmoura e é um produto secundário da produção de cloro a gás.

Dar. Também é usado em limpeza doméstica, tratamento de água, processamento de alumínio, fabricação de medicamentos, etc.; E acima de tudo, é um padrão secundário por excelência.

O hidróxido de sódio é muito corrosivo, sendo capaz de produzir irritação e queimaduras e olhos da pele. Pela inalação de seu pó, pode causar edema pulmonar. Enquanto isso, sua ingestão pode causar ferimentos tão graves no trato digestivo que pode levar à morte.

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Estrutura

Anidro

Íons NaOH. Fonte: Gabriel Bolívar.

A imagem superior mostra os íons que compõem Naoh. O cátion⁺ É representado pela esfera roxa, enquanto o hidroxil ânion (hidróxido ou oxidril) oh^- Para a esfera vermelha e branca. Ambos os íons Na⁺ e oh^- Eles interagem entre si pela atração eletrostática de suas cargas opostas.

Estrutura de hidróxido de sódio

Tais interações não são direcionais, então as atrações de um NA iônico⁺Oh^- pode afetar os outros a uma certa distância. O resultado é que os íons Na⁺ Eles se repelirem, da mesma maneira que o OH^-, até definir um cristal de energia mínimo, onde eles estabelecem uma estrutura ordenada e periódica (cristalina).

Portanto, aparece os cristais ortorrômbicos de Naoh Anhydro (sem água):

Representação da estrutura cristalina do hidróxido de sódio anidro. Fonte: Quibik via Wikipedia.

Os íons permanecem coesos o suficiente para que o cristal de Naoh anidro baseie 323 ºC (desde que não haja umidade no ambiente).

Hidrata

Ambos o Na⁺ Como oh^- São íons que as moléculas de água solvetan (hidrato) facilmente. Isso favorece sua hidratação acima da energia reticular de seus cristais, então o Naoh libera muita energia quando entra em contato com a água.

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No entanto, os cristais anidros podem hospedar moléculas de água sem se dissolver; Ou seja, o hidróxido de sódio pode formar numerosos hidratos, NaOH · NH₂QUALQUER. A molécula de água pode muito bem formar uma ponte de hidrogênio com OH^- (Hoh-oh^-), ou coordenar com o NA⁺ (N / D⁺-Oh₂).

Dependendo da proporção molar entre NaOH e H₂Ou, os monohidratos podem surgir (Naoh · h₂O), di -hidratos (Naoh · 2h₂O), trihemacratos (Naoh · 3.5h₂O), tetra -hidratos (NaOH · 4H₂O), heptahridates (Naoh · 7h₂O) e outros.

Cada um desses hidratos pode se cristalizar a partir de uma solução aquosa de NaOH com diferentes porcentagens de massa e em diferentes temperaturas. Consequentemente, o NaOH exibe um diagrama de solubilidade de água complicado.

Em termos gerais, os cristais de hidratos são menos densos e têm pontos de fusão mais baixos. Isso ocorre porque as moléculas de água "dificultam" as interações entre Na⁺ e oh^-, Adicionando forças dipolares-dipolares em sacrifício de atrações iônicas.

Propriedades físicas e químicas

Nomes

IUPAC Nome preferido: hidróxido de sódio. Outros nomes: Soda Cáustica, Ascarita (menos comum)

Massa molar

39.9971 g/mol

Aparência

Cristais sólidos ou brancos, seros ou opacos.

Ponto de fusão

323 ºC

Ponto de ebulição

1.388 ºC

Solubilidade em água

1.000 g/L a uma temperatura de 25 ºC. Isso demonstra o quanto pode se dissolver na água.

Suas soluções aquosas são viscosas, com um valor de viscosidade quase oitenta vezes maior que o da água, e liberar muito calor no início. Se você tiver contato com eles, eles giram a pele escorregadia, devido à saponificação dos ácidos graxos da pele.

Basticidade (PKB)

- 0,56

ph

Uma solução de 5 % P/P na água tem um pH próximo a 14

Índice de Refração (ND)

A um comprimento de onda de 580,4 nm: 1.433 a 320 ºC e 1.421 a 420 ° C.

Estabilidade

Os recipientes que o contêm devem estar bem fechados para evitar a formação de carbonato de sódio. Isso se deve à sua alta higroscopicidade, o que o leva a absorver a umidade de seu ambiente e seu conteúdo co -₂.

Decomposição

Quando aquecido para decomposição emite uma fumaça de óxido de sódio.

Ponto de auto-direção

Não é inflamável

Gosma

4.0 CPOISE a 350 ºC

Calor de vaporização

175 KJ/mol A 1.388 ºC

Tensão superficial

74,35 Dynas/cm em uma solução de 2,72 % P/P na água a 18 ° C.

Reatividade

Com ácidos

Reage com ácidos minerais orgânicos e inorgânicos, causando água e o sal correspondente. No caso de ácido sulfúrico, a reação é exotérmica.

