Natriumhydroxide
Natriumhydroxide is een populaire sterke base die in de industrie wordt gebruikt. Natriumhydroxide wordt gebruikt bij de vervaardiging van natriumzouten en wasmiddelen, pH-regulering en organische synthese. In bulk wordt het meestal behandeld als een waterige oplossing, aangezien oplossingen goedkoper en gemakkelijker te hanteren zijn.
Natriumhydroxide wordt gebruikt in veel scenario’s waarbij het wenselijk is om de alkaliteit van een mengsel te verhogen of om neutraliseren van zuren.
In de petroleumindustrie wordt natriumhydroxide bijvoorbeeld gebruikt als een additief in boorspoeling om de alkaliteit in bentonietspoelsystemen te verhogen, om de viscositeit van de slib te verhogen en om zuur gas (zoals zoals waterstofsulfide en kooldioxide) die kunnen worden aangetroffen in de geologische formatie naarmate het boren vordert.
Een ander gebruik is bij zoutsproeitesten waarbij de pH moet worden geregeld. Natriumhydroxide wordt gebruikt met zoutzuur om de pH in evenwicht te brengen. Het resulterende zout, NaCl, is het corrosieve middel dat wordt gebruikt in de standaard pH-neutrale zoutsproeitest.
Ruwe olie van slechte kwaliteit kan worden behandeld met natriumhydroxide om zwavelhoudende onzuiverheden te verwijderen in een proces dat bekend staat als bijtend wassen. Zoals hierboven reageert natriumhydroxide met zwakke zuren zoals waterstofsulfide en mercaptanen om niet-vluchtige natriumzouten te geven, die kunnen worden verwijderd. Het afval dat daarbij ontstaat is giftig en moeilijk om mee om te gaan, en daarom is het proces in veel landen verboden. In 2006 gebruikte Trafigura het proces en stortte het afval vervolgens in Ivoorkust.
Andere veel voorkomende toepassingen van natriumhydroxide zijn:
- Het wordt gebruikt voor het maken van zeep en wasmiddelen. Natriumhydroxide wordt gebruikt voor harde zeep, terwijl kaliumhydroxide wordt gebruikt voor vloeibare zepen. Natriumhydroxide wordt vaker gebruikt dan kaliumhydroxide omdat het goedkoper is en een kleinere hoeveelheid nodig is.
- Het wordt gebruikt als afvoerreinigers die natriumhydroxide bevatten, zetten vetten en vet dat leidingen kan verstoppen om in zeep, die oplost in water. (zie reinigingsmiddel)
- Het wordt gebruikt voor het maken van kunstmatige textielvezels (zoals rayon).
- Het wordt gebruikt bij de productie van papier. Ongeveer 56% van het geproduceerde natriumhydroxide wordt gebruikt door de industrie, waarvan 25% in de papierindustrie. (zie chemisch pulpen)
- Het wordt gebruikt bij het zuiveren van bauxieterts waaruit aluminiummetaal wordt gewonnen. Dit staat bekend als het Bayer-proces. (zie het oplossen van amfotere metalen en verbindingen)
- Het wordt gebruikt bij het ontvetten van metalen, olieraffinage en het maken van kleurstoffen en bleekmiddelen.
Chemisch pulpen Bewerken
Natriumhydroxide wordt ook veel gebruikt bij het pulpen van hout voor het maken van papier of geregenereerde vezels. Naast natriumsulfide is natriumhydroxide een hoofdbestanddeel van de witloogoplossing die wordt gebruikt om lignine van cellulosevezels te scheiden in het kraftproces. Het speelt ook een sleutelrol in verschillende latere stadia van het bleken van de bruine pulp die het resultaat is van het pulpproces. Deze fasen omvatten zuurstofdelignificatie, oxidatieve extractie en eenvoudige extractie, die allemaal een sterk alkalische omgeving vereisen met een pH > 10,5 aan het einde van de fasen.
Weefselvertering Bewerken
Op een vergelijkbare manier wordt natriumhydroxide gebruikt om weefsels te verteren, zoals in een proces dat ooit bij boerderijdieren werd gebruikt. Dit proces omvatte het plaatsen van een karkas in een afgesloten kamer en vervolgens het toevoegen van een mengsel van natriumhydroxide en water (dat de chemische bindingen verbreekt die het vlees intact houden). Dit verandert het lichaam uiteindelijk in een vloeistof met een koffieachtig uiterlijk, en de enige vaste stof die overblijft, zijn botschillen, die tussen de vingertoppen kunnen worden geplet.
