Гидроксид натрия. Гидроксид калия. Растворы едкого натрия NaOH и едкого кали KOH. Свойства. Удельный вес и содержание щелочи. Приготовление растворов щелочей.

Гидроксид натрия. Гидроксид калия. Растворы едкого натрия NaOH и едкого кали KOH. Свойства. Удельный вес и содержание щелочи. Приготовление растворов щелочей.

• NaOH = Гидроксид натрия = Natrii hydroxidum = едкий натр = гидроокись натрия = каустик = аскарит = каустическая сода = едкая щёлочь = гидрат окиси натрия = Sodium hydroxide = Caustic soda = Lye = Ascarite = White caustic = Sodium hydrate = CAS: 1310-73-2
  • Бесцветная кристаллическая масса. Удельный вес - 2,02. Молярная масса 40 г/моль. Температура плавления = 327,7 °С / Температура кипения = 1403 °С.
  • На воздухе поглощает CO₂ и воду, при этом расплывается и переходит в Na₂CO₃ = карбонат натрия = кальцинированная сода.
  • Едкий натр легко растворим в воде, значительно растворим в спирте и нерастворим в эфире.
  • Из концентрированных водных растворов при -8°С выделяются крупные кристаллы кристаллогидратов NaOH·½H₂O + с водой NаОН образует ряд кристаллогидратов: NaOH*nH₂O, где n = 1, 2, 2,5, 3,5, 4, 5,25 и 7 из которых при обычной температуре устойчив NaOH*Н₂О (12,3—61,8°С)
  • Существуют две модификации безводного едкого натра –α-NаОН с ромбической формой кристаллов и β-NаОН с кристаллами кубической формы.
  • Водные растворы NaOH имеют сильную щелочную реакцию (pH 1%-раствора = 13).
  • Это очень сильное химическое основание, вступает в реакции, характерные для типичных оснований.
  • Взаимодействует с различными веществами в любых агрегатных состояниях, от растворов и газов до твердых веществ — реакции нейтрализации.
  • Вступает в реакции с кислотами, с амфотерными оксидами (в растворе и расплаве), с кислотными оксидами — с образованием солей.
    • Например:
      • 2NaOH + 2HCl = 2NaCl + H₂O
      • ZnO + 2NaOH_{(расплав)} = Na₂ZnO₂ + H₂O
      • ZnO + 2NaOH_{(раствор)} + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄] + H₂
      • 2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O (при избытке NaOH)
  • Взаимодействие с кислотными оксидами используется для очистки промышленных выбросов от кислотных газов (например: CO₂, SO₂ и H₂S).
  • Как сильная щелочь NaOH вытесняет более слабые основания из солей:
    • 2NaOH + CoCl₂ = 2NaCl + Co(OH)₂
    • Это свойство применяют для осаждения гидроксидов металлов едким натром.
    • Например, таким образом очищают воду от мелких взвесей (получают гелеобразный гидроксид алюминия, действуя гидроксидом натрия на сульфат алюминия в водном растворе).
      • 6NaOH + Al₂(SO₄)₃ = 2Al(OH)₃ + 3Na₂SO₄.
  • Также гидроксид натрия вступает в реакции с неметаллами:
    • 3S + 6NaOH > 2Na₂S + Na₂SO₃ + 3H₂O
    • 2NaOH + Cl₂ = NaClO + NaCl + H₂O
  • и металлами (имеющими высокий электрохимический потенциал):
    • 2Al + 2NaOH + 6H₂O = 3H₂ + 2Na[Al(OH)₄]
  • Со спиртами образует алкоголяты:
    • HO-CH₂-CH₂ОН + 2NaOH > NaO-CH₂-CH₂-ONa + 2Н₂O
  • Участвует в реакциях гидролиза (взаимодействие с эфирами, амидами и алкилгалогенидами):
    • ROOR¹ + NaOH = ROONa + R¹OH (эфир + гидроксид натрия = карбоксилат натрия + спирт)
  • Это свойство щелочи широко применяется в промышленности, при получении твердого мыла (в случае взаимодействия гидроксида натрия с мылом (омыление) реакция необратима):
    • (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3NaOH = C₃H₅(OH)₃ + 3C₁₇H₃₅COONa
  • NaOH, очень агрессивен даже технический ! Он разрушает стекло и фарфор за счет взаимодействия с содержащимся в них диоксидом кремния (выщелачивание силикатов): 2NaOH + SiO₂ = Na₂SiO₃ + H₂O, а также материалы органического происхождения (бумагу, кожу и пр).
  • Класс опасности: Едкий натр представляет собой едкое вещество. При попадании на кожу вызывает химические ожоги, а при длительном воздействии может вызывать язвы и экземы. Сильно действует на слизистые оболочки. Опасно попадание едкого натра в глаза. Предельно допустимая концентрация аэрозоля едкого натра в воздухе рабочей зоны производственных помещений (ПДК) - 0,5 мг/м3.
    Каустическая сода пожаро- и взрывобезопасна, относится к вредным веществам 2-го класса опасности по ГОСТ 12.1.007.
  • В Таблице 1 (ниже) приведены удельные веса, концентрация в % и содержание NaOH в 100г для растворов NaOH.
• KOH = Гидроксид калия = Kalii hydroxidum = едкое кали = каустический поташ = гидрат окиси калия = гидроокись калия = калиевая щёлочь = калиевый щёлок = гидрат окиси калия = Potassium hydroxide = Caustic potash = Lye = Potash lye = Potassia = Potassium hydrate = CAS 1310-58-3.
  • Бесцветная кристаллическая масса. Удельный вес - 2,04. Температура плавления = 360,4 ° / Температура кипения = 1403 °C. Жадно поглощает CO₂ и воду, при этом расплывается и переходит в K ₂CO₃ = карбонат калия = углекислый калий. Едкое кали является сильным сушителем. Хорошо растворим в воде с сильным разогреванием. KOH не рекомендуется хранить в банках с притертой пробкой, т.к. последние быстро заедают.
  • Гидроксид калия продается в виде массивных блоков, хлопьевидной массы, гранул или небольших кусков, а также 40-50%-х растворов. Соединения калия менее распространены и поэтому более дороги, чем соответствующие соединения натрия. Они применяются только в тех случаях, когда необходим присущий им комплекс физико-химических свойств, не обеспечиваемый соединениями натрия.
  • В России технический гидрат окиси калия выпускают по ГОСТ 9285-78 ( Калия гидрат окиси технический), химически чистый продукт выпускается согласно ГОСТ 24363-80 (Калия гидроокись). Иностранному продукту соответствует CAS 1310-58-3
• Гидроксид калия является практически универсальным химическим соединением. Ниже приведены примеры материалов и процессы в которых он используется:
  • нейтрализация кислот, алкалиновые батареи, катализ, моющие средства, буровые растворы, красители, удобрения, производство пищевых продуктов, газоочистка, металлургическое производство,перегонка нефти, различные органические и неорганические вещества, производство бумаги, производство электролитов, пестициды, фармацевтика, регулирование pH, карбонат калия и другие калийные соединения, мыла, синтетический каучук.
  • Одна из важнейших областей  применения гидроксида калия — производство мягкого мыла. Смеси калиевых и натриевых мыл используются для получения жидких мыл, моющих средств, шампуней, кремов для бритья, отбеливателей и некоторых фармацевтических препаратов.
  • Другая важная область применения— производство различных солей калия. Например, перманганат калия получают путем сплавления диоксида марганца с каустическим поташем и последующего окисления образовавшегося манганата калия в электролизной камере. Дихромат калия можно получить аналогичным способом, хотя чаще его изготовляют сплавлением тонко измельченной хромитной руды с карбонатом или гидроксидом калия и воздействием на полученный хромат кислотой с образованием дихромата калия.
  • Гидроксид калия также применяют вместе с каустической содой в производстве многих красителей и других органических соединений, а также как адсорбент газов, дегидратирующий агент, осадитель нерастворимых гидроксидов металлов, в щелочных аккумуляторах, для получения различных соединений калия.
  • Кроме того, гидроксид калия используется для обеззараживания сточных вод, в азотной промышленности для осушки газов, в резинотехнической промышленности в качестве «калийного мыла», предотвращающего слипание крошки каучука и др.
  • Гидроокись калия техническая применяется для выщелачивания отливок стального литья
  • Класс опасности: Гидроокись калия в виде раствора и пыли действует прижигающе на кожные покровы и слизистые оболочки. Предельно допустимая концентрация аэрозоля гидроокиси калия в воздухе рабочей зоны производственных помещений (ПДК) — 0,5 мг/м3. Гидрат окиси калия негорюч и взрывобезопасен, по степени воздействия на организм относится к веществам 2-го класса. Едкое вещество, при попадании на кожу и слизистые оболочки, особенно глаза, вызывает тяжелые химические ожоги и хронические заболевания кожных покровов. Особенно опасно попадание в глаза.
  • В Таблице 2 (ниже) приведены удельные веса, концентрация в % и содержание KOH в 100г растворов KOH.

Источники: Приготовление растворов для химико-аналитических работ. П.П. Коростелев / 1962г  / Издательство АН СССР + EngToolbox + другие + EngTips + ТУ + ГОСТы