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2 Naoh+h₂SW₄ => Na₂SW₄  +  2 h₂QUALQUER

Com óxidos ácidos

Reage com dióxido de enxofre, por exemplo, dando um sal de sulfito e água:

2 Naoh +então₂ => Na₂SW₃   +  H₂QUALQUER

Com metais

Suas soluções aquosas reagem com alguns metais para causar sais complexos de sódio. Por exemplo, sua reação com zinco dá origem a um zincato de sódio:

Zn + 2 NaOH + 2 h₂O => na₂[Zn (OH)₄] + H₂

Síntese

O hidróxido de sódio é sintetizado principalmente por dois métodos: o uso de carbonato de sódio, usado inicialmente e eletrólise de cloreto de sódio, atualmente de maior uso industrial.

Reação de carbonato de sódio e hidróxido de cálcio

O carbonato de sódio reage com o hidróxido de cálcio em um processo conhecido como caustificação:

CA (OH)₂  +  N / D₂Co₃   => Caco₃  +  Naoh

O carbonato de cálcio precipita, deixando o hidróxido de sódio no sobrenadante, que é concentrado pela evaporação.

O carbonato de sódio vem anteriormente do processo Solvay:

2 nacl+ caco₃ => Na₂Co₃  +  CACL₂

Eletrólise de cloreto de sódio

A eletrólise de cloreto de sódio, presente na salmoura, produz gás hidrogênio, gás cloreto e hidróxido de sódio em solução aquosa:

2 NaCl+2 h₂O => H₂  +  Cl₂   +  2 Naoh

A câmara eletrolítica consiste em um compartimento onde o ânodo (+), de metal de titânio e local onde a salmoura é colocada. Este compartimento é separado do compartimento do cátodo (-) usando uma membrana porosa.

A reação a seguir ocorre no ânodo:

2 Cl^-  => Cl₂   +  2 e^-  (oxidação)

Enquanto isso, essa reação ocorre no cátodo:

2 h₂O +2 e^-  => H₂    +  Oh^-   (redução)

O sódio (NA⁺) difundir do compartimento do ânodo para o cátodo, através da membrana que os separa, formando hidróxido de sódio.

Formulários

Produtos de limpeza

O hidróxido de sódio é usado para a fabricação de sabonetes e detergentes usados ​​em casa e em atividade comercial. A combinação de hidróxido de sódio e cloro produz alvejante de cloro, usado em lavagem de roupas brancas.

Também elimina o acúmulo de gordura nos drenos, produzindo sua eliminação através de sua conversão em sabonetes através do processo de saponificação. Isso permite a eliminação da obstrução de tubos domésticos e outros edifícios.

Farmacêutico e medicamentos

O hidróxido de sódio é usado na elaboração de analgésicos comuns, como aspirina. Também de drogas com ação anticoagulante que bloqueiam a formação de coágulos sanguíneos e medicamentos para reduzir a hipercolesterolemia.

Processos de energia

O hidróxido de sódio é usado na fabricação de células de combustível que funcionam como baterias para produzir eletricidade para uma variedade de aplicações, incluindo transporte. Resinas epóxi, fabricadas com intervenção de hidróxido de sódio, são usadas em turbinas eólicas.

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Tratamento de água

O hidróxido de sódio é usado para neutralizar a acidez da água e contribuir para a eliminação de metais pesados. Também é usado para produção de hipoclorito de sódio, um desinfetante de água.

O hidróxido de sódio está reagindo com sulfato de alumínio para a formação de hidróxido de alumínio: agente floculante usado em estações de tratamento de água para aumentar a sedimentação de partículas, produzindo seus esclarecimentos.

Fabricação em papel

O hidróxido de sódio é usado com sulfeto de sódio no tratamento da madeira para obter celulose, de uma maneira quase pura, que forma a base do papel. Também é usado na reciclagem do papel, pois, ajudando a separar a tinta, nos permite usá -la novamente.

Manufaturação industrial

O hidróxido de sódio é usado na fabricação de Rayón, spandex, explosivos, resinas epóxi, vidro e cerâmica. É usado na indústria têxtil para corantes e processos de algodão.

Nas estações de tratamento da cana, o hidróxido de sódio de baixa temperatura é usado para produção de bagazo de cana -de -açúcar.

Riscos

O hidróxido de sódio é um composto altamente corrosivo, por isso pode causar contato com a pele, queimaduras, ampolas e até cicatrizes permanentes.

Em contato com os olhos, pode produzir queimaduras graves, inchaço, dor, visão turva e, em casos graves, pode causar cegueira permanente.

A ingestão de hidróxido de sódio pode causar queimaduras nos lábios, língua, garganta, esôfago e estômago. Entre os sintomas usuais, náusea, vômito, cólicas estomacais e diarréia são manifestados.

Embora a inalação de hidróxido de sódio seja rara e só possa ocorrer devido à presença de poeira composta no ar ou pela formação de um orvalho que o contém, ela produz uma irritação nos pulmões.

No caso de uma exposição crônica, isso pode causar edema pulmonar e encurtamento severo da respiração, o que constitui uma emergência médica.

Referências

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