NaOH – Sodium hydroxide
Tên cũ: natri hiđroxit · Còn gọi là: xút ăn da; xút; caustic soda
- Base mạnh
- Rắn, trắng
- Tan nhiều trong nước
- M = 40
Sodium hydroxide (NaOH, tên cũ: natri hiđroxit; còn gọi: xút ăn da) là base, chất rắn màu trắng, tan nhiều trong nước; phân tử khối 40. Base mạnh: quỳ tím hoá xanh, phenolphthalein hoá hồng.
Cấu tạo của NaOH
- Na
- O
- H
- electron
- Mô hình lớp electron (Bohr) — sơ đồ, không theo tỉ lệ thật
- 1 · Na có 1e lớp ngoài, dễ nhường
- 2 · Na → Na⁺ + e; O nhận e
- 3 · Na⁺ và OH⁻ hút nhau → NaOH
NaOH là hợp chất ion gồm cation Na⁺ và anion hydroxide OH⁻. Bên trong OH⁻, O và H liên kết cộng hoá trị (một cặp electron dùng chung); electron thứ tám ở lớp ngoài của O là electron Na đã nhường. Ở thể rắn các ion xếp thành mạng tinh thể ion; khi tan trong nước, mạng bị phá vỡ và NaOH phân li hoàn toàn: NaOH → Na⁺ + OH⁻. Chính OH⁻ tự do trong dung dịch gây ra mọi tính chất base của NaOH.
Thông số vật lý của NaOH
| Đại lượng | Giá trị | Ghi chú |
|---|---|---|
| Phân tử khối | 40 | tính theo nguyên tử khối làm tròn trong SGK (Na 23, O 16, H 1) |
| Khối lượng mol chính xác | 39,997 g/mol | theo nguyên tử khối IUPAC (Na 22,99, O 15,999, H 1,008) |
| Trạng thái, màu | rắn, trắng | |
| Nhiệt độ nóng chảy | 318 °C | |
| Nhiệt độ sôi | 1 388 °C | |
| Khối lượng riêng | 2,13 g/cm³ | ở 20 °C |
| Độ tan trong nước | 111 g/100 mL | ở 20 °C; toả nhiều nhiệt khi hoà tan |
| pH dung dịch 0,1 M | ≈ 13 | base mạnh, phân li hoàn toàn |
| Dạng thường gặp | vảy, viên, hạt | hút ẩm mạnh, chảy rữa ngoài không khí |
| Dung môi khác | tan | ethanol, methanol, glycerol |
Số liệu làm tròn cho phổ thông; nguồn ghi ở mục Tài liệu tham khảo.
Thành phần nguyên tố của NaOH
| Nguyên tố | NTKNguyên tử khối | Số ng.tửSố nguyên tử | KLKhối lượng | % khối lượng |
|---|---|---|---|---|
| Na sodium | 23 | 1 | 23 | 57,50 % |
| O oxygen | 16 | 1 | 16 | 40,00 % |
| H hydrogen | 1 | 1 | 1 | 2,50 % |
| TổngPhân tử khối NaOH | 3 | 40 | 100 % |
NTK = nguyên tử khối (làm tròn như trong bài tập phổ thông), KL = khối lượng. Ví dụ: %Na = 23 ÷ 40 × 100 % = 57,5 %.
Tính nhanh: mol – khối lượng – nồng độ
- Khối lượng
- m = n × M = 0,25 × 40
- 10 g
- Số phân tử
- N = n × NA = 0,25 × 6,022 × 10²³
- 1,506 × 10²³
- Nồng độ mol
- CM = n / V = 0,25 / 0,25
- 1 M
M = phân tử khối (g/mol); NA = 6,022 × 10²³ là số Avogadro — số phân tử có trong 1 mol của bất kỳ chất nào; V là thể tích dung dịch tính bằng lít.
Điều chế NaOH
Công nghiệp: điện phân dung dịch NaCl bão hoà có màng ngăn: 2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑. Màng ngăn giữ Cl₂ ở cực dương không tiếp xúc NaOH ở cực âm; không có màng ngăn, Cl₂ tác dụng với NaOH tạo nước Javel.
Phòng thí nghiệm: Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + 2NaOH, lọc bỏ kết tủa (phương pháp vôi hoá). Hoặc Na, Na₂O tác dụng với nước — chỉ để minh hoạ vì Na đắt và nguy hiểm.
Tính chất hoá học của NaOH
Base mạnh: quỳ tím hoá xanh, phenolphthalein hoá hồng.
- Tác dụng acid: NaOH + HCl → NaCl + H₂O.
- Tác dụng acidic oxide: 2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O.
- Tác dụng muối: 2NaOH + CuSO₄ → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄.
- Tác dụng kim loại lưỡng tính (Al, Zn) và oxide/hydroxide lưỡng tính.
- Tác dụng halogen: Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O.
Lỗi thường gặp với NaOH
- Viết NaOH + CO₂ mà không xét tỉ lệ mol. n(OH⁻)/n(CO₂) ≥ 2 → chỉ Na₂CO₃; ≤ 1 → chỉ NaHCO₃; ở giữa → cả hai muối. Dạng "CO₂ tác dụng với dung dịch kiềm" hay mất điểm nhất.
- Cho NaOH tác dụng với Fe, Cu, Mg. Chỉ kim loại lưỡng tính (Al, Zn) mới tan trong NaOH; Fe, Cu không phản ứng.
- Nhầm "xút" (NaOH) với "soda" (Na₂CO₃). Xút là base, soda là muối; cả hai làm quỳ hoá xanh nhưng soda sủi bọt với acid.
- Ghi phenolphthalein "hoá đỏ". Phenolphthalein trong kiềm chuyển hồng; quỳ tím mới chuyển xanh.
- Đổ nước vào NaOH rắn để pha. Toả nhiệt mạnh có thể bắn dung dịch; cho từ từ NaOH vào nước và khuấy.
Ứng dụng của NaOH
| Ứng dụng | Dựa trên tính chất nào |
|---|---|
| Sản xuất xà phòng | Xà phòng hoá chất béo: (RCOO)₃C₃H₅ + 3NaOH → 3RCOONa + C₃H₅(OH)₃ |
| Sản xuất giấy, tơ nhân tạo (visco) | Hoà tan lignin, tách cellulose khỏi gỗ nhờ tính base mạnh |
| Tinh chế dầu mỏ | Trung hoà acid hữu cơ, loại hợp chất lưu huỳnh có tính acid |
| Xử lý nước | Nâng pH, kết tủa ion kim loại nặng dưới dạng hydroxide |
| Nước Javel, chất tẩy rửa | Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O |
| Thông tắc cống | Thuỷ phân chất béo, protein gây tắc; toả nhiệt khi tan |
Nhận biết NaOH
Quỳ tím hoá xanh; phenolphthalein không màu → hồng; dung dịch nhờn, ăn da. Phân biệt với KOH bằng màu ngọn lửa (Na vàng, K tím); với Ba(OH)₂ bằng H₂SO₄ (Ba(OH)₂ cho kết tủa trắng).
An toàn và bảo quản NaOH
Ăn mòn (GHS05) — H314: gây bỏng da và tổn thương mắt nghiêm trọng
Dung dịch loãng cũng làm da nhờn, rát; NaOH rắn và dung dịch đặc gây bỏng sâu vì phá huỷ protein, chất béo của mô.
Dính da: rửa ngay dưới vòi nước ≥ 15 phút, không dùng acid để trung hoà. Vào mắt: rửa nước liên tục và đến cơ sở y tế. Pha loãng: cho NaOH vào nước, không làm ngược lại.
Bảo quản: Lọ nhựa (PE/PP) đậy kín, nơi khô — NaOH hút ẩm chảy rữa và hấp thụ CO₂ không khí thành Na₂CO₃ (dung dịch để lâu có váng trắng). Tránh nút thuỷ tinh mài vì NaOH ăn mòn thuỷ tinh làm dính nút. Để xa acid và kim loại Al, Zn.
