NaOH là gì? Tên gọi là gì? Đặc điểm ra sao? Có ứng dụng gì đối với đời sống con người? Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu thêm về đặc điểm, tính chất và các ứng dụng của NaOH.
NaOH là viết tắt của Sodium Hydroxide trong tiếng Anh. Trong tiếng Việt còn gọi là Hidroxit Natri hay là Xút – Xút ăn da – Kiềm ăn da – Kiềm NaOH và là một hợp chất vô cơ của natri. Đây là một loại chất kiềm [base] mạnh và được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau. Bao gồm sản xuất xà phòng, sản xuất giấy, làm sạch và xử lý nước.
Tính chất vật lý của NaOH
- Natri Hidroxit có công thức là: NaOH
- Đây là một chất rắn màu trắng, có cấu trúc tinh thể đa diện hoặc ở dạng dung dịch bão hòa 50%
- Khả năng hút ẩm mạnh, dễ chảy, không mùi
- Dung dịch hidroxit natri có tính nhờn, dễ làm bục vải, giấy và ăn mòn da.
- Khối lượng phân tử là 39,997 g/mol
- Mật độ khoảng 2,13 g/cm³ và nhiễm điện mạnh trong nước
- Có thể tan hoàn toàn trong nước với sự giải phóng nhiệt
- Độ pH = 13.5
- Nhiệt độ nóng chảy của NaOH là 318 độ C
- Nhiệt độ sôi là khoảng 1390 độ C.
Khi NaOH hấp thụ độ ẩm trong không khí, nó sẽ hút nước và dần chuyển từ dạng rắn sang dạng lỏng. NaOH cũng là một chất ăn mòn mạnh. Nó có thể gây cháy nếu tiếp xúc với các chất hữu cơ hoặc chất bốc hơi. Do đó cần phải được sử dụng với cẩn thận và đúng cách để đảm bảo an toàn.
Tính chất hóa học của NaOH
- Là một base mạnh: Khiến dung dịch phenolphthalein hóa hồng và làm quỳ tím hóa xanh
- Tác dụng với hợp chất lưỡng tính NaOH + H2O ⇌ Na+ + OH- + H2O
- Tác dụng với một số kim loại mà oxit, hidroxit của chúng có tính lưỡng tính [Al, Zn…]
- NaOH + Al[OH]3 → Na[Al[OH]4]
- 2NaOH + ZnO → Na2ZnO2 + H2O
- Phản ứng với muối tạo thành base mới và muối mới NaOH + NH4Cl → NH3 + NaCl + H2O
- Phản ứng với các axit hữu cơ tạo thành muối của nó và thủy phân este, peptit
- NaOH + CH3COOH → CH3COONa + H2O
- NaOH + CH3COOC2H5 → C2H5OH + CH3COONa
- Phản ứng với oxit axit NaOH + CO2 → NaHCO3
- Phản ứng với các axit tạo thành muối và nước NaOH + HCl → NaCl + H2O
2 cách điều chế NaOH cơ bản nhất
Cách 1: Phương pháp điều chế NaOH bằng hợp chất kiềm thủy tinh
Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu
- Muối natri clorua [NaCl]: Chính là nguyên liệu chính để sản xuất xút ăn da.
- Nước [H2O]: Dùng để tạo thành dung dịch muối natri clorua.
Bước 2: Trộn và khan hiếm nước
- Muối natri clorua và nước được trộn lại để tạo thành một dung dịch đặc.
- Dung dịch đặc này sau đó được khan hiếm nước.
Bước 3: Tách ly xút ăn da [NaOH]
- Trong quá trình khan hiếm nước, xút ăn da [NaOH] sẽ tách ly và kết tinh riêng biệt, tách khỏi dung dịch muối natri clorua.
- Xút ăn da [NaOH] được thu thập dưới dạng hạt tinh thể.
Bước 4: Tái sử dụng nước
- Nước dư thừa sau quá trình tách ly xút ăn da [NaOH] có thể được thu thập và tái sử dụng trong quá trình sản xuất tiếp theo.
