NATRIUM HIDROKSIDA (NAOH): STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN, SINTESIS - KIMIA - 2025

The natrium hidroksida merupakan senyawa anorganik yang rumus kimia adalah NaOH dan terdiri dari dasar atau logam alkali kuat. Larutan 5% dalam air memiliki pH mendekati 14.

Ini adalah padatan putih yang sangat higroskopis yang juga dapat menyerap karbon dioksida dari udara untuk membentuk natrium karbonat. Obat ini dijual secara komersial dalam botol plastik sebagai pil, yang tidak boleh terlalu lama terpapar udara, juga tidak boleh ditangani dengan spatula.

Tablet natrium hidroksida dalam gelas arloji. Sumber: Tidak ada penulis yang dapat dibaca mesin. Walkerma diasumsikan (berdasarkan klaim hak cipta).

Sodium hidroksida dapat disintesis dengan mereaksikan kalsium hidroksida dengan natrium karbonat. Namun saat ini, pada dasarnya itu disintesis dengan elektrolisis air garam, dan merupakan produk sampingan dari produksi gas klor.

Mengingat kebasaan yang tinggi dari NaOH, ia memiliki banyak kegunaan dan aplikasi, seperti produksi kertas, sabun, deterjen, pewarna, dll. Ini juga digunakan dalam pembersihan rumah tangga, pengolahan air, pengolahan aluminium, pembuatan obat-obatan, dll; dan di atas segalanya, ini adalah pola par excellence.

Natrium hidroksida sangat korosif, mampu menyebabkan iritasi dan luka bakar pada kulit dan mata. Dengan menghirup debunya dapat menyebabkan edema paru. Sementara itu, jika ditelan dapat menyebabkan kerusakan serius pada saluran pencernaan hingga dapat menyebabkan kematian.

Struktur

Anhidrat

Ion NaOH. Sumber: Gabriel Bolívar.

Gambar atas menunjukkan ion-ion yang menyusun NaOH. Kation Na ⁺ diwakili oleh bola ungu, sedangkan anion hidroksil (hidroksida atau hidroksil) OH ^- oleh bola merah dan putih. Baik ion Na ⁺ dan OH ^- berinteraksi satu sama lain melalui tarikan elektrostatis muatan yang berlawanan.

Struktur natrium hidroksida

Interaksi semacam itu tidak terarah, sehingga gaya tarik satu pasangan ion Na ⁺ OH ^- dapat mempengaruhi gaya tarik pasangan ion lainnya pada jarak tertentu. Hasilnya adalah ion Na ⁺ saling tolak menolak, dengan cara yang sama seperti ion OH ^- , sampai mereka mendefinisikan kristal dengan energi minimum di mana mereka membentuk struktur yang teratur dan periodik (kristalin).

Oleh karena itu, kristal ortorombik NaOH anhidrat (tanpa air) muncul:

Representasi struktur kristal natrium hidroksida anhidrat. Sumber: Quibik melalui Wikipedia.

Ion-ion tersebut tetap cukup kohesif sehingga kristal NaOH anhidrat meleleh pada suhu 323ºC (selama lingkungan tidak lembab).

Hidrat

Baik Na ⁺ dan OH ^- adalah ion yang mudah dilarutkan (terhidrasi) oleh molekul air. Ini mendukung hidrasinya di atas energi retikuler kristalnya, sehingga NaOH melepaskan banyak energi saat bersentuhan dengan air.

Namun, kristal anhidrat dapat menampung molekul air yang tidak terlarut; yaitu, natrium hidroksida dapat membentuk banyak hidrat, NaOH · nH ₂ O. Molekul air dapat membentuk ikatan hidrogen dengan OH ^- (HOH-OH ^- ), atau berkoordinasi dengan Na ⁺ (Na ⁺ - OH ₂ ).

Bergantung pada rasio molar antara NaOH dan H ₂ O, monohidrat (NaOH · H ₂ O), dihidrat (NaOH · 2H ₂ O), trihemidrat (NaOH · 3,5H ₂ O), tetrahidrat (NaOH · 4H ₂ O) dapat timbul , heptahidrat (NaOH · 7H ₂ O), dan lainnya.

Masing-masing hidrat ini dapat mengkristal dari larutan NaOH berair dengan persentase massa yang berbeda dan pada suhu yang berbeda. Akibatnya, NaOH menunjukkan diagram kelarutan air yang rumit.

