Гидроксид натрия

Характеристики и физические свойства гидроксида натрия

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Гидроксид натрия образует твердые белые, очень гигроскопичные кристаллы, плавящиеся при 322^oС.

Ввиду сильного разъедающего действия на ткани, кожу, бумагу и другие органические вещества он называется едким натром. В технике гидроксид натрия часто называют каустической содой.

В воде гидроксид натрия растворяется с выделением большого количества теплоты вследствие образования гидратов.

Гидроксид натрия следует хранить в хорошо закупоренных сосудах, так как он легко поглощает из воздуха диоксид углерода, постепенно превращаясь в карбонат натрия.

Рис. 1. Гидроксид натрия. Внешний вид.

Получение гидроксида натрия

Основным способом получения гидроксида натрия является электролиз водного раствора хлорида натрия. В ходе электролиза на катоде разряжаются ионы водорода и одновременно вблизи катода накапливаются ионы натрия и гидроксид-ионы, т.е. получается гидроксид натрия; на аноде выделяется хлор.

2NaCl + 2H₂O = H₂↑ + Cl₂↑ + 2NaOH.

Кроме электролитического способа получения гидроксида натрия, иногда еще применяют более старый способ – кипячение раствора соды с гашеной известью:

Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + 2NaOH.

Химические свойства гидроксида натрия

Гидроксид натрия реагирует с кислотами с образованием солей и воды (реакция нейтрализации):

NaOH + HCl = NaCl + H₂O;

2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂O.

Раствор гидроксида натрия изменяет цвет индикаторов, так, например, при добавлении лакмуса, фенолфталеина или метилового оранжевого в раствор этой щелочи их окраска станет синей, малиновой и желтой соответственно.

Гидроксид натрия реагирует с растворами солей (если в их состав входит металл, способный образовать нерастворимое основание) и кислотными оксидами:

Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH = 2Fe(OH)₃↓ + 3Na₂SO₄;

2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O.

Применение гидроксида натрия

Гидроксид натрия – один из важнейших продуктов основной химической промышленности. В больших количествах он потребляется для очистки продуктов переработки нефти; гидроксид натрия широко применяется в мыловаренной, бумажной, текстильной и других отраслях промышленности, а также при производстве искусственного волокна.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Вычислите массу гидроксида натрия, который может прореагировать с концентрированным раствором соляной кислоты объемом 300 мл (массовая доля HCl 34%, плотность 1,168 кг/л).

Решение

Запишем уравнение реакции:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O.

Найдем массу раствора соляной кислоты, а также массу растворенного вещества HCl в нем:

m_solution =V_solution × ρ;

m_solution =0,3 × 1,168 = 0,3504 кг = 350,4г.

ω = m_solute / m_solution × 100%;

m_solute = ω / 100% ×m_solution;

m_solute (HCl) = ω (HCl) / 100% ×m_solution;

m_solute (HCl) = 34 / 100% × 350,4= 11,91 г.

Рассчитаем количество моль соляной кислоты (молярная масса равна 36,5 г/моль):

n = m / M;

n(HCl) = m (HCl) / M (HCl);

n (HCl) = 11,91 / 36,5 = 0,34 моль.

Согласно уравнению реакции n (HCl) :n (NaOH) =1: 1. Значит,

n(NaOH) = n(HCl) = 0,34моль.

Тогда масса гидроксида натрия, вступившего в реакцию будет равна (молярная масса – 40 г/моль):

m = n × M;

m (NaOH) = n (NaOH)× M (NaOH);

m (NaOH) = 0,34× 40 = 13,6г.

Ответ

Масса гидроксида натрия равна 13,6 г.

ПРИМЕР 2

Задание

Вычислите массу карбоната натрия, который потребуется для получения гидроксида натрия по реакции взаимодействия с гидроксидом кальция массой 3,5 г.

Решение

Запишем уравнение реакции взаимодействия карбоната натрия с гидроксидом кальция с образованием гидроксида натрия:

Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + 2NaOH.

Рассчитаем количество вещества гидроксида кальция (молярная масса – 74 г/моль):

n = m / M;

n(Ca(OH)₂) = m (Ca(OH)₂) / M (Ca(OH)₂);

n (Ca(OH)₂) = 3,5 / 74 = 0,05моль.

Согласно уравнению реакции n(Ca(OH)₂) :n(Na₂CO₃) = 1:1 . Тогда количество моль карбоната натрия будет равно:

n (Na₂CO₃) = n (Ca(OH)₂) = 0,05моль.

Найдем массу карбоната натрия (молярная масса – 106 г/моль):

m = n × M;

m (Na₂CO₃) = n (Na₂CO₃) × M (Na₂CO₃);

m (Na₂CO₃) = 0,05 × 106 = 5,3г.