Phương pháp này được sử dụng trong quy mô công nghiệp để sản xuất xút ăn da [NaOH]. Nó cho phép tạo ra xút ăn da với độ tinh khiết cao và hiệu suất sản xuất lớn.
Cách 2: Phương pháp điều chế NaOH dựa trên phản ứng điện phân dung dịch NaCl bão hòa [nước muối]
Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu
- Muối natri clorua [NaCl]: Nguyên liệu chính, thường được lấy từ muối biển hoặc mỏ muối.
Bước 2: Điện phân dung dịch NaCl bão hòa
- Dung dịch NaCl bão hòa [nước muối] được đổ vào hệ thống điện phân.
- Trong hệ thống điện giải, có hai điện cực: một là cực âm [ánh xạ] và một là cực dương [cầnxi].
- Khi điện áp được áp dụng qua hai điện cực, quá trình điện phân xảy ra. Ở cực dương, các ion natri [Na+] chuyển thành nguyên tử natri [Na], và ở cực âm, các ion clorua [Cl-] chuyển thành khí clo [Cl2].
- Tại cực dương [cầnxi], nước phân ly thành ion hydroxyl [OH-] và khí hydro [H2]. Phản ứng này gọi là phản ứng khử nước [water reduction]:
2H2O[l] → 2OH-[aq] + H2[g]
- Các ion hidroxit [OH-] sau đó tác động vào cực âm [ánh xạ] để tạo thành hidroxit natri [NaOH]. Phản ứng này gọi là phản ứng oxi hóa:
2OH-[aq] → H2O[l] + O2[g] + 2e-
2Na+[aq] + 2e- → 2Na[s]
Bước 3: Thu thập sản phẩm
- Sản phẩm chính của quá trình điện phân là hidroxit natri [NaOH] và khí hydro [H2] từ cực dương, cũng như khí clo [Cl2] từ cực âm.
- Hidroxit natri [NaOH] được thu thập từ dung dịch.
Phương pháp dựa trên phản ứng điện phân dung dịch NaCl bão hòa là một phương pháp truyền thống khác để sản xuất xút ăn da [NaOH] trong quy mô công nghiệp. Tuy nhiên, phương pháp này thường ít được sử dụng hơn so với phương pháp hợp chất kiềm thủy tinh [Castner-Kellner] do tốn kém và khó kiểm soát quá trình điện phân dung dịch muối natri clorua bão hòa.
Ứng dụng của NaOH trong đời sống
NaOH có nhiều ứng dụng khác nhau trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm:
- Sản xuất xà phòng: NaOH được sử dụng để sản xuất xà phòng từ các dầu thực vật và động vật.
- Sản xuất giấy: NaOH được sử dụng để tách chất lignin từ cellulose trong quá trình sản xuất giấy.
- Xử lý nước: NaOH được sử dụng để điều chỉnh độ pH trong quá trình xử lý nước và nước thải.
- Sản xuất hóa chất: NaOH được sử dụng làm chất xúc tác trong quá trình sản xuất nhiều hóa chất khác nhau.
- Sản xuất kim loại: NaOH được sử dụng để tách kim loại từ khoáng sản và tạo ra các hợp kim – kim loại.
- Sản xuất thực phẩm: NaOH được sử dụng trong quá trình sản xuất thực phẩm như là một chất làm tăng độ kiềm.
- Sản xuất thuốc nhuộm: NaOH được sử dụng trong quá trình sản xuất thuốc nhuộm để tách chất màu từ các thực vật.
- Làm chất tẩy rửa: NaOH được sử dụng làm chất tẩy rửa để làm sạch các bề mặt, đồ dùng và các thiết bị khác.
Tuy nhiên, NaOH là một chất ăn mòn mạnh và có khả năng gây cháy. Do đó cần được sử dụng với cẩn thận và đúng cách để đảm bảo an toàn.
Những lưu ý khi sử dụng NaOH
Khi sử dụng NaOH [hidroxit natri], cần lưu ý các điểm sau đây để đảm bảo an toàn cho sức khỏe và tránh những tai nạn không đáng có: