Wat is natriumhydroxide?
Natriumhydroxide is een sterke base met de formule NaOH. In zijn zuivere vorm is het een witte kristallijne vaste stof, maar het lost gemakkelijk op in water en vormt een kleurloze oplossing.
Het komt niet voor in de natuur, maar wordt op grote schaal geproduceerd uit gemakkelijk verkrijgbare grondstoffen. Het wordt veel gebruikt in veel chemische processen.
Vanwege de neiging om chemische brandwonden te veroorzaken bij contact met veel stoffen, wordt het natronloog genoemd.
Het gebruik van natriumhydroxide-oplossing dateert uit de vroege Afro-Oriëntaalse culturen, waar ze op de hoogte waren van de reactie van natriumcarbonaat met gecalcineerd kalksteen (causticisatie van soda).
In Egyptische graven die dateren uit de 3e eeuw voor Christus, zijn albasten vaten gevonden met 3% natriumhydroxide-oplossing in de buurt van de piramide van Cheops.
De eerste schriftelijke verslagen van de productie van natronloog in de vroege jaren na Christus kwamen uit Egypte en India.
Inhoudsopgave
Het bepalen van de fysische en chemische eigenschappen van zuiver natriumhydroxide is een uitdagende taak vanwege de hoge affiniteit voor water.
In de meeste gevallen worden de eigenschappen van onzuiver natriumhydroxide geëxtrapoleerd om de eigenschappen van de zuivere substantie te schatten.
Op dezelfde manier zijn concentratieafhankelijke fysische eigenschappen moeilijk te bepalen bij het bestuderen van waterige oplossingen van natriumhydroxide vanwege hun neiging tot oververzadiging.
1. Fysische eigenschappen van natriumhydroxide
Enkele fysische eigenschappen van vast natriumhydroxide zijn als volgt:
- molaire massa van natriumhydroxide is 40 g/mol
- Uiterlijk: wit, kristallijn
- Dichtheid van natriumhydroxide (vloeistof, 350 °C) = 1,77 g/cm³
- smeltpunt (soda- en watervrij) 322 ± 2 °C
2. Chemische reacties van natriumhydroxide
Natriumhydroxide is een sterke base.
Zuiver natriumhydroxide is sterk hygroscopisch, waardoor het moeilijk is om de fysische en chemische eigenschappen ervan te bepalen. Het lost op in water met de afgifte van warmte en vormt zes verschillende hydraten.
Tijdens het transport en de opslag van natriumhydroxideoplossingen moeten containers worden verwarmd of geïsoleerd, omdat de smeltpunten van sommige hydraten boven 0 °C liggen.
NaOH reageert gemakkelijk met atmosferische koolstofdioxide in aanwezigheid van vocht om natriumcarbonaat te produceren. Op dezelfde manier reageert het met koolstofmonoxide onder druk en in aanwezigheid van vocht om natriumformiaat te produceren.
De hoge affiniteit van natriumhydroxide voor water resulteert in een verlaging van de waterdampdruk, waardoor het een effectief droogmiddel is. Het is matig oplosbaar in methanol en ethanol.
Watervrij natriumhydroxide reageert langzaam met de meeste stoffen, waaronder metalen zoals Fe, Mg, Ca en Cd, die slechts licht worden aangetast bij kamertemperatuur. De corrosiesnelheid neemt echter aanzienlijk toe bij toenemende temperatuur.
Edele metalen zoals nikkel, zilver, goud en platina worden slechts licht aangetast, vooral wanneer ze worden blootgesteld aan oxiderende atmosferen.
Amfotere metalen zoals zink, aluminium, tin en lood worden daarentegen aangetast door verdunde natriumhydroxideoplossing bij kamertemperatuur, terwijl ijzer, roestvrij staal en nikkel relatief resistent zijn.
Natriumhydroxide reageert ook met zowel organische als anorganische zuren om natriumzouten te vormen.
3. Productie van natriumhydroxide
Zie dit artikel voor de productie van natriumhydroxideoplossing.
Zie dit artikel voor de productie van vast (watervrij) natriumhydroxide.
4. Toepassingen van natriumhydroxide (natronloog)
Verdunde waterige oplossingen van natriumhydroxide worden door de meeste consumenten veel gebruikt. Meer dan 56% van de productie wordt gebruikt in de chemische industrie.
Toepassingen in de anorganische chemie omvatten de productie van natriumzouten, pH-regulering en alkalische ertsvertering.
De organische chemische industrie gebruikt natriumhydroxide voor verschillende doeleinden, waaronder de productie van nucleofiele anionische tussenproducten, verethering, verestering, verzepingsreacties, basische katalyse en de productie van vrije organische basen.
Natriumhydroxideoplossing wordt ook gebruikt bij het schrobben van afvalgassen en het neutraliseren van afvalwater.
In de papierindustrie wordt het gebruikt voor het koken van hout om lignine te verwijderen. De textielindustrie gebruikt natriumhydroxideoplossing om viscose en viscosestapelvezels te produceren en mercerisatie wordt gebruikt om het oppervlak van katoen te verbeteren.
In de detergentenindustrie worden aanzienlijke hoeveelheden natriumhydroxide gebruikt voor de productie van natriumfosfaat.
De verzeping van vetten en oliën met natriumhydroxideoplossing wordt gebruikt om zepen te produceren en detergenten worden geproduceerd uit organische sulfonzuren en natriumhydroxide.
De aluminiumindustrie gebruikt natriumhydroxide voornamelijk voor bauxietbehandeling.
Ionenwisselaars voor waterzuivering en afvalwaterbehandeling worden geregenereerd met behulp van verdunde natriumhydroxideoplossing in waterwerken.
Andere consumenten van natriumhydroxide zijn onder meer galvaniseertechnologie, de aardgas- en petroleumindustrie, de glas- en staalindustrie en goudwinning (cyanide-uitloging).
De voedingsmiddelenindustrie gebruikt natriumhydroxide voor verschillende reinigingsdoeleinden, waaronder het schillen van aardappelen en ontvetten.
Bij de productie van pulp en papier is de consumptie van natronloog goed voor ongeveer een kwart van de wereldwijde vraag naar natronloog. De vraaggroei zal waarschijnlijk traag blijven, aangezien deze markten relatief volwassen zijn.
De resterende 75% van de wereldwijde vraag naar NaOH neigt ernaar de gezondheid van de lokale productiebasis te volgen, die gekoppeld is aan het lokale bruto binnenlands product.
Referentie
- Natriumhydroxide; Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH.- https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/14356007.a24_345.pub2
