Hidróxido de sodio

Compuesto químico con fórmula NaOH

Hidróxido de sodio

Nombres
Nombre IUPAC Hidróxido de sodio [3]
Otros nombres Soda caustica Lejía [1] [2] Ascarita Cáustica blanca Hidrato de sodio [3]
Identificadores
Número CAS	1310-73-2 Y
Modelo 3D ( JSmol )	Imagen interactiva
CHEBI	CHEBI: 32145 Y
ChemSpider	14114 Y
Tarjeta de información ECHA	100.013.805
Número CE	215-185-5
Número e	E524 (reguladores de acidez, ...)
Referencia de Gmelin	68430
KEGG	D01169 Y
Malla	Sodio + Hidróxido
PubChem CID	14798
Número RTECS	WB4900000
UNII	55X04QC32I Y
un numero	1824, 1823
Tablero CompTox ( EPA )	DTXSID0029634
InChI InChI = 1S / Na.H2O / h; 1H2 / q + 1; / p-1 Y Clave: HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Y InChI = 1 / Na.H2O / h; 1H2 / q + 1; / p-1 Clave: HEMHJVSKTPXQMS-REWHXWOFAM
Sonrisas [OH -]. [Na +]
Propiedades
Fórmula química	NaOH
Masa molar	39.9971 g mol −1
Apariencia	Cristales blancos, cerosos y opacos
Olor	inodoro
Densidad	2,13 g / cm 3 [4]
Punto de fusion	323 ° C (613 ° F; 596 K) [4]
Punto de ebullición	1.388 ° C (2.530 ° F; 1.661 K) [4]
solubilidad en agua	418 g / L (0 ° C) 1000 g / L (25 ° C) [4] 3370 g / L (100 ° C)
Solubilidad	soluble en glicerol insignificante en amoniaco insoluble en éter lentamente soluble en propilenglicol
Solubilidad en metanol	238 g / L
Solubilidad en etanol	<< 139 g / L
Presión de vapor	<2,4 kPa (a 20 ° C)
Basicidad (p K b )	0,2
Susceptibilidad magnética (χ)	−15,8 · 10 −6 cm 3 / mol (ac.) [5]
Índice de refracción ( n D )	1.3576
Estructura [6]
Estructura cristalina	Ortorrómbico, OS8
Grupo espacial	Cmcm, No. 63
Constante de celosía	a  = 0.34013 nm, b  = 1.1378 nm, c  = 0.33984 nm
Unidades de fórmula ( Z )	4
Termoquímica [7]
Capacidad calorífica ( C )	59,5 J / mol K
Entropía molar estándar ( S o 298 )	64,4 J · mol −1 · K −1
Entalpía estándar de formación (Δ f H ⦵ 298 )	−425,8 kJ · mol −1
Energía libre de Gibbs (Δ f G ˚)	-379,7 kJ / mol
Peligros
Ficha de datos de seguridad	SDS externo
Pictogramas GHS
Palabra de señal GHS	Peligro
Declaraciones de peligro GHS	H290 , H314
Consejos de prudencia del SGA	P280 , P305 + 351 + 338 , P310
NFPA 704 (diamante de fuego)	3 0 1 ALK
Dosis o concentración letal (LD, LC):
LD 50 ( dosis mediana )	40 mg / kg (ratón, intraperitoneal) [9]
LD Lo ( menor publicado )	500 mg / kg (conejo, oral) [10]
NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.):
PEL (permitido)	TWA 2 mg / m 3 [8]
REL (recomendado)	C 2 mg / m 3 [8]
IDLH (peligro inmediato)	10 mg / m 3 [8]
Compuestos relacionados
Otros aniones	Hidrosulfuro de sodio Hidruro de sodio
Otros cationes	Hidróxido de cesio Hidróxido de litio Hidróxido de potasio Hidróxido de rubidio Hidróxido de francio
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Y verificar  ( ¿qué es   ?)Ynorte
Referencias de Infobox

Compuesto químico

El hidróxido de sodio , también conocido como lejía y sosa cáustica , ^{[1] [2]} es un compuesto inorgánico con la fórmula NaOH. Es un compuesto iónico sólido blanco que consta de cationes de sodio Na ⁺
y aniones de hidróxido OH ^-
.

El hidróxido de sodio es una base y álcali altamente cáustica que descompone las proteínas a temperaturas ambientales normales y puede causar quemaduras químicas graves . Es muy soluble en agua y absorbe fácilmente la humedad y el dióxido de carbono del aire . Forma una serie de hidratos NaOH · n H
₂O . ^[11] El monohidrato NaOH · H
₂O cristaliza en soluciones acuosas entre 12,3 y 61,8 ° C. El "hidróxido de sodio" disponible comercialmente es a menudo este monohidrato, y los datos publicados pueden referirse a él en lugar del compuesto anhidro .