Natriumhydroxide wordt vaak gebruikt bij het proces van ontbindende roadkill die op stortplaatsen is gedumpt door aannemers voor het verwijderen van dieren. Vanwege de beschikbaarheid en lage kosten is het door criminelen gebruikt om lijken op te ruimen. De Italiaanse seriemoordenaar Leonarda Cianciulli gebruikte deze chemische stof om dode lichamen in zeep te veranderen. In Mexico, een man die werkten voor drugskartels toegegeven dat ze er meer dan 300 lichamen mee hebben weggegooid.
Natriumhydroxide is een gevaarlijke chemische stof vanwege het vermogen om eiwitten te hydrolyseren. Als een verdunde oplossing op de huid wordt gemorst, kunnen brandwonden ontstaan als het gebied wordt niet grondig en enkele minuten met stromend water gewassen Spatten in het oog kunnen ernstiger zijn en tot blindheid leiden.
Oplossen van amfotere metalen en verbindingen Bewerken
Sterke basen tasten aluminium aan. Natriumhydroxide reageert w et aluminium en water om waterstofgas vrij te maken. Het aluminium haalt het zuurstofatoom uit natriumhydroxide, dat op zijn beurt het zuurstofatoom uit het water haalt en de twee waterstofatomen vrijgeeft. De reactie produceert dus waterstofgas en natriumaluminaat. Bij deze reactie werkt natriumhydroxide als een middel om de oplossing alkalisch te maken, waarin aluminium kan oplossen.
2 Al + 2 NaOH + 2 H
2O → 2 NaAlO
2 + 3H
2
Natriumaluminaat is een anorganische chemische stof die wordt gebruikt als een effectieve bron van aluminiumhydroxide voor velen industriële en technische toepassingen. Zuiver natriumaluminaat (watervrij) is een witte kristallijne vaste stof met een formule die afwisselend wordt weergegeven als NaAlO
2, NaAl (OH)
4 < (gehydrateerd), Na
2O
.Al
2O
3, of Na
2Al
2O
4. Vorming van natriumtetrahydroxoaluminaat (III) of gehydrateerd natriumaluminaat wordt gegeven door:
2Al + 2NaOH + 6H
2O → 2 NaAl (OH)
4 + 3 H
2
Deze reactie kan nuttig zijn bij het etsen, het verwijderen van anodiseren of het omzetten van een gepolijst oppervlak naar een satijnachtige afwerking, maar zonder verdere passivering, zoals anodiseren of aloderen, kan het oppervlak worden aangetast, hetzij onder normaal gebruik, hetzij onder zware atmosferische omstandigheden.
In het Bayer-proces wordt natriumhydroxide gebruikt bij de raffinage van aluminiumoxide-houdende ertsen (bauxiet) om aluminiumoxide (aluminiumoxide) te produceren, de grondstof die wordt gebruikt om aluminiummetaal te produceren via het elektrolytische Hall-Héroult-proces. Omdat het aluminiumoxide amfoteer is, lost het op in het natriumhydroxide, waardoor onzuiverheden die bij hoge pH minder oplosbaar zijn, zoals ijzeroxiden, achterblijven in de vorm van een sterk alkalische rode modder.
Andere amfotere metalen zijn zink en lood die oplossen in geconcentreerde natriumhydroxideoplossingen om respectievelijk natriumzinkaat en natriumplumbaat te geven.
Verestering en omesteringsreagens Bewerken
Natriumhydroxide wordt traditioneel gebruikt bij het maken van zeep (koude proceszeep, verzeping). Het werd in de negentiende eeuw gemaakt voor een hard oppervlak in plaats van een vloeibaar product omdat het gemakkelijker was op te slaan en te vervoeren.
Voor de productie van biodiesel wordt natriumhydroxide gebruikt als katalysator voor de omestering van methanol en triglyceriden. Dit werkt alleen met watervrij natriumhydroxide, omdat in combinatie met water het vet zou veranderen in zeep, die zou worden aangetast met methanol. NaOH wordt vaker gebruikt dan kaliumhydroxide omdat het goedkoper is en een kleinere hoeveelheid nodig is. Vanwege de productiekosten is NaOH, dat wordt geproduceerd met gewoon zout, goedkoper dan kaliumhydroxide.
Voedselbereiding Bewerken
Voedselgebruik van natriumhydroxide omvat onder meer wassen of chemisch schillen van fruit en groenten, chocolade- en cacaoverwerking, productie van karamelkleuring, broeien van gevogelte, verwerking van frisdrank en verdikkingsijs. Olijven worden vaak geweekt in natriumhydroxide om ze te verzachten; Pretzels en Duitse loogbroodjes worden voor het bakken geglazuurd met een natriumhydroxideoplossing om ze knapperig te maken. Vanwege de moeilijkheid om natriumhydroxide van voedingskwaliteit in kleine hoeveelheden voor thuisgebruik te verkrijgen, wordt natriumcarbonaat vaak gebruikt in plaats van natriumhydroxide. Het staat bekend als E-nummer E524.
Specifieke voedingsmiddelen die met natriumhydroxide zijn verwerkt, zijn:
- Duitse pretzels worden gepocheerd in een kokende natriumcarbonaatoplossing of koude natriumhydroxideoplossing voordat ze worden gebakken , wat bijdraagt aan hun unieke korst.
- Loogwater is een essentieel ingrediënt in de korst van de traditioneel gebakken Chinese mooncakes.
- De meeste geel gekleurde Chinese noedels zijn gemaakt met loog- water, maar worden vaak aangezien voor het bevatten van eieren.
- Een variëteit van zongzi gebruikt loogwater om een zoete smaak te geven.
- Natriumhydroxide is ook de chemische stof die gelvorming van eiwitten in de productie van Eeuwse eieren.
- Bij sommige methoden om olijven te bereiden, worden ze onderworpen aan pekel op basis van loog.
- Het Filippijnse dessert (kakanin) genaamd kutsinta gebruikt een kleine hoeveelheid loogwater om het rijstmeelbeslag een geleiachtige consistentie te geven. Een soortgelijk proces wordt ook gebruikt in de kakanin die bekend staat als pitsi-pitsi of pichi-pichi, behalve dat het mengsel geraspte cassave gebruikt in plaats van rijstmeel.
- Het Noorse gerecht dat bekend staat als lutefisk (van lutfisk, ‘loogvis “).
- Bagels worden vaak gekookt in een loogoplossing voor het bakken, wat bijdraagt aan hun glanzende korst.
- Hominy is gedroogde maïskorrels die worden gereconstitueerd door ze in loogwater te weken. Deze zetten aanzienlijk in grootte uit en kunnen verder worden verwerkt door te bakken tot maïsmeel of door te drogen en te malen om grutten te maken. Hominy wordt gebruikt om Masa te maken, een populair meel dat in de Mexicaanse keuken wordt gebruikt om maïstortilla’s en tamales te maken. Nixtamal is vergelijkbaar, maar gebruikt calciumhydroxide in plaats van natriumhydroxide.
ReinigingsmiddelEdit
Natriumhydroxide wordt vaak gebruikt als industrieel reinigingsmiddel waar het vaak “bijtend” wordt genoemd. Het wordt aan water toegevoegd, verwarmd en vervolgens gebruikt om procesapparatuur, opslagtanks, enz. Te reinigen. Het kan vet, oliën, vetten en eiwitafzettingen oplossen. Het wordt ook gebruikt voor het reinigen van afvoerleidingen voor afval onder gootstenen en afvoeren in woningen.Aan de natriumhydroxideoplossing kunnen oppervlakteactieve stoffen worden toegevoegd om opgeloste stoffen te stabiliseren en zo herafzetting te voorkomen. Een natronloog wordt gebruikt als krachtige ontvetter op roestvrijstalen en glazen bakvormen. Het is ook een veelgebruikt ingrediënt in ovenreinigers.