Phản ứng tiêu biểu của NaOH (53)
- NaOH tác dụng với HClNaOH + HCl NaCl + H2O
- Na tác dụng với nước2Na + 2H2O 2NaOH + H2
- Cl₂ tác dụng với NaOHCl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O
- Al tác dụng với NaOH2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2
- Al(OH)₃ tác dụng với NaOHAl(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O
- NaOH tác dụng với H₂SO₄2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O
- NaOH tác dụng với CO₂2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O
- NaOH tác dụng với SO₂2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O
- NaOH tác dụng với CuSO₄2NaOH + CuSO4 Cu(OH)2 + Na2SO4
- NaOH tác dụng với FeCl₃3NaOH + FeCl3 Fe(OH)3 + 3NaCl
Thí nghiệm có mô phỏng: Thí nghiệm CuSO₄ tác dụng với NaOH.
Tự luyện về NaOH
Gom từ bài tập của các phản ứng có sodium hydroxide và câu hỏi riêng cho chất.
1. Phương trình ion thu gọn của NaOH + HCl là
A. Na⁺ + Cl⁻ → NaClB. H⁺ + OH⁻ → H₂OC. NaOH + H⁺ → Na⁺ + H₂OD. OH⁻ + HCl → Cl⁻ + H₂O
Đáp án B. Na⁺ và Cl⁻ không đổi ở hai vế (không tham gia phản ứng) nên lược bỏ.
2. Hiện tượng khi cho mẩu Na nhỏ vào cốc nước là
A. Na chìm xuống đáy, không có hiện tượngB. Na nóng chảy thành giọt tròn, chạy trên mặt nước, sủi bọt khíC. xuất hiện kết tủa trắngD. dung dịch chuyển màu xanh
Đáp án B. Phản ứng toả nhiệt mạnh làm Na (nhiệt độ nóng chảy 98 °C, nhẹ hơn nước) nóng chảy thành giọt tròn; khí H₂ thoát ra đẩy giọt Na chạy trên mặt nước.
3. Trong phản ứng Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O, Cl₂ đóng vai trò
A. chỉ chất oxi hoáB. chỉ chất khửC. vừa chất oxi hoá vừa chất khửD. môi trường
Đáp án C. Cl⁰ → Cl⁻¹ (bị khử) và Cl⁰ → Cl⁺¹ (bị oxi hoá): phản ứng tự oxi hoá – khử.
4. Sục 0,3 mol CO₂ vào dung dịch chứa 0,4 mol NaOH. Muối thu được gồm
A. chỉ Na₂CO₃B. chỉ NaHCO₃C. Na₂CO₃ và NaHCO₃D. Na₂CO₃ và NaOH dư
Đáp án C. T = n(OH⁻)/n(CO₂) = 0,4/0,3 ≈ 1,33, nằm trong khoảng 1 < T < 2 → tạo cả hai muối: 0,1 mol Na₂CO₃ và 0,2 mol NaHCO₃.
5. Khối lượng NaOH cần để pha 500 mL dung dịch 0,2 M là
A. 2 gB. 4 gC. 8 gD. 40 g
Đáp án B. n = 0,5 × 0,2 = 0,1 mol; m = 0,1 × 40 = 4 g.
Câu hỏi thường gặp về NaOH
NaOH là acid hay base? Mạnh hay yếu?
NaOH là base (tên cũ: bazơ), và là base mạnh: trong nước phân li hoàn toàn thành Na⁺ và OH⁻ (dung dịch 0,1 M có pH ≈ 13). Cùng nhóm base mạnh với KOH, Ba(OH)₂, Ca(OH)₂.
NaOH có độc không?
NaOH không độc theo nghĩa gây ngộ độc khi hít, nhưng ăn mòn rất mạnh: gây bỏng da, tổn thương mắt và niêm mạc (GHS05, H314). Dung dịch loãng dùng trong phòng thí nghiệm vẫn phải đeo kính, găng và tránh dây lên da.
NaOH có tan trong nước không? Vì sao toả nhiệt?
Tan rất nhiều (111 g/100 mL nước ở 20 °C). Năng lượng hydrate hoá các ion Na⁺, OH⁻ lớn hơn năng lượng mạng tinh thể, phần dư thoát ra dưới dạng nhiệt — dung dịch nóng lên rõ rệt, nhất là khi pha đặc.
Vì sao gọi là "xút ăn da"?
"Xút" phiên âm từ soude (tiếng Pháp); "ăn da" vì NaOH phá huỷ protein và chất béo của da, gây bỏng hoá học.
NaOH khác Na₂CO₃ (soda) thế nào?
NaOH là base, Na₂CO₃ là muối của acid yếu. Cả hai làm quỳ hoá xanh, nhưng Na₂CO₃ sủi bọt CO₂ khi gặp acid còn NaOH thì không.
Dung dịch NaOH để lâu ngoài không khí có gì thay đổi?
Hấp thụ CO₂ tạo Na₂CO₃: 2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O, nồng độ giảm dần và xuất hiện váng trắng. Vì vậy phải đậy kín và không dùng NaOH cũ để chuẩn độ chính xác.
NaOH và KOH
| NaOH | KOH | |
|---|---|---|
| Phân tử khối | 40 | 56 |
| Nhiệt độ nóng chảy | 318 °C | 410 °C |
| Độ tan trong nước (20 °C) | 111 g/100 mL | 112 g/100 mL |
| Tính base | mạnh | mạnh — cùng pH ở cùng nồng độ (cả hai phân li hoàn toàn) |
| Màu ngọn lửa | vàng | tím |
| Giá thành, dùng nhiều | rẻ hơn, phổ biến hơn (xút công nghiệp) | đắt hơn; xà phòng mềm, pin kiềm |
Tài liệu tham khảo
- Bộ GD&ĐT, Khoa học tự nhiên 8 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2023 — bài 9 Base. Thang pH.
- Bộ GD&ĐT, Hoá học 12 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2024 — bài 24 Nguyên tố nhóm IA (sản xuất NaOH bằng điện phân dung dịch NaCl).
- NIST Chemistry WebBook, "Sodium hydroxide", webbook.nist.gov — nhiệt độ nóng chảy, sôi.
- Haynes W. M. (ed.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th ed., CRC Press, 2016 — khối lượng riêng, độ tan.
- ECHA, C&L Inventory: sodium hydroxide, EC 215-185-5, chỉ số 011-002-00-6, chem.echa.europa.eu — phân loại hài hoà (CLP Annex VI, hiệu lực 1/12/2010) chỉ gồm Skin Corr. 1A (H314), hình đồ GHS05; mã H290 ("có thể ăn mòn kim loại", Met. Corr. 1) không nằm trong phân loại hài hoà mà chỉ là tự phân loại của một phần doanh nghiệp thông báo (khoảng 45,6 % số thông báo C&L/CLP).
- Wikipedia, "Potassium hydroxide" (infobox), en.wikipedia.org — nhiệt độ nóng chảy của KOH 410 °C (bảng so sánh; cùng nguồn với trang KOH).
- ICSC (ILO/WHO), "0360 — Sodium hydroxide", chemicalsafety.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_card_id=0360 — sơ cứu khi dính da: rửa nước hoặc tắm vòi sen ít nhất 15 phút.
Cùng nhóm base
- NH3 – ammonia
- Cu(OH)2 – copper(II) hydroxide
- Ca(OH)2 – calcium hydroxide
- KOH – potassium hydroxide
- Ba(OH)2 – barium hydroxide
- Fe(OH)2 – iron(II) hydroxide
- Fe(OH)3 – iron(III) hydroxide
- Mg(OH)2 – magnesium hydroxide
Cập nhật: