Hydroxid Sodný: Výskyt, Vlastnosti a Použití

Hydroxid sodný (NaOH), známý také jako louh sodný, je silná zásaditá anorganická sloučenina s širokým využitím v průmyslu i domácnostech. Jedná se o anorganickou bázi, patřící do skupiny hydroxidů, která je známá svou vysokou reaktivitou a schopností neutralizovat kyseliny. Hydroxid sodný má chemický vzorec NaOH. Je to bílá, krystalická pevná látka bez zápachu, která je velmi hygroskopická - snadno absorbuje vlhkost a oxid uhličitý ze vzduchu.

Při kontaktu s vodou se snadno rozpouští a uvolňuje značné množství tepla. Vodný roztok hydroxidu sodného se nazývá louh sodný a je silně zásaditý (pH ~14). Hydroxid sodný má vysokou teplotu tání (318 °C) a je ve vodě velmi dobře rozpustný. Tato látka se v přírodě přirozeně nevyskytuje volně, vzhledem ke své vysoké reaktivitě.

Výskyt Hydroxidu Sodného v Přírodě

Sodík je poměrně bohatě zastoupen na Zemi i ve vesmíru. Předpokládá se, že zemská kůra obsahuje 2,4 - 2,6 % sodíku, čímž se řadí na 5. místo ve výskytu prvků na zemi. Mořská voda obsahuje sodík jako hlavní kation v koncentraci přibližně 10,5 g Na/l. Vzhledem k vysoké rozpustnosti většiny sloučenin sodíku došlo v průběhu geologických přeměn zemské kůry k vyplavení značné části sodíku z povrchových vrstev pevninské zemské kůry do oceánských vod.

Z minerálů, obsažených v zemské kůře je nejznámější halit (sůl kamenná), chemicky chlorid sodný NaCl. Ložiska tohoto minerálu mají původ ve vyschlých jezerech a mořích minulých geologických období. Příkladem minerálů biogenního původu je chilský ledek, chemicky dusičnan sodný NaNO3, který se nachází na chilském pobřeží. Další minerály sodíku jsou kryolit Na3AlF6, thenardit Na2SO4, Glauberova sůl Na2SO4. 10 H2O, glauberit Na2SO4.CaSO4, glaserit NA2SO4.3 K2SO4, solfatarit NaAl(SO4)2.

Výroba Hydroxidu Sodného

Dříve se hydroxid sodný vyráběl tzv. Vznikající velmi málo rozpustný uhličitan vápenatý se oddělil sedimentací, případně následnou filtrací a odpařením vody ze zbývajícího roztoku se získal surový hydroxid sodný. V současné době se veškerý hydroxid sodný vyrábí elektrolytickým rozkladem roztoku chloridu sodného (solanky), přičemž vedlejším produktem elektrolýzy je plynný chlor (tzv. chlor-alkalický proces).

Čtěte také: Přírodní zdroje soli

Finálním produktem průmyslové prvovýroby hydroxidu sodného je jeho 50% vodný roztok.

Metody výroby:

• Amalgamová metoda
• Diafragmová metoda
• Membránová metoda

Amalgamová metoda

Při amalgamové metodě se používá Castner-Kellnerův elektrolyzér (vynalezený v roce 1892), kde jako katoda slouží kovová rtuť. který se ve rtuti rozpustí za vzniku kapalného amalgámu. Tím se zabrání okamžité reakci kovového sodíku s vodou na hydroxid sodný; tento rozklad probíhá následně v oddělené reakční prostoře nazývané rozkladač, kam se kapalný amalgam přečerpává. Rtuť zbavená sodíku v rozkladači se pak vrací do elektrolyzéru.

Tento postup užívali dva největší čeští výrobci hydroxidu sodného, Spolana, a. s., Neratovice a Spolek pro chemickou a hutní výrobu, a. s., Ústí nad Labem a také více než polovina výrobců chlóru a hydroxidu sodného v Evropské unii. Nevýhodou tohoto postupu je potřeba velmi čisté suroviny, relativně vysoký rozkladný potenciál (a tedy i vyšší nároky na elektrickou energii) a použití toxické rtuti.

