Natrium hidroksida

Natrium hidroksida

Nama
Nama IUPAC Natrium hidroksida[3]
Nama lain Soda kaustik Lindi[1][2] Ascarite Kaustik putih Natrium hidrat[3]
Penanda
Nomor CAS	1310-73-2^Y
Model 3D (JSmol)	Gambar interaktif
3DMet	{{{3DMet}}}
ChEBI	CHEBI:32145^Y
ChemSpider	14114^Y
Nomor EC
Referensi Gmelin	68430
KEGG	D01169^Y
MeSH	Sodium+Hydroxide
PubChem CID	14798
Nomor RTECS	{{{value}}}
UNII	55X04QC32I^Y
Nomor UN	1824, 1823
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID0029634
InChI InChI=1S/Na.H2O/h;1H2/q+1;/p-1^Y Key: HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M^Y InChI=1/Na.H2O/h;1H2/q+1;/p-1 Key: HEMHJVSKTPXQMS-REWHXWOFAM
SMILES [OH-].[Na+]
Sifat
Rumus kimia	NaOH
Massa molar	39,9971 g mol^−1
Penampilan	Putih, licin, kristal buram
Bau	tidak berbau
Densitas	2,13 g/cm^3[4]
Titik lebur	323 °C (613 °F; 596 K)[4]
Titik didih	1.388 °C (2.530 °F; 1.661 K)[4]
Kelarutan dalam air	418 g/L (0 °C) 1000 g/L (25 °C)[4] 3370 g/L (100 °C)
Kelarutan	larut dalam gliserol tidak bereaksi dengan amonia tidak larut dalam eter larut perlahan dalam propilena glikol
Kelarutan dalam metanol	238 g/L
Kelarutan dalam etanol	<<139 g/L
Tekanan uap	<2,4 kPa (pada 20 °C)
Keasaman (pKa)	15,7
Suseptibilitas magnetik (χ)	−15,8·10^−6 cm^3/mol (aq.)[5]
Indeks bias (nD)	1,3576
Struktur[6]
Struktur kristal	Ortorombik, oS8
Grup ruang	Cmcm, No. 63
Konstanta kisi	a = 0,34013 nm, b = 1,1378 nm, c = 0,33984 nm
Satuan formula (Z)	4
Termokimia[7]
Kapasitas kalor (C)	59,5 J/mol K
Entropi molar standar (S^o)	64,4 J·mol^−1·K^−1
Entalpi pembentukan standar (ΔfH^o)	−425,8 kJ·mol^−1
Energi bebas Gibbs (ΔfG)	-379,7 kJ/mol
Bahaya
Lembar data keselamatan	External SDS
Piktogram GHS
Keterangan bahaya GHS	{{{value}}}
Pernyataan bahaya GHS	H290, H314
Langkah perlindungan GHS	P280, P305+351+338, P310
Dosis atau konsentrasi letal (LD, LC):
LD50 (dosis median)	40 mg/kg (kelinci, intraperitoneal)[9]
LDLo (terendah tercatat)	500 mg/kg (kelinci, oral)[10]
Batas imbas kesehatan AS (NIOSH):
PEL (yang diperbolehkan)	TWA 2 mg/m^3[8]
REL (yang direkomendasikan)	C 2 mg/m^3[8]
IDLH (langsung berbahaya)	10 mg/m^3[8]
Senyawa terkait
Anion lain	Natrium hidrosulfida Natrium hidrida
Kation lainnya	Litium hidroksida Kalium hidroksida Rubidium hidroksida Sesium hidroksida Fransium hidroksida
Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku pada suhu dan tekanan standar (25 °C [77 °F], 100 kPa).
Y verifikasi (apa ini ^YN ?)
Referensi

Natrium hidroksida, juga dikenal sebagai lindi (lye) dan soda kaustik atau soda api,[1][2] adalah suatu senyawa anorganik dengan rumus kimia NaOH. Senyawa ini merupakan senyawa ionik berbentuk padatan putih yang tersusun dari kation natrium Na^+ dan anion hidroksida OH^−.[11]

Natrium hidroksida merupakan basa dan alkali yang sangat kaustik, mampu menguraikan protein pada suhu lingkungan biasa dan dapat menyebabkan luka bakar bila terpapar. Senyawa ini sangat larut dalam air, dan dengan mudah menyerap kelembaban dan karbon dioksida dari udara. Senyawa ini membentuk hidrat dengan rumus NaOH·nH₂O.[12] Senyawa monohidratnya NaOH·H₂O mengkristal dari larutan berair pada rentang suhu antara 12,3 hingga 61,8 °C. "Natrium hidroksida" yang tersedia secara komersial sering kali merupakan senyawa monohidrat ini, dan data yang dipublikasikan mungkin merujuk pada senyawa ini dan bukan senyawa anhidratnya.[13]

Sebagai salah satu hidroksida paling sederhana, natrium hidroksida sering digunakan bersama air yang bersifat netral dan asam klorida yang bersifat asam sebagai penunjuk skala pH pada pembelajaran di sekolah dan kampus.[14]

Natrium hidroksida digunakan di banyak industri: dalam pembuatan pulp dan kertas, tekstil, air minum, sabun dan deterjen, dan sebagai pembersih saluran [en]. Produksi di seluruh dunia pada tahun 2004 kira-kira mencapai 60 juta ton, sedangkan permintaan terhadap senyawa ini mencapai 51 juta ton.[15]

Sifat

Sifat fisika

Sampel natrium hidroksida pelet. Timbulnya warna kuning pada padatan disebabkan kemudahan senyawa ini menyerap kelembaban udara (higroskopis).

Natrium hidroksida murni adalah padatan kristal tidak berwarna yang meleleh pada suhu 318 °C (604 °F) tanpa terurai, dan dengan titik didih pada suhu 1.388 °C (2.530 °F). Senyawa ini sangat larut dalam air, dengan kelarutan yang rendah dalam pelarut polar seperti etanol dan metanol.[16] NaOH tidak larut dalam eter dan pelarut non-polar lainnya.[11]

Serupa dengan hidrasi asam sulfat, pelarutan natrium hidroksida padat dalam air merupakan reaksi yang sangat eksotermis[17] sehingga mampu menghasilkan sejumlah besar panas ke lingkungan, dan mengancam keselamatan melalui potensi paparan melalui percikan. Larutan yang dihasilkan umumnya tidak berwarna dan tidak berbau. Layaknya larutan alkali lainnya, senyawa ini terasa licin bila mengalami kontak dengan kulit akibat proses saponifikasi yang terjadi antara NaOH dan minyak alami pada kulit.[18]

Sifat kimia

Reaksi dengan asam

Natrium hidroksida bereaksi dengan asam protik menghasilkan air dan garam yang sesuai. Misalnya, ketika natrium hidroksida bereaksi dengan asam klorida, natrium klorida akan terbentuk:[19]

${\displaystyle {\ce {NaOH(aq) + HCl(aq) -> NaCl(aq) +H2O(l)}}}$

Secara umum, reaksi netralisasi diwakili oleh satu persamaan ionik bersih sederhana:[19]

${\displaystyle {\ce {OH- (aq) + H+(aq) -> H2O (l)}}}$

Jenis reaksi ini dengan asam kuat melepaskan panas, dan karenanya disebut eksotermis. Reaksi asam-basa seperti itu juga dapat digunakan untuk titrasi. Namun, natrium hidroksida tidak digunakan sebagai standar primer karena sifatnya yang higroskopis dan mudah menyerap karbon dioksida dari udara.[19]

Reaksi dengan oksida asam

Natrium hidroksida juga bereaksi dengan oksida asam, seperti sulfur dioksida. Reaksi semacam itu sering digunakan untuk "menggaruk" gas asam yang berbahaya (seperti SO₂ dan H₂S) yang diproduksi dalam pembakaran batu bara dan karenanya mencegah pelepasannya ke atmosfer. Sebagai contoh,[19]

${\displaystyle {\ce {2NaOH + SO2 -> Na2SO3 + H2O}}}$

Reaksi dengan logam dan oksida

Kaca bereaksi perlahan dengan larutan natrium hidroksida encer pada suhu kamar untuk membentuk silikat yang larut. Karena itu, sambungan kaca dan kran gelas yang terpapar natrium hidroksida memiliki kecenderungan untuk "membeku". Labu laboratorium dan reaktor kimia berlapis kaca dapat rusak apabila terpapar natrium hidroksida panas dalam jangka panjang. Natrium hidroksida tidak bereaksi besi pada suhu kamar, karena besi tidak memiliki sifat amfoter (yaitu, ia hanya larut dalam asam, dan tidak dalam basa).[19]

Meski demikian, pada suhu tinggi (seperti di atas 500 °C), besi dapat bereaksi secara endotermik dengan natrium hidroksida untuk membentuk besi(III) oksida, logam natrium, dan gas hidrogen.[20] Hal ini disebabkan entalpi pembentukan besi(III) oksida yang lebih rendah (−824,2kJ/mol dibandingkan dengan natrium hidroksida (-500kJ/mol), dengan demikian, reaksinya disukai secara termodinamika, meskipun sifat endotermiknya menunjukkan non-spontanitas. Perhatikan reaksi berikut antara natrium hidroksida cair dan serbuk besi:

${\displaystyle {\ce {4Fe + 6NaOH -> 2Fe2O3 + 6Na + 3H2}}}$

Beberapa logam transisi, namun, dapat bereaksi kuat dengan natrium hidroksida.[19]

Pada tahun 1986, truk tangki aluminium di Inggris secara keliru digunakan untuk mengangkut 25% larutan natrium hidroksida, menyebabkan timbulnya tekanan tinggi pada isi serta kerusakan pada tangki tersebut. Tekanan tersebut disebabkan oleh gas hidrogen yang dihasilkan dari reaksi antara natrium hidroksida dan aluminium:[21]

${\displaystyle {\ce {2Al + 2NaOH + 6H2O -> 2NaAl(OH)4 + 3H2}}}$

Saponifikasi

Natrium hidroksida dapat digunakan untuk hidrolisis ester yang digerakkan oleh basa (seperti dalam saponifikasi), amida dan alkil halida.[16] Namun, kelarutan natrium hidroksida yang terbatas dalam pelarut organik menunjukkan bahwa kalium hidroksida (KOH) yang mudah larut dalam pelarut ini yang lebih disukai. Menyentuh larutan natrium hidroksida dengan tangan kosong, meski tidak disarankan, menghasilkan rasa licin. Hal ini terjadi karena minyak pada kulit seperti sebum diubah menjadi sabun.[18]

Meskipun senyawa ini larut dalam propilena glikol, namun tidak memungkinkan untuk pelarut ini menggantikan air dalam saponifikasi karena adanya reaksi primer propilena glikol dengan lemak sebelum reaksi antara natrium hidroksida dan lemak.[18]

Produksi

Diagram sel membran yang digunakan dalam elektrolisis air laut, disebut sebagai proses kloralkali karena produk elektrolisisnya adalah gas klorin dan natrium hidroksida.

Natrium hidroksida diproduksi secara industri sebagai larutan dengan konsentrasi 50% melalui proses kloralkali elektrolitik.[22] Gas klorin juga diproduksi dalam proses ini.[22] Natrium hidroksida padat diperoleh dari larutan ini dengan penguapan air. Natrium hidroksida padat paling sering dijual sebagai serpihan, pelet, dan balok tuang.[15]

Pada tahun 2004, produksi dunia senyawa natrium hidroksida diperkirakan mencapai 60 juta ton, sementara permintaan terhadap senyawa ini diperkirakan mencapai 51 juta ton.[15] Pada tahun 1998, total produksi natrium hidroksida dunia sekitar 45 juta ton. Amerika Utara dan Asia masing-masing berkontribusi 14 juta ton, sementara Eropa memproduksi sekitar 10 juta ton. Di Amerika Serikat, penghasil utama natrium hidroksida adalah Dow Chemical Company, dengan produksi tahunannya mencapai 3,7 juta ton dari lokasinya di Freeport [en], Texas, serta Plaquemine [en], Louisiana. Produsen utama lainnya di Amerika Serikat termasuk Oxychem [en], Westlake, Olin [en], Shintek serta Formosa. Semua perusahaan ini menggunakan proses kloralkali.[23]

Secara historis, natrium hidroksida diproduksi dengan mereaksikan natrium karbonat dengan kalsium hidroksida dalam suatu reaksi metatesis. (Natrium hidroksida dapat larut sedangkan kalsium karbonat tidak.) Proses ini disebut kaustisasi.[24]

${\displaystyle {\ce {Ca(OH)2(aq) + Na2CO3(s) -> CaCO3 v + 2 NaOH(aq)}}}$

Proses ini digantikan oleh proses Solvay pada akhir abad ke-19, yang kemudian digantikan oleh proses kloralkali yang digunakan saat ini.[25]

Natrium hidroksida juga diproduksi dengan menggabungkan logam natrium murni dengan air. Produk sampingnya adalah gas hidrogen dan panas, yang sering kali juga menghasilkan nyala api.[26]

${\displaystyle {\ce {2Na + 2H2O ->2NaOH + H2}}}$

Reaksi ini biasanya digunakan untuk mendemonstrasikan reaktivitas logam alkali di sekolah maupun perkuliahan; Namun, pembuatan natrium hidroksida melalui reaksi ini tidak layak secara komersial, karena isolasi logam natrium biasanya dilakukan dengan reduksi atau elektrolisis senyawa-senyawa natrium termasuk natrium hidroksida.[26]

Kegunaan

Natrium hidroksida adalah basa kuat yang populer digunakan dalam industri. Natrium hidroksida digunakan dalam pembuatan garam natrium dan deterjen, pengaturan pH, dan sintesis organik. Secara massal, senyawa ini paling sering digunakan dalam larutan berairnya, karena senyawa ini dalam bentuk larutannya lebih murah dan lebih mudah ditangani.[27]

Minyak mentah dengan kualitas buruk dapat diolah dengan natrium hidroksida untuk menghilangkan kotoran sulfur dalam proses yang dikenal sebagai pencucian kaustik. Natrium hidroksida bereaksi dengan asam lemah seperti hidrogen sulfida dan merkaptan untuk menghasilkan garam natrium non-volatil, yang dapat dihilangkan. Limbah yang terbentuk bersifat toksik dan sulit ditangani, dan prosesnya dilarang di banyak negara karena hal ini. Pada tahun 2006, Trafigura menggunakan proses ini dan membuang limbahnya di Pantai Gading.[28][29]

Keamanan

Luka bakar yang diakibatkan oleh paparan larutan natrium hidroksida 40%.

Seperti asam dan alkali korosif lainnya, setetes larutan natrium hidroksida dapat dengan mudah menguraikan protein dan lipid pada jaringan hidup melalui hidrolisis amida dan ester, yang menyebabkan luka bakar dan dapat menyebabkan kebutaan permanen setelah kontak dengan mata.[1][2] Alkali padat juga dapat mengekspresikan sifat korosifnya jika ada air, seperti uap air. Karenanya, peralatan pelindung, seperti sarung tangan karet, pakaian keselamatan dan pelindung mata, harus selalu digunakan saat menangani bahan kimia ini atau larutannya. Tindakan pertolongan pertama standar untuk alkali yang tumpah di kulit adalah, seperti pada senyawa korosif lainnya, dialiri dengan air dalam jumlah besar. Pembilasan dilanjutkan setidaknya selama sepuluh hingga lima belas menit.[14]

Selain itu, pelarutan natrium hidroksida sangat eksotermik, dan kalor yang dihasilkan dapat menyebabkan panas terbakar atau menyulut bahan yang mudah terbakar. Senyawa ini juga menghasilkan panas saat bereaksi dengan asam.[19]

Natrium hidroksida juga bersifat korosif ringan terhadap kaca, yang dapat menyebabkan kerusakan pada kaca tersebut.[30] Natrium hidroksida bersifat korosif terhadap beberapa logam, seperti aluminium yang bereaksi dengan alkali menghasilkan gas hidrogen yang mudah terbakar pada paparannya:[31]

${\displaystyle {\ce {2 Al + 6 NaOH -> 3 H2 + 2 Na3AlO3}}}$

${\displaystyle {\ce {2 Al + 2 NaOH + 2 H2O -> 3 H2 + 2 NaAlO2}}}$

${\displaystyle {\ce {2 Al + 2 NaOH + 6 H2O -> 3 H2 + 2 NaAl(OH)4}}}$

Penyimpanan

Tangki penyimpanan natrium hidroksida di Cekoslowakia.

Penyimpanan yang cermat diperlukan saat menangani natrium hidroksida untuk digunakan, terutama ketika senyawa ini dalam jumlah yang besar. Sangat direkomendasikan untuk mengikuti pedoman penyimpanan yang benar dan menjaga keselamatan pekerja serta lingkungan mengingat bahaya bahan kimia ini yang mudah terbakar.[14]

Natrium hidroksida sering disimpan dalam botol untuk penggunaan laboratorium skala kecil, dalam jerigen atau drum (wadah volume sedang) untuk penanganan dan pengangkutan kargo, atau dalam tangki penyimpanan stasioner besar dengan volume hingga 100.000 galon. Bahan umum yang kompatibel dengan natrium hidroksida dan sering digunakan untuk penyimpanan NaOH meliputi: polietilena (HDPE biasa digunakan atau XLPE yang kurang umum digunakan), baja karbon, polivinil klorida (PVC), baja tahan karat, dan plastik yang diperkuat kaca serat (FRP, dengan lapisan penahan).[16]

Natrium hidroksida harus disimpan dalam wadah kedap udara untuk menjaga normalitasnya karena akan menyerap air dari atmosfer.[14]

Lihat pula

• Asam dan basa

Referensi

1. "Material Safety Datasheet" (PDF). certified-lye.com. 
2. "Material Safety Datasheet 2" (PDF). hillbrothers.com. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2012-08-03. Diakses tanggal 2012-05-20.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
3. "Sodium Hydroxide – Compound Summary". Diakses tanggal 12 Juni 2012. 
4. Haynes, hlm. 4.90
5. Haynes, hlm. 4.135
6. Jacobs, H.; Kockelkorn, J. and Tacke, Th. (1985). "Hydroxide des Natriums, Kaliums und Rubidiums: Einkristallzüchtung und röntgenographische Strukturbestimmung an der bei Raumtemperatur stabilen Modifikation". Z. Anorg. Allg. Chem. 531: 119–124. doi:10.1002/zaac.19855311217. Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
7. Haynes, hlm. 5.13
8. "NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0565". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 
9. Michael Chambers. "ChemIDplus – 1310-73-2 – HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M – Sodium hydroxide [NF] – Similar structures search, synonyms, formulas, resource links, and other chemical information.". nih.gov.
10. "Sodium hydroxide". Immediately Dangerous to Life and Health. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 
11. Ahmadi, Majid; Seyedina, Seyed (2019). "Investigation of NaOH Properties, Production and Sale Mark in the world". Journal of Multidisciplinary Engineering Science and Technology (dalam bahasa Inggris). 6 (10): 10809-10813. ISSN 2458-9403. 
12. P. R. Siemens, William F. Giauque (1969): "Entropies of the hydrates of sodium hydroxide. II. Low-temperature heat capacities and heats of fusion of NaOH·2H2O and NaOH·3.5H2O". Journal of Physical Chemistry, volume 73, issue 1, hlm. 149–157. DOI:10.1021/j100721a024
13. Megyesa), Tünde; Bálint, Szabolcs; Grósz, Tamás; Radnai, Tamás; Bakó, Imre (2008). "The structure of aqueous sodium hydroxide solutions: A combined solution x-ray diffraction and simulation study". J. Chem. Phys. (dalam bahasa Inggris). 128 (044501). doi:10.1063/1.2821956. 
14. "Examples of Common Laboratory Chemicals and their Hazard Class". Diarsipkan dari versi asli tanggal 2018-01-10. Diakses tanggal 2020-12-27. 
15. Cetin Kurt, Jürgen Bittner (2005), "Sodium Hydroxide", Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, doi:10.1002/14356007.a24_345.pub2 
16. "Sodium Hydroxide Storage Tanks & Specifications". Protank (dalam bahasa Inggris). 2018-09-08. Diakses tanggal 2018-11-21. 
17. "Exothermic vs. Endothermic: Chemistry's Give and Take". Discovery Express. 
18. Cope, Rhian (2017). Dalefield, Rosalind, ed. "Chapter 16 - Site of First Contact Effects of Acids and Alkalis". Veterinary Toxicology for Australia and New Zealand (dalam bahasa Inggris). Elsevier: 279–287. doi:10.1016/B978-0-12-420227-6.00015-3. ISBN 9780124202276. 
19. N. N. Greenwood, A. Earnshaw (1997) Chemistry of the Elements, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK. ISBN 9780585373393.
20. 祖恩, 许 (1992), 钾素,钾肥溯源[J] 
21. Stamell, Jim (2001), EXCEL HSC Chemistry, Pascal Press, hlm. 199, ISBN 978-1-74125-299-6 
22. Fengmin Du, David M Warsinger, Tamanna I Urmi, Gregory P Thiel, Amit Kumar, John H Lienhard (2018). "Sodium hydroxide production from seawater desalination brine: process design and energy efficiency". Environmental Science & Technology. 52 (10): 5949–5958. Bibcode:2018EnST...52.5949D. doi:10.1021/acs.est.8b01195. hdl:1721.1/123096 . PMID 29669210. Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
23. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology^[pranala nonaktif permanen], edisi ke-5, John Wiley & Sons.
24. Deming, Horace G. (1925). General Chemistry: An Elementary Survey Emphasizing Industrial Applications of Fundamental Principles (edisi ke-2nd). New York: John Wiley & Sons, Inc. hlm. 452. 
25. Law, Jonathan LawJonathan; Rennie, Richard RennieRichard (2020-03-19), Law, Jonathan; Rennie, Richard, ed., "Solvay process", A Dictionary of Chemistry (dalam bahasa Inggris), Oxford University Press, doi:10.1093/acref/9780198841227.001.0001, ISBN 978-0-19-884122-7, diakses tanggal 2020-10-08 
26. Markowitz, Meyer M. (1963). "Alkali metal-water reactions". J. Chem. Educ. (dalam bahasa Inggris). 40 (12): 633. doi:10.1021/ed040p633. 
27. "Document 2 - CausticSodamanual2008.pdf" (PDF). 2013. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2015-03-19. Diakses tanggal 17 Juli 2014. 
28. Sample, Ian (16 September 2009). "Trafigura case: toxic slop left behind by caustic washing". The Guardian. Diakses tanggal 2009-09-17. 
29. "Trafigura knew of waste dangers". BBC Newsnight. 16 September 2009. Diakses tanggal 2009-09-17. 
30. Pubchem. "SODIUM HYDROXIDE | NaOH – PubChem". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Diakses tanggal 2016-09-04. 
31. "aluminium_water_hydrogen.pdf (application/pdf Object)" (PDF). www1.eere.energy.gov. 2008. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal September 14, 2012. Diakses tanggal January 15, 2013.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)

Bibliografi

• Haynes, William M., ed. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-92). CRC Press. ISBN 978-1439855119. 

Pranala luar

• (Inggris) International Chemical Safety Card 0360
• (Inggris) Euro Chlor-How is chlorine made? Chlorine Online
• (Inggris) NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
• (Inggris) CDC – Sodium Hydroxide – NIOSH Workplace Safety and Health Topic
• (Inggris) Production by brine electrolysis
• Lembar data
  • (Inggris) Sodium Hydroxide MSDS
  • (Inggris) Certified Lye MSDS
  • (Inggris) Hill Brothers MSDS
• (Inggris) Titration of acids with sodium hydroxide; freeware for data analysis, simulation of curves and pH calculation
• (Inggris) Caustic soda production in continuous causticising plant by lime soda process