Уравнение реакции naoh характеризующие его химическими свойствами

Гидроксид натрия: способы получения и химические свойства

Гидроксид натрия (едкий натр) NaOH — белый, гигроскопичный, плавится и кипит без разложения. Хорошо растворяется в воде.

Относительная молекулярная масса Mr = 40; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2,130; t_пл = 321º C; t_кип = 1390º C;

Способы получения

1. Гидроксид натрия получают электролизом раствора хлорида натрия :

2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂ + Cl₂

2. При взаимодействии натрия, оксида натрия, гидрида натрия и пероксида натрия с водой также образуется гидроксид натрия:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

Na₂O + H₂O → 2NaOH

2NaH + 2H₂O → 2NaOH + H₂

3. Карбонат натрия при взаимодействии с гидроксидом кальция образует гидроксид натрия:

Качественная реакция

Качественная реакция на гидроксид натрия — окрашивание фенолфталеина в малиновый цвет .

Химические свойства

1. Гидроксид натрия реагируют со всеми кислотами (и сильными, и слабыми, и растворимыми, и нерастворимыми). При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов:

2. Гидроксид натрия реагирует с кислотными оксидами . При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов:

3. Гидроксид натрия реагирует с амфотерными оксидами и гидроксидами . При этом в расплаве образуются средние соли, а в растворе комплексные соли:

в растворе образуется комплексная соль — тетрагидроксоалюминат:

4. С кислыми солями гидроксид натрия также может взаимодействовать. При этом образуются средние соли, или менее кислые соли:

5. Гидроксид натрия взаимодействует с простыми веществами-неметаллами (кроме инертных газов, азота, кислорода, водорода и углерода).

При этом кремний окисляется до силиката и водорода:

Фтор окисляет щелочь. При этом выделяется молекулярный кислород:

Другие галогены, сера и фосфор — диспропорционируют в растворе гидроксида натрия:

Сера взаимодействует с гидроксидом натрия только при нагревании:

6. Гидроксид натрия взаимодействует с амфотерными металлами , кроме железа и хрома. При этом в расплаве образуются соль и водород:

В растворе образуются комплексная соль и водород:

2NaOH + 2Al + 6Н₂О = 2Na[Al(OH)₄] + 3Н₂

7. Гидроксид натрия вступает в обменные реакции с растворимыми солями .

Хлорид меди (II) реагирует с гидроксидом натрия с образованием хлорида натрия и осадка гидроксида меди (II):

2NaOH + CuCl₂ = Cu(OH)₂↓+ 2NaCl

Также с гидроксидом натрия взаимодействуют соли аммония .

Например , при взаимодействии хлорида аммония и гидроксида натрия образуются хлорид натрия, аммиак и вода:

NH₄Cl + NaOH = NH₃ + H₂O + NaCl

8. Гидроксид натрия разлагается при нагревании до температуры 600°С:

2NaOH → Na₂O + H₂O

9. Гидроксид натрия проявляет свойства сильного основания. В воде практически полностью диссоциирует , образуя щелочную среду и меняя окраску индикаторов.

NaOH ↔ Na + + OH —

10. Гидроксид натрия в расплаве подвергается электролизу . При этом на катоде восстанавливается натрий, а на аноде выделяется молекулярный кислород:

4NaOH → 4Na + O₂ + 2H₂O

Вариант 2

1. Проведите реакции, характеризующие свойства раствора гидроксида натрия. Запишите молекулярные и ионные уравнения реакций, отметьте признаки и условия их протекания. Обоснуйте, почему та или иная проведённая вами реакция относится к окислительно-восстановительным. Там, где это возможно, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.

2. Получите в двух пробирках гидроксид цинка реакцией обмена и проведите эксперименты, характеризующие химические свойства этого соединения. Запишите молекулярные и ионные уравнения проведённых реакций.

3. Проведите реакции, подтверждающие качественный состав хлорида бария, отметьте условия и признаки проведённых реакций. Запишите их молекулярные и ионные уравнения.

Реакции, характеризующие свойства раствора гидроксида натрия.

Взаимодействует с кислотами:
NaOH + HCl ⟶ NaCl + H₂O
Na + + OH — + H + + Cl — ⟶ Na + + Cl — + H₂O
H + + OH — ⟶ H₂O

Взаимодействует с амфотерными основаниями:
NaOH + Al(OH)₃ ⟶ Na[Al(OH)₄]
Na + + OH — + Al(OH)₃ ⟶ Na + + [Al(OH)₄] —
OH — + Al(OH)₃ ⟶ [Al(OH)₄] —

Взаимодействует с солями, если в результате реакции образуется осадок, или газ, или малодиссоциирующее вещество:
CuSO₄ + 2NaOH ⟶ Na₂SO₄ + Cu(OH)₂↓
Cu 2+ + SO₄ 2- + 2Na + + 2OH — ⟶ 2Na + + SO₄ 2- + Cu(OH)₂↓
Cu 2+ + 2OH — ⟶ Cu(OH)₂↓

Взаимодействует с некоторыми металлами.

Взаимодействует с некоторыми неметаллами.

Щёлочи взаимодействуют с органическими веществами: галогенпроизводными, фенолами, сложными эфирами и др.
CH₃CH₂Br + NaOH ⟶ CH₃CH₂OH + NaBr
C₆H₅OH + NaOH ⟶ C₆H₅ONa + H₂O

Получить гидроксид цинка (II) можно с помощью растворов сульфата цинка (II) и гидроксида натрия:
ZnSO₄ + 2NaOH ⟶ Na₂SO₄ + Zn(OH)₂↓
Zn 2+ + SO₄ 2- + 2Na + + 2OH — ⟶ 2Na + + SO₄ 2- + Zn(OH)₂↓
Zn 2+ + 2OH — ⟶ Zn(OH)₂↓

Гидроксид цинка проявляет амфотерные свойства.

Взаимодействует с кислотами:
Zn(OH)₂ + 2HCl ⟶ ZnCl₂ + 2H₂O
Zn(OH)₂ + 2H + + 2Cl — ⟶ Zn 2+ + 2Cl — + 2H₂O
Zn(OH)₂ + 2H + ⟶ Zn 2+ + 2H₂O

При добавлении раствора сульфата натрия к раствору хлорида аммония, наблюдается выпадение белого осадка:
BaCl₂ + Na₂SO₄ ⟶ 2NaCl + BaSO₄↓
Ba 2+ + 2Cl — + 2Na + + SO₄ 2- ⟶ 2Na + + 2Cl — + BaSO₄↓Ba 2+ + SO₄ 2- ⟶ BaSO₄↓
Таким образом можно доказать, что в растворе присутствую катионы бария.

При добавлении раствора нитрата серебра к раствору хлорида бария, наблюдается выпадение белого творожистого осадка хлорида серебра:
BaCl₂ + 2AgNO₃ ⟶ Ba(NO₃)₂ + 2AgCl↓
Ba 2+ + 2Cl — + 2Ag + + 2NO₃ — ⟶ Ba 2+ + 2NO₃ — + 2AgCl↓
Ag + + Cl — ⟶ AgCl↓
Таким образом можно доказать, что в растворе присутствую хлорид-анионы.

Гидроксид натрия: формула, уравнения реакций, свойства

Гидроксид натрия, формула которого — NaOH, относится к разряду сильных щелочей, едких и опасных для человека, но несмотря на это, каждый человек встречается с гидроокисью натрия ежедневно. В косметических и фармацевтических средствах, в бытовой химии и даже в пищевых продуктах.

Свойства едкой щелочи

Гидроокись (гидроксид) натрия называют также едким натром, едкой щёлочью (такое название обусловлено способностью вещества разъедать стекло, кожу, бумагу, вызывать сильнейшие химические ожоги) и каустической содой (каустик — от греч. kaustikos жгучий, едкий).

Физические свойства

Гидроксид натрия выпускается в виде гранул белого цвета, скользких на ощупь.

Растворение вещества в воде, происходит с выделением большого количества тепла. Гидроксид натрия является гигроскопичным веществом, т. е. он активно поглощает водяные пары из воздуха. А также каустик способен поглощать углекислый газ, образуя на воздухе NaНCO3.

Молярная масса NaOH равна 39,997 г/моль, плотность вещества 2,02 г/см3, растворимость в воде 108,7 г/100 мл, температуры кипения и плавления для каустической соды равны соответственно 1403 °C и 323 °C.

Молекулы гидроокиси натрия полностью диссоциируют на ионы в водных растворах, а значит едкий натр — сильное основание. Водные растворы гидроокиси натрия обладают сильнейшей щелочной реакцией (pH 1%-раствора = 13).

Химические свойства

NaOH способен вступать в реакции с кислотами (серной H2SO4, угольной H2CO3, соляной HCl и другими), в результате чего образуются соли и вода:

• 2NaOH + H2CO3 → Na2СO3 + 2H2O,
• 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O.

С кислотными оксидами в результате взаимодействия образуются соль и вода:

• SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O,
• 2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O.

C основными оксидами реакция не идёт: MgO/ Bao /CaO + NaOH ≠.

C амфотерными оксидами гидроксид натрия также образует соли и воду: ZnO + 2NaOH + H2O → Na2[Zn (OH)4] (раствор).

C солями гидроокись натрия реагирует при условии, что в результате будет образовано нерастворимое как, например, в реакции с сульфатом меди (CuSO4 + NaOH), газообразное вещество или вода:

• Fe2 (SO4)3 + 6NaOH → 2Fe (OH)3↓ + 3Na2SO4,
• CuSO4 + 2NaOH → Cu (OH)2↓ + Na2SO4,
• CuCl2 + 2NaOH → Cu (OH)2↓ + 2NaCl.

C неметаллами:

• с фосфором 3NaOH + 4P + 3H2O → 3NaH2PO4 + PH3,
• с серой 6NaOH + 3S → 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O.

C металлами гидроокись натрия реагирует с цинком (Zn), алюминием (Al), титаном (Ti). C железом же и медью NaOH не взаимодействует. Примеры:

• Zn + 2NaOH + 2H2O → H2↑ + Na2[Zn (OH)4] тетрагидроксицинкат натрия,
• 2NaOH + 2Al + 6H2O → 3H2↑ + 2Na[Al (OH)4] тетрагидроксиалюминат натрия.

C жирами щёлочь реагирует с образованием мыла: (C17H35COO)3C3H5 + 3NaOH → C3H5 (OH)3 + 3C17H35COONa.

Методы получения вещества

Промышленные методы, с помощью которых можно получить едкий натр, делятся на химические и электрохимические.

Химические методы

Существует три основных химических метода.

Пиролитический метод состоит из двух стадий:

1. Получение оксида натрия, разложением карбоната или гидрокарбоната при температуре: Na2CO3 = Na2O + CO2 или NaНCO3 = Na2O + 2CO2↑ + Н2О — при 1000 °C.
2. Получение непосредственно гидроокиси натрия, растворением оксида: Na2O + H2O = 2NaOH.

Известковый метод: взаимодействие карбоната натрия (соды) с гашёной известью (гидроксидом кальция) при температуре (80 °C) называют каустификацией. Результатом такой реакции является раствор каустической соды и осадок карбоната кальция.

Уравнение реакции: Na2CО3 + Са (ОН)2 = CaCО3 ↓ + 2NaOH.

Ферритный метод получения может происходить двумя способами:

1. Спекание кальцинированной соды с оксидом железа (III) при температуре 1100−1200 °C с образованием феррита натрия: Na2CO3 + Fe2O3 = NaFeO2 + CO2↑.
2. Получение гидроокиси натрия происходит с помощью «ощелачивания» (добавления воды) феррита: 2NaFeO2 + H2O = 2NaOH + Fe2O3*H2O↓.

Серьёзными недостатками таких способов является большой расход энергии и сильная загрязнённость продукта. Такие методы получения NaOH в настоящее время почти не используются в промышленности.

Электрохимические методы

Из минерала галита, состоящего преимущественно из NaCl, с помощью электролиза получают гидроксид натрия. Помимо щёлочи в результате такой реакции, получают ещё и хлор и водород.

Записать процесс можно уравнением: 2NaCl + 2H2O → H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH.

В лабораторных условиях щёлочь можно получить, например:

• растворением оксида в воде Na2O + H2O = 2NaOH,
• реакцией перекиси натрия с водой Na2O2 + H2O = 2NaOH+Н2О2.

Но в настоящее время химические методы получения редко используются в лаборатории, чаще используют электрохимические методы.

Области применения

Гидроокись натрия применяют в различных областях промышленности, в производстве, а также широко применяется для бытовых нужд:

• производство моющих агентов (мыла, шампуни), средства бытовой химии,
• целлюлозно-бумажная промышленность,
• химическая промышленность (в качестве катализатора или реагента, в аналитической химии для титрования, в нефтепереработке),
• оборонная промышленность использует каустик для нейтрализации отравляющих газов, как агент, очищающий воздух, вдыхаемый через дыхательный аппарат, от углекислого газа,
• текстильная промышленность (обработка хлопковых и шерстяных нитей — мерсеризация),
• пищевая промышленность (в процессе производства множества различных продуктов, таких как хлеб, различные напитки, карамель, мороженое и многое другое),
• косметология (в составах для пилинга),
• фотография (вещество используется в проявлении фотоматериалов).

Химическая опасность

Вещества, относящиеся ко второму (II) классу опасности — высокоопасные вещества — требуют применения защитных средств (химически устойчивая одежда, очки, перчатки), строгого соблюдения правил работы в лаборатории, осторожности и внимательности.

Едкий натр при попадании на кожу вызывает серьёзные химические ожоги, а при попадании в глаза способен вызвать серьёзные поражения зрения, вплоть до повреждения зрительного нерва и, как результат, — слепоты.

Необходимо помнить, что нейтрализовать действие каустика при попадании на слизистые или кожу можно слабыми растворами борной или уксусной кислоты. Глаза следует промывать слабым раствором борной кислоты и водой.