Secara umum, kristal hidrat kurang padat dan memiliki titik leleh yang lebih rendah. Ini karena molekul air "menghalangi" interaksi antara Na ⁺ dan OH ^- , menambahkan gaya dipol-dipol dengan mengorbankan gaya tarik ionik.

Sifat fisik dan kimia

Nama

Nama yang disukai IUPAC: natrium hidroksida. Nama lain: Soda kaustik, Ascarite (kurang umum)

Masa molar

39,9971 g / mol

Penampilan

Padatan atau kristal berwarna putih, serosa, atau buram.

Titik lebur

323 ºC

Titik didih

1.388 ºC

Kelarutan air

1.000 g / L pada suhu 25 ° C. Ini menunjukkan seberapa banyak ia dapat larut dalam air.

Larutan berair mereka kental, dengan nilai viskositas sekitar delapan puluh kali air, dan mereka melepaskan banyak panas pada awalnya. Jika bersentuhan dengan mereka, mereka membuat kulit licin, karena saponifikasi asam lemak di kulit.

Basicity (pKb)

- 0,56

pH

Larutan 5% b / b dalam air memiliki pH mendekati 14

Indeks bias (nD)

Pada panjang gelombang 580,4 nm: 1.433 pada 320 ° C, dan 1.421 pada 420 ° C.

Stabilitas

Wadah yang berisi itu harus ditutup rapat untuk mencegah pembentukan natrium karbonat. Ini karena higroskopisitasnya yang tinggi, yang membuatnya menyerap kelembapan dari lingkungannya dan kandungan CO _2-nya .

Penguraian

Ketika dipanaskan hingga dekomposisi, ia mengeluarkan asap natrium oksida.

Titik penyalaan otomatis

Tidak mudah terbakar

Viskositas

4,0 cPoise pada 350 ° C

Panas penguapan

175 kJ / mol pada 1.388 ºC

Tegangan permukaan

74,35 dynes / cm dalam larutan pada 2,72% b / b dalam air pada 18 ° C.

Reaktivitas

Dengan asam

Bereaksi dengan asam mineral organik dan anorganik, menghasilkan air dan garam yang sesuai. Dalam kasus asam sulfat, reaksinya eksotermik.

2 NaOH + H ₂ SO ₄ => Na ₂ SO ₄ + 2 H ₂ O

Dengan oksida asam

Bereaksi dengan sulfur dioksida, misalnya, memberikan garam sulfit dan air:

2 NaOH + SO ₂ => Na ₂ SO ₃ + H ₂ O

Dengan logam

Larutan berairnya bereaksi dengan beberapa logam untuk menghasilkan garam natrium kompleks. Misalnya, reaksinya dengan seng menimbulkan natrium sengat:

Zn + 2 NaOH + 2 H ₂ O => Na ₂ + H ₂

Perpaduan

Natrium hidroksida disintesis terutama dengan dua metode: penggunaan natrium karbonat, yang awalnya digunakan, dan elektrolisis natrium klorida, yang saat ini lebih banyak digunakan dalam industri.

Reaksi natrium karbonat dan kalsium hidroksida

Natrium karbonat bereaksi dengan kalsium hidroksida dalam proses yang dikenal sebagai kaustikisasi:

Ca (OH) ₂ + Na ₂ CO ₃ => CaCO ₃ + NaOH

Kalsium karbonat mengendap, meninggalkan natrium hidroksida dalam supernatan, yang terkonsentrasi melalui penguapan.

Sodium karbonat sebelumnya berasal dari proses Solvay:

2 NaCl + CaCO ₃ => Na ₂ CO ₃ + CaCl ₂

Elektrolisis natrium klorida

Elektrolisis natrium klorida, yang ada dalam air garam, menghasilkan gas hidrogen, gas klorida, dan natrium hidroksida dalam larutan berair:

2 Nacl + 2 H ₂ O => H ₂ + Cl ₂ + 2 NaOH

Ruang elektrolitik terdiri dari kompartemen berisi anoda (+), terbuat dari logam titanium, dan tempat brine ditempatkan. Kompartemen ini dipisahkan dari kompartemen katoda (-) oleh membran berpori.

Reaksi berikut terjadi di anoda:

2 Cl ^- => Cl ₂ + 2 e ^- (oksidasi)

Sedangkan reaksi ini terjadi pada katoda:

2 H ₂ O + 2 e ^- => H ₂ + OH ^- (reduksi)

Natrium (Na ⁺ ) berdifusi dari kompartemen anoda ke kompartemen katoda, melalui membran yang memisahkannya, membentuk natrium hidroksida.