Como uno de los hidróxidos más simples, el hidróxido de sodio se utiliza con frecuencia junto con agua neutra y ácido clorhídrico ácido para demostrar la escala de pH a los estudiantes de química. ^[12]

El hidróxido de sodio se utiliza en muchas industrias: en la fabricación de pulpa y papel , textiles , agua potable , jabones y detergentes , y como limpiador de desagües . La producción mundial en 2004 fue de aproximadamente 60 millones de toneladas, mientras que la demanda fue de 51 millones de toneladas. ^[13]

Propiedades

Propiedades físicas

El hidróxido de sodio puro es un sólido cristalino incoloro que se funde a 318 ° C (604 ° F) sin descomponerse y con un punto de ebullición de 1388 ° C (2530 ° F). Es altamente soluble en agua, con menor solubilidad en solventes polares como etanol y metanol . ^{[14] El} NaOH es insoluble en éter y otros disolventes no polares.

Similar a la hidratación del ácido sulfúrico, la disolución de hidróxido de sodio sólido en agua es una reacción altamente exotérmica ^[15] donde se libera una gran cantidad de calor, lo que representa una amenaza para la seguridad por la posibilidad de salpicaduras. La solución resultante suele ser incolora e inodoro. Al igual que con otras soluciones alcalinas, se siente resbaladizo con el contacto con la piel debido al proceso de saponificación que ocurre entre el NaOH y los aceites naturales de la piel.

Viscosidad

Las soluciones acuosas concentradas (50%) de hidróxido de sodio tienen una viscosidad característica , 78 m Pa · s, mucho mayor que la del agua (1.0 mPa · s) y cercana a la del aceite de oliva (85 mPa · s) a temperatura ambiente . La viscosidad del NaOH acuoso, como ocurre con cualquier químico líquido, está inversamente relacionada con su temperatura de servicio, es decir, su viscosidad disminuye a medida que aumenta la temperatura y viceversa. La viscosidad de las soluciones de hidróxido de sodio juega un papel directo tanto en su aplicación como en su almacenamiento. ^[14]

Hidrata

El hidróxido de sodio puede formar varios hidratos NaOH · n H
₂O , que da como resultado un diagrama de solubilidad complejo que fue descrito en detalle por SU Pickering en 1893. ^[16] Los hidratos conocidos y los rangos aproximados de temperatura y concentración (porcentaje en masa de NaOH) de sus soluciones de agua saturada son: ^[11]

• Heptahidrato, NaOH · 7 H
  ₂O : de -28 ° C (18,8%) a -24 ° C (22,2%). ^[dieciséis]
• Pentahidrato, NaOH · 5 H
  ₂O : de -24 ° C (22,2%) a -17,7 (24,8%). ^[dieciséis]
• Tetrahidrato, NaOH · 4 H
  ₂O , forma α: de -17,7 (24,8%) a +5,4 ° C (32,5%). ^{[16] [17]}
• Tetrahidrato, NaOH · 4 H
  ₂O , forma β: metaestable. ^{[16] [17]}
• Trihemihidrato, NaOH · 3,5 H
  ₂O : de +5,4 ° C (32,5%) a +15,38 ° C (38,8%) y luego a +5,0 ° C (45,7%). ^{[16] [11]}
• Trihidrato, NaOH · 3 H
  ₂O : metaestable. ^[dieciséis]
• Dihidrato, NaOH · 2 H
  ₂O : de +5,0 ° C (45,7%) a +12,3 ° C (51%). ^{[16] [11]}
• Monohidrato, NaOH · H
  ₂O : de +12,3 ° C (51%) a 65,10 ° C (69%) y luego a 62,63 ° C (73,1%). ^{[16] [18]}

Los primeros informes se refieren a hidratos con n = 0,5 o n = 2/3, pero las investigaciones cuidadosas posteriores no confirmaron su existencia. ^[18]

Los únicos hidratos con puntos de fusión estables son el NaOH · H
₂O (65,10 ° C) y NaOH · 3,5 H
₂O (15,38 ° C). Los demás hidratos, excepto los metaestables NaOH · 3 H
₂O y NaOH · 4 H
₂O (β) se puede cristalizar a partir de soluciones de la composición adecuada, como se enumera anteriormente. Sin embargo, las soluciones de NaOH se pueden sobreenfriar fácilmente en muchos grados, lo que permite la formación de hidratos (incluidos los metaestables) a partir de soluciones con diferentes concentraciones. ^{[11] [18]}

Por ejemplo, cuando se enfría una solución de NaOH y agua con una relación molar de 1: 2 (52,6% de NaOH en masa), el monohidrato normalmente comienza a cristalizar (a aproximadamente 22ºC) antes que el dihidrato. Sin embargo, la solución se puede sobreenfriar fácilmente a -15 ° C, momento en el que puede cristalizar rápidamente como el dihidrato. Cuando se calienta, el dihidrato sólido puede fundirse directamente en una solución a 13,35 ° C; sin embargo, una vez que la temperatura supere los 12,58 ° C. a menudo se descompone en monohidrato sólido y una solución líquida. Incluso el hidrato n = 3,5 es difícil de cristalizar, porque la solución se sobreenfría tanto que otros hidratos se vuelven más estables. ^[11]

Una solución de agua caliente que contiene 73,1% (masa) de NaOH es un eutéctico que solidifica a aproximadamente 62,63 ° C como una mezcla íntima de cristales anhidros y monohidratados. ^{[19] [18]}

Una segunda composición eutéctica estable es el 45,4% (en masa) de NaOH, que solidifica a aproximadamente 4,9 ° C en una mezcla de cristales del dihidrato y del 3,5-hidrato. ^[11]

El tercer eutéctico estable tiene 18,4% (masa) de NaOH. Se solidifica a aproximadamente -28,7 ° C como una mezcla de agua helada y el heptahidrato NaOH · 7 H
₂O . ^{[16] [20]}

Cuando se enfrían las soluciones con menos del 18,4% de NaOH, el hielo de agua cristaliza primero, dejando el NaOH en solución. ^[dieciséis]

La forma α del tetrahidrato tiene una densidad de 1,33 g / cm ³ . Se funde congruentemente a 7.55 ° C en un líquido con 35.7% de NaOH y densidad 1.392 g / cm ³ , y por lo tanto flota sobre él como hielo sobre agua. Sin embargo, a aproximadamente 4,9 ° C puede fundirse de forma incongruente en una mezcla de NaOH sólido · 3,5 H
₂O y una solución líquida. ^[17]

La forma β del tetrahidrato es metaestable y, a menudo, se transforma espontáneamente en la forma α cuando se enfría por debajo de -20 ° C. ^[17] Una vez iniciada, la transformación exotérmica se completa en pocos minutos, con un aumento del 6,5% en el volumen del sólido. La forma β se puede cristalizar a partir de soluciones superenfriadas a -26 ° C y se funde parcialmente a -1,83 ° C. ^[17]

El "hidróxido de sodio" comercial es a menudo el monohidrato (densidad 1,829 g / cm ³ ). Los datos físicos en la literatura técnica pueden referirse a esta forma, en lugar del compuesto anhidro.

Estructura cristalina

El NaOH y su monohidrato forman cristales ortorrómbicos con los grupos espaciales Cmcm ( oS8 ) y Pbca (oP24), respectivamente. Las dimensiones de las células monohidratadas son a = 1,1825, b = 0,6213, c = 0,6069 nm . Los átomos están dispuestos en una estructura de capas similar a una hidrargilita / O Na OO Na O / ... Cada átomo de sodio está rodeado por seis átomos de oxígeno, tres de cada uno de los cuales provienen de aniones hidroxilo HO^-
y tres de moléculas de agua. Los átomos de hidrógeno de los hidroxilos forman fuertes enlaces con los átomos de oxígeno dentro de cada capa de O. Las capas de O adyacentes se mantienen unidas por enlaces de hidrógeno entre moléculas de agua. ^[21]

Propiedades químicas

Reacción con ácidos

El hidróxido de sodio reacciona con los ácidos próticos para producir agua y las sales correspondientes. Por ejemplo, cuando el hidróxido de sodio reacciona con el ácido clorhídrico , se forma cloruro de sodio :

NaOH (ac) + HCl (ac) → NaCl (ac) + H
2O (l)

En general, tales reacciones de neutralización están representadas por una ecuación iónica neta simple:

OH-
(aq) + H+
(aq) → H
2O (l)

Este tipo de reacción con un ácido fuerte libera calor y, por lo tanto, es exotérmica . Estas reacciones ácido-base también se pueden utilizar para valoraciones . Sin embargo, el hidróxido de sodio no se usa como patrón primario porque es higroscópico y absorbe dióxido de carbono del aire.

Reacción con óxidos ácidos

El hidróxido de sodio también reacciona con óxidos ácidos , como el dióxido de azufre . Estas reacciones se utilizan a menudo para " depurar " gases ácidos nocivos (como SO ₂ y H ₂ S) producidos en la combustión del carbón y así evitar su liberación a la atmósfera. Por ejemplo,

2 NaOH + SO
2 → Na
2ASI QUE
3 + H
2O

Reacción con metales y óxidos

El vidrio reacciona lentamente con soluciones acuosas de hidróxido de sodio a temperatura ambiente para formar silicatos solubles . Debido a esto, las juntas de vidrio y las llaves de paso expuestas al hidróxido de sodio tienen tendencia a "congelarse". Los matraces y los reactores químicos revestidos de vidrio se dañan por la exposición prolongada al hidróxido de sodio caliente, que también congela el vidrio. El hidróxido de sodio no ataca al hierro a temperatura ambiente, ya que el hierro no tiene propiedades anfóteras (es decir, solo se disuelve en ácido, no en base). Sin embargo, a altas temperaturas (por ejemplo, por encima de 500 ° C), el hierro puede reaccionar endotérmicamente con el hidróxido de sodio para formar óxido de hierro (III) ,sodio metálico e hidrógeno gaseoso. ^[22] Esto se debe a la menor entalpía de formación de óxido de hierro (III) (−824,2 kJ / mol en comparación con el hidróxido de sodio (-500 kJ / mol), por lo que la reacción es termodinámicamente favorable, aunque su naturaleza endotérmica indica no espontaneidad. Considere la siguiente reacción entre el hidróxido de sodio fundido y limaduras de hierro finamente divididas:

4 Fe + 6 NaOH → 2 Fe
2O
3 + 6 Na + 3 H
2

Sin embargo, algunos metales de transición pueden reaccionar vigorosamente con el hidróxido de sodio.

En 1986, se utilizó por error un camión cisterna de aluminio en el Reino Unido para transportar una solución de hidróxido de sodio al 25% ^{[23], lo que} provocó la presurización del contenido y daños al camión cisterna. La presurización se debió al gas hidrógeno que se produce en la reacción entre el hidróxido de sodio y el aluminio:

2 Al + 2 NaOH + 6 H
2O → 2 NaAl (OH)
4 + 3 H
2

Precipitante

A diferencia del hidróxido de sodio, que es soluble, los hidróxidos de la mayoría de los metales de transición son insolubles y, por lo tanto, se puede usar hidróxido de sodio para precipitar hidróxidos de metales de transición. Se observan los siguientes colores:

• Cobre - azul
• Hierro (II) - verde
• Hierro (III) - amarillo / marrón

Las sales de zinc y plomo se disuelven en exceso de hidróxido de sodio para dar una solución clara de Na ₂ ZnO ₂ o Na ₂ PbO ₂ .

El hidróxido de aluminio se utiliza como floculante gelatinoso para filtrar las partículas en el tratamiento del agua . El hidróxido de aluminio se prepara en la planta de tratamiento a partir de sulfato de aluminio haciéndolo reaccionar con hidróxido o bicarbonato de sodio.

Alabama
2(ASI QUE
4)
3 + 6 NaOH → 2 Al (OH)
3 + 3 Na
2ASI QUE
4

Alabama
2(ASI QUE
4)
3 + 6 NaHCO
3 → 2 Al (OH)
3 + 3 Na
2ASI QUE
4 + 6 CO
2

Saponificación

El hidróxido de sodio se puede utilizar para la hidrólisis impulsada por bases de ésteres (como en la saponificación ), amidas y haluros de alquilo . ^[14] Sin embargo, la solubilidad limitada del hidróxido de sodio en disolventes orgánicos significa que a menudo se prefiere el hidróxido de potasio (KOH) más soluble . Tocar la solución de hidróxido de sodio con las manos desnudas, aunque no se recomienda, produce una sensación resbaladiza. Esto sucede porque los aceites en la piel como el sebo.se convierten en jabón. A pesar de la solubilidad en propilenglicol, es poco probable que reemplace el agua en la saponificación debido a la reacción primaria del propilenglicol con la grasa antes de la reacción entre el hidróxido de sodio y la grasa.

Producción

Para obtener información histórica, consulte Fabricación de álcalis .

El hidróxido de sodio se produce industrialmente como una solución al 50% mediante variaciones del proceso de cloro-álcali electrolítico . ^[24] En este proceso también se produce cloro gaseoso . ^[24] El hidróxido de sodio sólido se obtiene a partir de esta solución mediante la evaporación del agua. El hidróxido de sodio sólido se vende más comúnmente en copos, gránulos y bloques de fundición. ^[13]

En 2004, la producción mundial se estimó en 60 millones de toneladas secas de hidróxido de sodio y la demanda se estimó en 51 millones de toneladas. ^[13] En 1998, la producción mundial total fue de alrededor de 45 millones de toneladas . América del Norte y Asia contribuyeron cada una con alrededor de 14 millones de toneladas, mientras que Europa produjo alrededor de 10 millones de toneladas. En los Estados Unidos, el principal productor de hidróxido de sodio es Dow Chemical Company , que tiene una producción anual de alrededor de 3,7 millones de toneladas en los sitios de Freeport , Texas y Plaquemine , Louisiana. Otros importantes productores estadounidenses incluyen Oxychem , Westlake , Olin , Shintek y Formosa.. Todas estas empresas utilizan el proceso de cloro-álcali . ^[25]

Históricamente, el hidróxido de sodio se producía tratando carbonato de sodio con hidróxido de calcio en una reacción de metátesis que aprovecha el hecho de que el hidróxido de sodio es soluble, mientras que el carbonato de calcio no lo es. Este proceso se llamó caustificación. ^[26]

Ca (OH)
2(aq) + Na
2CO
3(s) → CaCO
3(s) + 2 NaOH (ac)

Este proceso fue reemplazado por el proceso de Solvay a fines del siglo XIX, que a su vez fue reemplazado por el proceso de cloro-álcali que usamos hoy.

El hidróxido de sodio también se produce combinando sodio metálico puro con agua. Los subproductos son gas hidrógeno y calor, que a menudo dan como resultado una llama.

2 Na + 2 H
2O → 2 NaOH + H
2

Esta reacción se usa comúnmente para demostrar la reactividad de los metales alcalinos en entornos académicos; sin embargo, no es comercialmente viable, ya que el aislamiento del sodio metálico se realiza típicamente mediante reducción o electrólisis de compuestos de sodio, incluido el hidróxido de sodio.

Usos

El hidróxido de sodio es una base fuerte popular utilizada en la industria. El hidróxido de sodio se utiliza en la fabricación de sales y detergentes de sodio, regulación del pH y síntesis orgánica. A granel, la mayoría de las veces se maneja como una solución acuosa , ^[27] ya que las soluciones son más baratas y fáciles de manejar.

El hidróxido de sodio se utiliza en muchos escenarios en los que es deseable aumentar la alcalinidad de una mezcla o neutralizar los ácidos.

Por ejemplo, en la industria del petróleo, el hidróxido de sodio se usa como aditivo en el lodo de perforación para aumentar la alcalinidad en los sistemas de lodo de bentonita , para aumentar la viscosidad del lodo y para neutralizar cualquier gas ácido (como sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono ) que pueda ser encontrado en la formación geológica a medida que avanza la perforación.