Diafragmová metoda

Při tzv. diafragmové metodě (z roku 1885), jsou v Griesheimově článku anodový a katodový prostor vzájemně odděleny polopropustnou stěnou, která sice dovolí putovat v elektrostatickém poli malým iontům Na+ a molekulám vody, ale zabrání prostupu molekul vznikajícího chlóru Cl2. Do prostoru anody se kontinuálně přivádí roztok (solanka). V katodovém prostoru se hromadí sodné kationty Na+ a jejich kladný náboj je kompenzován růstem koncentrace záporných hydroxylových aniontů OH−, čímž zde efektivně vzniká hydroxid sodný.

Odpouštěný roztok obsahuje vedle sebe zbytky rozpuštěného chloridu sodného a vzniklého hydroxidu sodného, které je nutno následně oddělit. Diafragma (polopropustná stěna) je většinou zhotovována z azbestu, který je však ekologicky nevhodný a proto se hledají a zkoušejí jeho jiné náhrady. Nicméně tímto postupem se produkuje asi 75 % hydroxidu sodného v USA.

Čtěte také: Výskyt rtuti v přírodě

Membránová metoda

Nejmodernější a v současnosti nejpoužívanější metodou zavedenou kolem roku 1970, je tzv. membránová metoda, která je modifikací předchozího postupu. Anodový a katodový prostor jsou odděleny ionexovou membránou, která umožňuje přestup pouze kationtům H3O+ a Na+. Do prostoru anody se kontinuálně přidává nasycená solanka a odčerpává se ochuzená; naopak do prostoru katody se čerpá zředěný, cca 30% roztok hydroxidu sodného a odčerpává se roztok hydroxidu sodného o koncentraci 32,5 %.

Tato metoda je energeticky méně náročná než předchozí a dosahuje vysoké čistoty produktu. V Evropské unii tuto metodu používá asi 85 % výrobních závodů, v Japonsku 90 %. Tato metoda je od roku 2017 zavedena také v ústecké Spolchemii.

Vlastnosti Hydroxidu Sodného

Ve vodném roztoku jsou „molekuly“ hydroxidu sodného plně disociovány na sodné ionty a hydroxidové anionty. Vzhledem k tomu je velmi silnou zásadou. Vodný roztok hydroxidu sodného (min. 49%) je bezbarvá čirá viskózní kapalina, která při teplotě pod 10 °C krystalizuje. Bezvodý NaOH je bílá krystalická nebo amorfní látka. Dobře se rozpouští v ethanolu, methanolu a ve vodě, je nerozpustný v diethyletheru. V pevném stavu je vysoce hygroskopický, takže ponechán na vzduchu se velice brzy rozteče na velmi koncentrovaný roztok. (tato vlastnost bývala využívána ve starších filtroventilačních jednotkách a systémech s uzavřeným koloběhem vzduchu k zachycování oxidu uhličitého; nevýhodou bylo spékání absorpčního činidla, takže dnes je např. při aplikacích v pilotované kosmonautice nahrazován hydroxidem lithným).

Podobně reaguje i s jinými plynnými oxidy, např. což může být využito k odstraňování tohoto jedovatého plynu z ovzduší. Protože sklo obsahuje značný podíl oxidu křemičitého, dlouhým působením koncentrovaného roztoku hydroxidu sodného jeho povrch matní. S kyselinami tvoří reakcí nazývanou neutralizace soli, např. S vícesytnými kyselinami tvoří podle množství normální nebo kyselé soli (hydrogensoli), např. Podobně reaguje i s organickými (karboxylovými) kyselinami, např. (tuto neutralizační reakci lze použít jako nouzovou dekontaminaci pokožky, zasažené roztokem NaOH).