Aplikasi

Produk pembersih

Natrium hidroksida digunakan untuk membuat sabun dan deterjen yang digunakan di rumah dan dalam bisnis. Kombinasi natrium hidroksida dan klorin menghasilkan pemutih klorin, yang digunakan untuk mencuci pakaian putih.

Ini juga menghilangkan akumulasi minyak di saluran pembuangan, menghasilkan eliminasi melalui konversi menjadi sabun melalui proses saponifikasi. Hal ini memungkinkan pembersihan pipa yang tersumbat dari rumah dan bangunan lain.

Produk farmasi dan obat-obatan

Natrium hidroksida digunakan untuk membuat pereda nyeri yang umum, seperti aspirin. Juga obat-obatan dengan aksi antikoagulan yang menghalangi pembentukan bekuan darah dan obat untuk menurunkan hiperkolesterolemia.

Proses energi

Natrium hidroksida digunakan dalam pembuatan sel bahan bakar yang berfungsi seperti baterai untuk menghasilkan listrik untuk berbagai aplikasi, termasuk transportasi. Resin epoksi, diproduksi dengan intervensi natrium hidroksida, digunakan dalam turbin angin.

Pengolahan air

Natrium hidroksida digunakan untuk menetralkan keasaman air dan berkontribusi untuk menghilangkan logam berat darinya. Ini juga digunakan untuk produksi natrium hipoklorit, desinfektan air.

Natrium hidroksida direaksikan dengan aluminium sulfat untuk membentuk aluminium hidroksida: zat flokulasi yang digunakan di instalasi pengolahan air untuk meningkatkan sedimentasi partikel, menghasilkan klarifikasi.

Pembuatan kertas

Natrium hidroksida digunakan dengan natrium sulfida dalam pengolahan kayu untuk mendapatkan selulosa, dalam bentuk yang hampir murni, yang membentuk dasar kertas. Ini juga digunakan dalam daur ulang kertas, karena dengan membantu memisahkan tinta, ini memungkinkannya untuk digunakan kembali.

Manufaktur industri

Natrium hidroksida digunakan dalam pembuatan rayon, spandeks, bahan peledak, resin epoksi, kaca, dan keramik. Ini digunakan dalam industri tekstil untuk membuat pewarna, dan untuk mengolah kain katun.

Di pabrik pengolahan tebu, natrium hidroksida suhu rendah digunakan untuk produksi etanol dari ampas tebu.

Resiko

Natrium hidroksida adalah senyawa yang sangat korosif, sehingga dapat menyebabkan luka bakar, lecet, dan bahkan bekas luka permanen jika bersentuhan dengan kulit.

Jika terkena mata, dapat menyebabkan luka bakar yang parah, bengkak, nyeri, penglihatan kabur, dan dalam kasus yang parah, dapat menyebabkan kebutaan permanen.

Menelan natrium hidroksida dapat menyebabkan luka bakar pada bibir, lidah, tenggorokan, kerongkongan, dan perut. Di antara gejala yang biasa terjadi adalah mual, muntah, kram perut, dan diare.

Meskipun jarang terjadi inhalasi natrium hidroksida, dan hanya dapat terjadi dari adanya debu senyawa tersebut di udara atau dari pembentukan kabut yang mengandungnya, hal ini menyebabkan iritasi pada paru-paru.

Dalam kasus paparan kronis, ini dapat menyebabkan edema paru dan sesak napas yang parah, yang merupakan keadaan darurat medis.

Referensi

1. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Natrium hidroksida. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
3. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2019). Natrium hidroksida. Database PubChem. CID = 14798. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Elemen Amerika. (2019). Larutan natrium hidroksida. Diperoleh dari: americanelements.com
5. Fakta Keamanan Bahan Kimia. (2019). Natrium hidroksida. Diperoleh dari: chemicalafetyfacts.org
6. NJ Health. (2015). Natrium hidroksida. . Diperoleh dari: nj.gov
7. Pusat Kanada untuk Kesehatan & Keselamatan Kerja. (2019). Lembar Fakta Jawaban K3: natrium hidroksida. Diperoleh dari: ccohs.ca
8. Ausetute. (sf). Produksi Natrium Hidroksida dan Klorin dengan Elektrolisis. Diperoleh dari: ausetute.com.au