Otro uso es en las pruebas de niebla salina donde es necesario regular el pH. El hidróxido de sodio se usa con ácido clorhídrico para equilibrar el pH. La sal resultante, NaCl, es el agente corrosivo utilizado en la prueba estándar de niebla salina de pH neutro.

El petróleo crudo de mala calidad se puede tratar con hidróxido de sodio para eliminar las impurezas sulfurosas en un proceso conocido como lavado cáustico . Como antes, el hidróxido de sodio reacciona con ácidos débiles como el sulfuro de hidrógeno y los mercaptanos para producir sales de sodio no volátiles, que pueden eliminarse. Los residuos que se forman son tóxicos y difíciles de tratar, por lo que el proceso está prohibido en muchos países. En 2006, Trafigura utilizó el proceso y luego arrojó los desechos en Costa de Marfil . ^{[28] [29]}

Otros usos comunes del hidróxido de sodio incluyen:

• Se utiliza para hacer jabones y detergentes. El hidróxido de sodio se usa para el jabón en barra duro, mientras que el hidróxido de potasio se usa para los jabones líquidos. ^{[30] [31] El} hidróxido de sodio se usa con más frecuencia que el hidróxido de potasio porque es más barato y se necesita una cantidad menor.
• Se utiliza como limpiadores de desagües que contienen hidróxido de sodio y convierten las grasas y grasas que pueden obstruir las tuberías en jabón, que se disuelve en agua. (ver agente de limpieza )
• Se utiliza para fabricar fibras textiles artificiales (como el rayón ).
• Se utiliza en la fabricación de papel . Alrededor del 56% del hidróxido de sodio producido se utiliza en la industria, el 25% del cual se utiliza en la industria del papel. (ver pulpa química )
• Se utiliza para purificar el mineral de bauxita del que se extrae el aluminio metálico . Esto se conoce como proceso Bayer . (ver disolución de compuestos y metales anfóteros )
• Se utiliza para desengrasar metales, refinar aceite y fabricar tintes y blanqueadores .

Ver también: Hidrodesulfuración

Despulpado químico

Artículo principal: Pulpa (papel)

El hidróxido de sodio también se usa ampliamente en la fabricación de pasta de madera para fabricar papel o fibras regeneradas. Junto con el sulfuro de sodio , el hidróxido de sodio es un componente clave de la solución de licor blanco que se usa para separar la lignina de las fibras de celulosa en el proceso kraft . También juega un papel clave en varias etapas posteriores del proceso de blanqueo de la pulpa marrón resultante del proceso de despulpado. Estas etapas incluyen deslignificación con oxígeno , extracción oxidativa y extracción simple, todas las cuales requieren un ambiente alcalino fuerte con un pH> 10.5 al final de las etapas.

Digestión de tejidos

De manera similar, el hidróxido de sodio se usa para digerir los tejidos, como en un proceso que se usó con animales de granja al mismo tiempo. Este proceso implicó colocar un cadáver en una cámara sellada, luego agregar una mezcla de hidróxido de sodio y agua (que rompe los enlaces químicos que mantienen la carne intacta). Esto eventualmente convierte el cuerpo en un líquido con apariencia de café, ^{[32] [33]} y el único sólido que queda son las cáscaras de hueso, que podrían aplastarse entre las yemas de los dedos. ^[34]

El hidróxido de sodio se utiliza con frecuencia en el proceso de descomposición de los animales atropellados vertidos en los vertederos por los contratistas de eliminación de animales. ^[33] Debido a su disponibilidad y bajo costo, ha sido utilizado por criminales para deshacerse de cadáveres. La asesina en serie italiana Leonarda Cianciulli usó este químico para convertir los cadáveres en jabón. ^[35] En México, un hombre que trabajaba para los cárteles de la droga admitió haberse deshecho de más de 300 cuerpos con él. ^[36]

El hidróxido de sodio es una sustancia química peligrosa debido a su capacidad para hidrolizar proteínas. Si se derrama una solución diluida sobre la piel, pueden producirse quemaduras si el área no se lava a fondo y durante varios minutos con agua corriente. Las salpicaduras en los ojos pueden ser más graves y provocar ceguera. ^[37]

Disolución de compuestos y metales anfóteros

Las bases fuertes atacan el aluminio . El hidróxido de sodio reacciona con el aluminio y el agua para liberar hidrógeno gaseoso. El aluminio toma el átomo de oxígeno del hidróxido de sodio, que a su vez toma el átomo de oxígeno del agua y libera los dos átomos de hidrógeno. La reacción produce así hidrógeno gaseoso y aluminato de sodio . En esta reacción, el hidróxido de sodio actúa como un agente para alcalinizar la solución, en la que el aluminio puede disolverse.

2 Al + 2 NaOH + 2 H
2O → 2 NaAlO
2 + 3H
2

El aluminato de sodio es una sustancia química inorgánica que se utiliza como fuente eficaz de hidróxido de aluminio para muchas aplicaciones industriales y técnicas. El aluminato de sodio puro (anhidro) es un sólido cristalino blanco que tiene una fórmula que se da de diversas formas como NaAlO.
2, NaAl (OH)
4< (hidratado), Na
2O
.Alabama
2O
3, o Na
2Alabama
2O
4. La formación de tetrahidroxoaluminato de sodio (III) o aluminato de sodio hidratado viene dada por: ^[38]

2Al + 2NaOH + 6H
2O → 2 NaAl (OH)
4 + 3 H
2

Esta reacción puede ser útil en el grabado , la eliminación de anodización, o la conversión de una superficie pulida a un satén-como acabado, pero sin más de pasivación tales como anodizado o alodining la superficie puede llegar a ser degradada, ya sea en condiciones de uso normal o en condiciones atmosféricas severas.

En el proceso Bayer , el hidróxido de sodio se utiliza en el refinado de minerales que contienen alúmina ( bauxita ) para producir alúmina ( óxido de aluminio ), que es la materia prima utilizada para producir aluminio metálico mediante el proceso electrolítico Hall-Héroult . Dado que la alúmina es anfótera , se disuelve en el hidróxido de sodio, dejando impurezas menos solubles a un pH alto , como los óxidos de hierro, en forma de un lodo rojo altamente alcalino .

Ver también: accidente de la planta de alúmina Ajka

Otros metales anfóteros son el zinc y el plomo, que se disuelven en soluciones concentradas de hidróxido de sodio para dar zincato de sodio y plumbato de sodio, respectivamente.

Reactivo de esterificación y transesterificación

El hidróxido de sodio se utiliza tradicionalmente en la fabricación de jabón ( jabón de proceso en frío , saponificación ). ^[39] Se fabricó en el siglo XIX para una superficie dura en lugar de un producto líquido porque era más fácil de almacenar y transportar.

Para la fabricación de biodiésel , se utiliza hidróxido de sodio como catalizador para la transesterificación de metanol y triglicéridos. Esto solo funciona con hidróxido de sodio anhidro , porque combinada con agua, la grasa se convertiría en jabón , que estaría contaminado con metanol . El NaOH se usa con más frecuencia que el hidróxido de potasio porque es más barato y se necesita una cantidad menor. Debido a los costos de producción, el NaOH, que se produce con sal común, es más barato que el hidróxido de potasio. ^[40]

Preparación de alimentos

Los usos alimentarios del hidróxido de sodio incluyen el lavado o pelado químico de frutas y verduras , procesamiento de chocolate y cacao , producción de colorantes de caramelo , escaldado de aves , procesamiento de refrescos y helados espesantes . ^{[41] Las} aceitunas a menudo se sumergen en hidróxido de sodio para ablandarlas; Los pretzels y los rollos de lejía alemana se glasean con una solución de hidróxido de sodio antes de hornearlos para que queden crujientes. Debido a la dificultad de obtener hidróxido de sodio de calidad alimentaria en pequeñas cantidades para uso doméstico, el carbonato de sodiose utiliza a menudo en lugar de hidróxido de sodio. ^[42] Se conoce como número E E524.

Los alimentos específicos procesados ​​con hidróxido de sodio incluyen:

• Los pretzels alemanes se cuecen a fuego lento en una solución de carbonato de sodio hirviendo o en una solución fría de hidróxido de sodio antes de hornear, lo que contribuye a su corteza única.
• El agua de lejía es un ingrediente esencial en la corteza de los pasteles de luna chinos horneados tradicionales.
• La mayoría de los fideos chinos de color amarillo están hechos con agua de lejía, pero comúnmente se confunden con huevos.
• Una variedad de zongzi usa agua de lejía para impartir un sabor dulce.
• El hidróxido de sodio también es el químico que causa la gelificación de las claras de huevo en la producción de los huevos Century .
• Algunos métodos de preparación de aceitunas implican someterlas a una salmuera a base de lejía. ^[43]
• El postre filipino ( kakanin ) llamado kutsinta utiliza una pequeña cantidad de agua de lejía para ayudar a darle a la masa de harina de arroz una consistencia gelatinosa. También se usa un proceso similar en el kakanin conocido como pitsi-pitsi o pichi-pichi, excepto que la mezcla usa yuca rallada en lugar de harina de arroz.
• El plato noruego conocido como lutefisk (de lutfisk , "pescado con lejía").
• Los bagels a menudo se hierven en una solución de lejía antes de hornear, lo que contribuye a su corteza brillante.
• El maíz molido son granos de maíz secos que se reconstituyen remojándolos en agua de lejía . Estos se expanden considerablemente en tamaño y pueden procesarse adicionalmente friéndolos para hacer nueces de maíz o secando y moliendo para hacer sémola . El maíz se usa para crear Masa , una harina popular que se usa en la cocina mexicana para hacer tortillas de maíz y tamales . Nixtamal es similar, pero usa hidróxido de calcio en lugar de hidróxido de sodio.

Agente de limpieza

Artículo principal: agente de limpieza

El hidróxido de sodio se utiliza con frecuencia como agente de limpieza industrial , donde a menudo se le llama "cáustico". Se agrega al agua, se calienta y luego se usa para limpiar equipos de proceso, tanques de almacenamiento, etc. Puede disolver grasas , aceites , grasas y depósitos a base de proteínas . También se utiliza para limpiar tuberías de descarga de residuos debajo de fregaderos y desagües en propiedades domésticas. Se pueden añadir tensioactivos a la solución de hidróxido de sodio para estabilizar las sustancias disueltas y evitar así la redeposición. Una solución de remojo de hidróxido de sodio se usa como un poderoso desengrasante en utensilios para hornear de acero inoxidable y vidrio. También es un ingrediente común en los limpiadores de hornos.

Un uso común del hidróxido de sodio es en la producción de detergentes para lavadoras de piezas . Los detergentes para lavadoras de piezas a base de hidróxido de sodio son algunos de los productos químicos de limpieza para lavadora de piezas más agresivos. Los detergentes a base de hidróxido de sodio incluyen tensioactivos, inhibidores de óxido y antiespumantes. Una lavadora de piezas calienta el agua y el detergente en un gabinete cerrado y luego rocía el hidróxido de sodio calentado y el agua caliente a presión contra las piezas sucias para aplicaciones de desengrasado. El hidróxido de sodio usado de esta manera reemplazó muchos sistemas basados ​​en solventes a principios de la década de 1990 ^{[ cita requerida ]} cuando el tricloroetano fue ilegalizado por el Protocolo de Montreal. Las lavadoras de piezas a base de agua e hidróxido de sodio a base de detergente se consideran una mejora ambiental con respecto a los métodos de limpieza a base de solventes.

Las ferreterías clasifican hidróxido de sodio para usar como un tipo de limpiador de desagües .

Decapado de pintura con sosa cáustica

El hidróxido de sodio se usa en el hogar como un tipo de abridor de desagües para desbloquear desagües obstruidos, generalmente en forma de cristal seco o como un gel líquido espeso. El álcali disuelve las grasas para producir productos solubles en agua . También hidroliza las proteínas , como las que se encuentran en el cabello, que pueden bloquear las tuberías de agua. Estas reacciones son aceleradas por el calor generado cuando el hidróxido de sodio y los otros componentes químicos del limpiador se disuelven en agua. Dichos limpiadores de desagües alcalinos y sus versiones ácidas son altamente corrosivos y deben manipularse con gran precaución.

El hidróxido de sodio se utiliza en algunos relajantes a pelo enderezar . Sin embargo, debido a la alta incidencia e intensidad de las quemaduras químicas, los fabricantes de relajantes químicos utilizan otros productos químicos alcalinos en las preparaciones disponibles para los consumidores promedio. Los relajantes de hidróxido de sodio todavía están disponibles, pero son utilizados principalmente por profesionales.

Una solución de hidróxido de sodio en agua se usaba tradicionalmente como el decapante más común en objetos de madera. Su uso se ha vuelto menos común, porque puede dañar la superficie de la madera, elevando la veta y manchando el color.

Tratamiento de agua

El hidróxido de sodio a veces se usa durante la purificación del agua para elevar el pH de los suministros de agua. El pH elevado hace que el agua sea menos corrosiva para las tuberías y reduce la cantidad de plomo, cobre y otros metales tóxicos que pueden disolverse en el agua potable. ^{[44] [45]}

Usos históricos

Se ha utilizado hidróxido de sodio para la detección de intoxicación por monóxido de carbono , y las muestras de sangre de estos pacientes se tornan de un color bermellón con la adición de unas gotas de hidróxido de sodio. ^[46] Hoy en día, la intoxicación por monóxido de carbono puede detectarse mediante oximetría de CO .

En mezclas de cemento, morteros, hormigón, lechadas

El hidróxido de sodio se utiliza en algunos plastificantes de mezclas de cemento. Esto ayuda a homogeneizar las mezclas de cemento, evitando la segregación de arenas y cemento, disminuye la cantidad de agua requerida en una mezcla y aumenta la trabajabilidad del producto de cemento, ya sea mortero, revoco u hormigón.

Experimental

Flavonoides

Ver: prueba de hidróxido de sodio para flavonoides

Almacenamiento de calor verano-invierno

Los investigadores de EMPA están experimentando con hidróxido de sodio concentrado (NaOH) como medio de almacenamiento térmico o depósito estacional para la calefacción de espacios domésticos . Si se agrega agua a hidróxido de sodio (NaOH) sólido o concentrado, se libera calor. La dilución es exotérmica : la energía química se libera en forma de calor. Por el contrario, al aplicar energía térmica en una solución diluida de hidróxido de sodio, el agua se evaporará de modo que la solución se concentre más y, por lo tanto, almacene el calor suministrado como energía química latente . ^[47]

Moderador de neutrones

Seaborg está trabajando en el diseño de un reactor en el que se utiliza NaOH como moderador de neutrones.

Seguridad

Quemaduras químicas causadas por una solución de hidróxido de sodio fotografiadas 44 horas después de la exposición.

Al igual que otros ácidos y álcalis corrosivos , las gotas de soluciones de hidróxido de sodio pueden descomponer fácilmente las proteínas y los lípidos en los tejidos vivos mediante la hidrólisis de amida y la hidrólisis de éster , que en consecuencia causan quemaduras químicas y pueden inducir ceguera permanente al contacto con los ojos. ^{[1] [2]} El álcali sólido también puede expresar su naturaleza corrosiva si hay agua, como vapor de agua. Por lo tanto, el equipo de protección , como guantes de goma , ropa de seguridad y protección para los ojos, debe utilizarse siempre al manipular este producto químico o sus soluciones. Las medidas de primeros auxilios estándar para los derrames de álcalis en la piel son, como para otros corrosivos, el riego con grandes cantidades de agua. El lavado se continúa durante al menos diez a quince minutos.