Natriumhydroxide wordt vaak gebruikt bij de productie van wasmiddelen voor onderdelen. Wasmiddelen voor onderdelenreinigers op basis van natriumhydroxide behoren tot de meest agressieve chemicaliën voor het reinigen van onderdelen. De detergentia op basis van natriumhydroxide omvatten oppervlakte-actieve stoffen, roestremmers en antischuimmiddelen. Een onderdelenwasser verwarmt water en het wasmiddel in een gesloten kast en sproeit vervolgens het verwarmde natriumhydroxide en heet water onder druk tegen vuile onderdelen voor ontvettingstoepassingen. Natriumhydroxide dat op deze manier werd gebruikt, verving veel op oplosmiddelen gebaseerde systemen in de vroege jaren negentig, toen trichloorethaan werd verboden door het Montreal-protocol. Onderdelenwasmachines op basis van water en natriumhydroxide worden beschouwd als een verbetering van het milieu ten opzichte van reinigingsmethoden op basis van oplosmiddelen.
Natriumhydroxide van ijzerwarenwinkels om te gebruiken als een type afvoerreiniger.
Verfverwijdering met bijtende soda
Natriumhydroxide wordt in huis gebruikt als een soort afvoeropener om verstopte afvoeren te ontstoppen, meestal in de vorm van een droog kristal of als een dikke vloeibare gel. De alkali lost vetten op om in water oplosbare producten te produceren. Het hydrolyseert ook de eiwitten zoals die in haar worden aangetroffen en die waterleidingen kunnen blokkeren. Deze reacties worden versneld door de warmte die wordt gegenereerd wanneer natriumhydroxide en de andere chemische componenten van de reiniger oplossen in water. Dergelijke alkalische drainagereinigers en hun zure versies zijn zeer bijtend en moeten met de grootste voorzichtigheid worden gehanteerd.
Natriumhydroxide wordt in sommige relaxers gebruikt om het haar glad te maken. Vanwege de hoge incidentie en intensiteit van chemische brandwonden, gebruiken fabrikanten van chemische relaxers echter andere alkalische chemicaliën in preparaten die beschikbaar zijn voor gemiddelde consumenten. Natriumhydroxide-relaxers zijn nog steeds verkrijgbaar, maar deze worden meestal door professionals gebruikt.
Een oplossing van natriumhydroxide in water werd traditioneel gebruikt als de meest voorkomende verfafbijtmiddel op houten voorwerpen. Het gebruik ervan is minder gebruikelijk geworden, omdat het het houtoppervlak kan beschadigen, de nerf kan doen toenemen en de kleur kan verkleuren.
Waterbehandeling Bewerken
Natriumhydroxide wordt soms gebruikt tijdens waterzuivering om de pH van watervoorraden. Verhoogde pH maakt het water minder corrosief voor sanitair en vermindert de hoeveelheid lood, koper en andere giftige metalen die kunnen oplossen in drinkwater.
Historisch gebruik Bewerken
Natriumhydroxide is gebruikt voor detectie van koolmonoxidevergiftiging, waarbij bloedmonsters van dergelijke patiënten veranderen in een vermiljoenkleur na toevoeging van een paar druppels natriumhydroxide. Tegenwoordig kan koolmonoxidevergiftiging worden gedetecteerd door CO-oximetrie.
In cementmengsels, mortels, beton, voegmortels Bewerken
Natriumhydroxide wordt gebruikt in sommige weekmakers voor cementmengsels. Dit helpt cementmengsels te homogeniseren, voorkomt scheiding van zand en cement, vermindert de hoeveelheid water die nodig is in een mengsel en verhoogt de verwerkbaarheid van het cementproduct, of het nu gaat om mortel, pleisterwerk of beton.
Experimenteel bewerken
FlavonoidsEdit
Zie: Natriumhydroxide-test voor flavonoïden
Zomer-winter warmteopslagEdit
EMPA-onderzoekers experimenteren met geconcentreerd natriumhydroxide (NaOH) als thermische opslag of seizoensgebonden reservoirmedium voor ruimteverwarming in woningen. Als water wordt toegevoegd aan vast of geconcentreerd natriumhydroxide (NaOH), komt er warmte vrij. De verdunning is exotherm – chemische energie komt vrij in de vorm van warmte. Omgekeerd, door warmte-energie toe te passen in een verdunde natriumhydroxideoplossing, zal het water verdampen, zodat de oplossing meer geconcentreerd wordt en dus de toegevoerde warmte opslaat als latente chemische energie.
Neutron ModeratorEdit
Seaborg werkt aan een reactorontwerp waarin NaOH wordt gebruikt als neutronenmoderator.