Гидроксид калия - описание
Гидроксид натрия, также известный как щелочь или каустическая сода, является едким металлическим основанием. Его химическая формула - NaOH. Образуя сильнощелочной раствор при растворении в растворителе, таком как вода, каустическая сода широко используется во многих отраслях промышленности, в основном в качестве сильной химической основы при производстве целлюлозы и бумаги, текстиля, питьевой воды, мыла и моющих средств и можно в любом магазине бытовой химии. Мировое производство в 1998 году составило около 45 миллионов тонн. Гидроксид натрия также является наиболее распространенным основанием, используемым в химических лабораториях, и широко применяется в качестве средства для очистки стоков.
Общие свойства
Чистый гидроксид натрия представляет собой белое твердое вещество; выпускается в виде гранул, хлопьев, гранул, а также в виде 50-процентного насыщенного раствора. Он деликатен и легко поглощает углекислый газ из воздуха, поэтому его следует хранить в герметичном контейнере. Он хорошо растворим в воде с выделением тепла. Он также растворяется в этаноле и метаноле, хотя его растворимость в этих растворителях ниже, чем у гидроксида калия. Он нерастворим в эфире и других неполярных растворителях. Раствор гидроксида натрия оставляет желтое пятно на ткани и бумаге.
Химические свойства
Гидроксид натрия полностью ионный, содержит ионы натрия и гидроксид-ионы. Гидроксид-ион делает гидроксид натрия сильным основанием, которое реагирует с кислотами с образованием воды и соответствующих солей, например, с соляной кислотой образуется хлорид натрия:
- NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l).
В общем случае такие реакции нейтрализации представлены одним простым уравнением с чистыми ионами:
- OH-(aq) + H+(aq) → H2O
При использовании сильной кислоты в реакциях такого типа выделяется тепло. Такие кислотно-основные реакции также могут использоваться для титрования, и это действительно распространенный способ измерения концентрации кислот.
С этим связана реакция гидроксида натрия с кислотными оксидами. Реакция диоксида углерода уже упоминалась, но другие кислые оксиды, такие как диоксид серы (SO2), также полностью вступают в реакцию. Такие реакции часто используются для "очистки" вредных кислых газов (таких как SO2 и H2S) и предотвращения их выброса в атмосферу.
- 2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
Гидроксид натрия медленно реагирует со стеклом, образуя силикат натрия, поэтому стеклянные соединения и краны, подверженные воздействию NaOH, имеют тенденцию "замерзать". Колбы и химические реакторы со стеклянной футеровкой повреждаются при длительном воздействии горячего гидроксида натрия, и стекло становится матовым. Гидроксид натрия не разрушает железо и медь, но многие другие металлы, такие как алюминий, цинк и титан, быстро разрушаются.
- 2Al(s) + 6NaOH(aq) → 3H2(g) + 2Na3AlO3(aq)
Многие неметаллы также реагируют с гидроксидом натрия, давая соли. Например, фосфор образует гипофосфит натрия, а кремний дает силикат натрия.
В отличие от NaOH, гидроксиды большинства металлов нерастворимы, поэтому гидроксид натрия можно использовать для осаждения гидроксидов металлов. Одним из таких гидроксидов является гидроксид алюминия, используемый в качестве студенистого флока для фильтрации твердых частиц при очистке воды. Гидроксид алюминия получают на очистных сооружениях из сульфата алюминия путем реакции с NaOH:
- 6NaOH(aq) + Al2(SO4)3(aq) → 2Al(OH)3(s) + 3Na2SO4(aq).
Гидроксид натрия легко реагирует с карбоновыми кислотами, образуя их соли, и даже является достаточно сильным основанием для образования солей с фенолами. NaOH также может быть использован для гидролиза сложных эфиров (как при омылении), амидов и алкилгалогенидов. Однако ограниченная растворимость NaOH в органических растворителях означает, что часто предпочтение отдается более растворимому KOH.