Además, la disolución del hidróxido de sodio es altamente exotérmica y el calor resultante puede causar quemaduras por calor o encender materiales inflamables. También produce calor cuando reacciona con ácidos.

El hidróxido de sodio también es levemente corrosivo para el vidrio , lo que puede dañar el vidrio o hacer que las juntas de vidrio esmerilado se peguen. ^[48] El hidróxido de sodio es corrosivo para varios metales, como el aluminio, que reacciona con el álcali para producir gas hidrógeno inflamable al contacto: ^[49]

2 Al + 6 NaOH → 3 H
2 + 2 Na
3AlO
3

2 Al + 2 NaOH + 2 H
2O → 3 H
2 + 2 NaAlO
2

2 Al + 2 NaOH + 6 H
2O → 3 H
2 + 2 NaAl (OH)
4

Almacenamiento

Se necesita un almacenamiento cuidadoso cuando se manipula el hidróxido de sodio para su uso, especialmente los volúmenes a granel. Siempre se recomienda seguir las pautas adecuadas de almacenamiento de NaOH y mantener la seguridad del trabajador / medio ambiente dado el peligro de quemaduras de la sustancia química.

El hidróxido de sodio a menudo se almacena en botellas para uso de laboratorio a pequeña escala, dentro de contenedores a granel intermedios ( contenedores de volumen medio) para manipulación y transporte de carga, o dentro de grandes tanques de almacenamiento estacionarios con volúmenes de hasta 100,000 galones para plantas de fabricación o aguas residuales con gran cantidad de NaOH usar. Los materiales comunes que son compatibles con el hidróxido de sodio y que se utilizan a menudo para el almacenamiento de NaOH incluyen: polietileno ( HDPE , habitual, XLPE , menos común), acero al carbono , cloruro de polivinilo (PVC), acero inoxidable y plástico reforzado con fibra de vidrio (FRP, con un resistente transatlántico). ^[14]

El hidróxido de sodio debe almacenarse en recipientes herméticos para preservar su normalidad ya que absorberá el agua de la atmósfera.

Historia

El hidróxido de sodio fue preparado por primera vez por fabricantes de jabón. ^{[50] : p45} Un procedimiento para hacer hidróxido de sodio apareció como parte de una receta para hacer jabón en un libro árabe de finales del siglo XIII: Al-mukhtara` fi funun min al-suna` (Invenciones de las diversas artes industriales), que fue compilado por al-Muzaffar Yusuf ibn `Umar ibn` Ali ibn Rasul (m. 1295), un rey de Yemen. ^{[51] [52]} La receta llamada para el paso de agua repetidamente a través de una mezcla de álcali Árabe (: al-qily , donde qily es ceniza de saltwort plantas, que son ricos en sodio, por lo álcali era impuro carbonato de sodio) ^[53] y cal viva ( óxido de calcio , CaO), con lo que se obtuvo una solución de hidróxido de sodio. Los fabricantes de jabón europeos también siguieron esta receta. Cuando en 1791 el químico y cirujano francés Nicolas Leblanc (1742-1806) patentó un proceso para la producción masiva de carbonato de sodio , " carbonato de sodio " natural (carbonato de sodio impuro que se obtenía de las cenizas de plantas ricas en sodio) ^{[50 ] : p36} fue reemplazado por esta versión artificial. ^{[50] : p46} Sin embargo, en el siglo XX, la electrólisis del cloruro de sodio se había convertido en el método principal para producir hidróxido de sodio. ^[54]

Ver también

• Ácido y base
• Sustancias corrosivas HAZMAT Clase 8
• Lista de agentes de limpieza

Referencias

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2. "Hoja de datos de seguridad de materiales 2" (PDF) . hillbrothers.com . Archivado desde el original (PDF) el 2012-08-03 . Consultado el 20 de mayo de 2012 .
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51. Ver: Historia de la ciencia y la tecnología en el Islam: Descripción de la fabricación de jabón
52. El químico y arqueólogo inglés Henry Ernest Stapleton (1878–1962) presentó pruebas de que el alquimista y médico persa Muhammad ibn Zakariya al-Razi (854–925) conocía el hidróxido de sodio. Ver: Henry Ernest Stapleton; RF Azo; M. Hid'yat Ḥusain (1927) "Química en Irak y Persia en el siglo X d. C.", Memorias de la Sociedad Asiática de Bengala , 8 (6): 317–418; ver p. 322.
53. Stapleton, HE y Azo, RF (1905) "Equipo alquímico en el siglo XI, AD", Memorias de la Sociedad Asiática de Bengala , 1  : 47–71; véase la nota a pie de página 5 en la pág. 53. De la p. 53: "5. Carbonato de sodio. Qily son las cenizas de ciertas plantas, por ejemplo, Salsola y Salicornia ..., que crecen cerca del mar, o en lugares salados ..."
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Bibliografía

• Haynes, William M., ed. (2011). Manual CRC de Química y Física (92ª ed.). Prensa CRC . ISBN 978-1439855119.

Enlaces externos

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con el hidróxido de sodio .

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• Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos
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