Natriumhydroxide

Natriumhydroxide, ook wel caustische of bijtende soda genoemd, is een anorganische verbinding met als brutoformule NaOH. De stof komt voor als een witte, hygroscopische vaste stof, die zeer goed oplosbaar is in water. Tijdens het oplossen komt een grote hoeveelheid warmte vrij. De uiteindelijke oplossing wordt ook wel aangeduid als natronloog. Deze waterige oplossing is een sterke base en verdringt zwakkere basen uit hun zouten. Natriumhydroxide is zeer corrosief en kan ernstige brandwonden veroorzaken. De stof geleidt niet in vaste vorm, maar is een elektrolyt en geleidt dus wel in een mengsel met water. In vloeibare vorm geleidt NaOH ook.

Natriumhydroxide
Structuurformule en molecuulmodel
Natriumhydroxide-pellets
Algemeen
Molecuulformule	NaOH
IUPAC-naam	natriumhydroxide
Andere namen	caustische soda
Molmassa	39,99711 g/mol
SMILES	[OH-].[Na+]
InChI	1/Na.H2O/h;1H2/q+1;/p-1/fNa.HO/h;1h/qm;-1
CAS-nummer	1310-73-2
EG-nummer	215-185-5
PubChem	6093214
Wikidata	Q102769
Beschrijving	Witte hygroscopische kristallen
Vergelijkbaar met	kaliumhydroxide
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Gevaar
H-zinnen	H314
EUH-zinnen	geen
P-zinnen	P280 - P305+P351+P338 - P310
Hygroscopisch?	ja
Opslag	In een afgesloten recipiënt, in een vochtvrije omgeving, gescheiden van zuren, metalen en voedingsmiddelen.
EG-Index-nummer	011-002-00-6
VN-nummer	1823
ADR-klasse	Gevarenklasse 8
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand	vast
Kleur	wit
Dichtheid	2,1 g/cm³
Smeltpunt	318 °C
Kookpunt	1390 °C
Oplosbaarheid in water	1090 g/L
Goed oplosbaar in	water, methanol
Matig oplosbaar in	ethanol
Brekingsindex	1,3576
Evenwichtsconstante(n)	pKa = 13
Nutritionele eigenschappen
Type additief	zuurteregelaar
E-nummer	E524
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal    Scheikunde

Synthese

Natriumhydroxide kan op verschillende manieren worden geproduceerd. Een eerste methode is de reactie van natriumcarbonaat met calciumhydroxide:

${\displaystyle {\ce {Na2CO3 + Ca(OH)2 -> 2 NaOH + CaCO3}}}$

Het slecht oplosbare calciumcarbonaat vormt een neerslag, die uit de oplossing wordt gefilterd. Het goed oplosbare natriumhydroxide bevindt zich in het filtraat. De oplossing kan als zodanig worden gebruikt.

Een meer performante methode is de elektrolyse van een waterige oplossing van natriumchloride. Aan de kathode worden de natriumionen gereduceerd tot natrium, dat vrijwel onmiddellijk met water reageert tot natriumhydroxide:

${\displaystyle {\ce {Na+ + e^- -> Na}}}$

${\displaystyle {\ce {2 Na + 2 H2O -> 2 NaOH + H2}}}$

Aan de anode wordt chloorgas gevormd, dat weggeleid wordt.

Dit elektrolyseproces wordt op industriële schaal toegepast middels de amalgaam-, diafragma- of membraanmethode. Alle methoden hebben met elkaar gemeen dat er bijkomende reinigings- en concentratiestappen moeten worden doorlopen om watervrij natriumhydroxide te verkrijgen.

Eigenschappen en reacties

Natriumhydroxide is sterk hygroscopisch: pellets die aan vocht uit de lucht worden blootgesteld zullen vervloeien. De stof reageert eveneens met koolstofdioxide uit de lucht tot natriumwaterstofcarbonaat en natriumcarbonaat:

${\displaystyle {\ce {NaOH + CO2 -> NaHCO3}}}$

${\displaystyle {\ce {2 NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O}}}$

Het moet daarom in een afgesloten verpakking worden bewaard.

Natriumhydroxide reageert met sterke en zwakke zuren tot de overeenkomstige natriumzouten (via een neutralisatiereactie):

${\displaystyle {\ce {NaOH + HCl -> Na+ + Cl- + H2O}}}$

Deze reactie wordt toegepast bij zuur-basetitraties. Echter, aangezien natriumhydroxide water en koolstofdioxide opneemt, kan het niet als primaire standaard worden gebruikt en moet het eerst gesteld worden op een oertiterstof, zoals oxaalzuur of kaliumwaterstofftalaat.

Natriumhydroxide reageert met aluminium, waardoor natriumaluminaat en waterstofgas gevormd wordt:

${\displaystyle {\ce {2 Al + 2 NaOH + 2 H2O -> 2 NaAlO2 + 3 H2}}}$

Van deze reactie wordt gebruikgemaakt bij het Bayerproces.

Toepassingen

Natriumhydroxide is een sterke base die zowel in het laboratorium als in de industrie veelvuldig wordt gebruikt, onder meer bij de productie van zeep uit vetten (verzeping), kleurstoffen, kunstzijde en cellulose uit hout en stro. Het wordt gebruikt bij de bewerking van katoen en de reiniging van vet, aardolie en petroleum.

Natriumhydroxide wordt ook aangewend bij de synthese van andere verbindingen, zoals natriumhypochloriet, natriumfosfaat, natriumsulfide en natriumaluminaat.

Het maakt in verdunde oplossing deel uit van gootsteenontstopper, ontharingsmiddelen en haarontkrullers.

In het laboratorium kan het worden gebruikt om in situ ammoniak te bereiden door reactie met ammoniumchloride:

${\displaystyle {\ce {NaOH + NH4Cl -> NH3 + NaCl + H2O}}}$

Deze reactie illustreert het feit dat natriumhydroxide, met een pK_a van 13, een sterkere base is dan ammoniak.

Natriumhydroxide wordt in de voedingsmiddelenindustrie toegepast als zuurteregelaar onder het E-nummer E524.

Toxicologie en veiligheid

Natriumhydroxide is een zeer corrosieve stof die huid en ogen kan aantasten. Contact met de huid leidt tot weefselbeschadiging, roodheid, jeuk en ernstige brandwonden. De schadelijkheid is terug te voeren op het feit dat natriumhydroxide de in de huid aanwezige vetten verzeept. Ook de peptidebindingen in proteïnen worden gehydrolyseerd. Contact met de ogen kan leiden tot gezichtsvermindering en blindheid. Oplossingen van natriumhydroxide in water worden als corrosief bestempeld wanneer de concentratie meer dan 2% bedraagt.

Wanneer natriumhydroxide in contact wordt gebracht met water of zuren treedt een grote warmteontwikkeling op. Verder is de stof corrosief voor bepaalde onedele metalen, zoals aluminium en zink. Het kan ook schade toebrengen aan glas.

Externe links

•  natriumhydroxide - International Chemical Safety Card
• (en) Gegevens van natriumhydroxide in de GESTIS-stoffendatabank van het IFA
• (en) MSDS van natriumhydroxide