Dokonce tvoří soli i s tak slabými organickými kyselinami, jako jsou fenoly, např. Železo, měď a většinu ušlechtilých kovů hydroxid sodný nerozpouští, zato s amfoterními kovy reaguje za vývinu vodíku a tvorby solí. Např. Hydroxid sodný reaguje i s některými nekovy. Např. Průmyslově důležitou reakcí je působení hydroxidu sodného na estery organických kyselin, při nichž se tyto organické sloučeniny štěpí na alkoholy a volné kyseliny, které se okamžitě mění na jejich sodné soli. Tento proces se nazývá zmýdelňování. Např. Působením na soli jiných kovů dochází k výměně iontů těchto kovů za sodík a k tvorbě hydroxidů. Např.

Čtěte také: Recyklace kyseliny tereftalové

Použití Hydroxidu Sodného

Hydroxid sodný má velice široké použití v chemickém průmyslu (výroba mýdel a dalších povrchově aktivních látek, příprava dalších sloučenin sodíku, jako reakční složka při organických a anorganických syntézách), v textilním průmyslu, v průmyslu celulózy a papíru, v hutnictví a hliníkárenství, ve vodárenství při úpravách pitné vody. V potravinářském průmyslu se užívá při zpracování tuků a olejů, ale také jako dezinfekční činidlo pro vymývání strojů.

Přehled použití hydroxidu sodného:

• Výroba mýdel a detergentů
• Úprava pH v potravinářství
• Výroba papíru a celulózy
• Čištění odpadních vod
• Výroba léčiv

Bezpečnostní Opatření

Hydroxid sodný silně leptá veškeré tkáně v organismu. Zmýdelňuje tuky, koaguluje bílkoviny, odnímá z tkání vodu. Při požití způsobuje zejména poleptání jícnu (nikoli žaludku jako u kyselin; při větších požitých množstvích však může být vážně poleptán i žaludek a tenké střevo), s rizikem nekrózy, žilní trombózy nebo až perforace jícnu. Častá jsou pozdější zúžení jícnu, komplikující polykání potravy. Mohou se vyskytnout i pozdní následky (po řadě let od poleptání) v podobě rakoviny jícnu, a to v 0,8 až 4 % případů.

Hydroxid sodný není sice hořlavý ani výbušný, ale je to velmi silná žíravina a zdraví škodlivá látka. Při poleptání okamžitě omývejte napadené místo pokožky proudem studené vody a následně neutralizujte poleptané místo slabou kyselinou (zředěný ocet nebo kyselina citronová). Při zasažení očí se nesmí nikdy neutralizovat,[3] pouze neustále vymývat vodou.

Toxicita: způsobuje ji žíravost, požitím, při styku s kůží, při zasažení očí. Žíravý i ve zředěném stavu. Reaktivita: reakce s lehkými kovy za tvorby vodíku.

První pomoc:

• Při požití - způsobuje těžké poleptání, popáleniny v ústech, hrdle, jícnu a GIT.
• Při vdechnutí - vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu), aby se zabránilo udušení při případném zvracení. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání.
• Při zasažení očí - okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut).
• Při styku s kůží - odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody.

Opatření při úniku: Opatrně provést mechanický úklid, shromáždit do krytých kontejnerů a nechat zlikvidovat specializovanou firmou. Zabránit kontaminaci povrchových a podzemních vod a půdy. Nesmí se dostat do kanalizace.

Vhodná hasiva: samotná látka není hořlavá - hasiva přizpůsobit látkám vyskytujících se v okolí. Při hašení vodou, vzniká louh. Odtékající hasební voda musí být pod kontrolou (měření pH) dle výsledků měření neutralizovat, či ředit.

tags: #hydroxid #sodný #výskyt #v #přírodě

Oblíbené příspěvky:

• Hnědý medvěd: historie a současnost
• Odvoz odpadu v ČR
• Více o skládce Uhy
• Jak se zbavit odpadu z rekonstrukce?
• Složení suti Drnovice