Razlike između kalijum hidroksida i natrijum hidroksida

U oblasti hemije, oboje Kalijum hidroksid (KOH) i Natrijev hidroksid (NaOH), obično poznat kao kaustična potaša i kaustična soda, igra značajne uloge. Uprkos tome što dijele neke sličnosti kao jake baze, posjeduju različite karakteristike koje ih razlikuju u različitim aspektima. Ovaj članak ima za cilj da pruži sveobuhvatan pregled razlika između kalijum hidroksida i natrijum hidroksida.

Hemijska i fizička svojstva

Molekularna struktura i sastav

Kalijum hidroksid se sastoji od jednog atoma kalijuma (K), jednog atoma kiseonika (O) i jednog atoma vodonika (H), sa hemijskom formulom KOH. Natrijum hidroksid, s druge strane, sastoji se od jednog atoma natrijuma (Na), jednog atoma kiseonika i jednog atoma vodonika, izraženog kao NaOH. Razlika u metalnom kationu (kalij u odnosu na natrijum) je fundamentalna i doprinosi mnogim njihovim različitim svojstvima.

Fizički izgled i rastvorljivost

Oba spoja su bijele, higroskopne čvrste tvari na sobnoj temperaturi, koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka. Međutim, pokazuju razlike u topljivosti. Kalij hidroksid je visoko topljiv u vodi, oslobađajući značajnu količinu topline tokom otapanja, što može uzrokovati da otopina postane vrlo vruća. Također je topljiv u etanolu i metanolu. Natrijum hidroksid je podjednako topljiv u vodi, uz značajnu egzotermnu reakciju. Ali u poređenju s tim, kalijum hidroksid općenito ima veću topljivost u određenim organskim rastvaračima, što ga čini poželjnim izborom u nekim specijaliziranim hemijskim procesima.

Tačke topljenja i ključanja

Kalijum hidroksid ima tačku topljenja od približno 360 °C (680 °F) i ključa na oko 1.324 °C (2.415 °F). Natrijum hidroksid, s druge strane, ima nešto višu tačku topljenja od oko 318 °C (604 °F) i ključa na 1.388 °C (2.530 °F). Ove razlike u tačkama topljenja i ključanja mogu uticati na njihovu upotrebu u primjenama na visokim temperaturama, pri čemu se svaka bira na osnovu specifičnih temperaturnih zahtjeva procesa.

Metode pripreme

Industrijska proizvodnja kalijum hidroksida

Industrijski se kalijum hidroksid uglavnom proizvodi elektrolizom rastvora kalijum hlorida (KCl), procesom poznatim kao hloralkalni proces. U ovoj metodi, električna struja se propušta kroz rastvor kalijum hlorida u elektrolitičkoj ćeliji. Na anodi se hloridni ioni oksidiraju i formiraju hlor, dok se na katodi voda reducira, stvarajući vodonik i hidroksidne ione. Kalijumovi ioni se kombinuju sa hidroksidnim ionima i formiraju kalijum hidroksid.

Industrijska proizvodnja natrijum hidroksida

Natrijum hidroksid se također proizvodi hloralkalnim postupkom, ali korištenjem natrijum hlorida (NaCl) kao početnog materijala. Slično proizvodnji kalijum hidroksida, elektroliza rastvora natrijum hlorida dovodi do stvaranja natrijum hidroksida na katodi, uz stvaranje gasovitog hlora na anodi i gasovitog vodonika na katodi. Glavna razlika u pripremi leži u korištenim sirovinama, pri čemu se proizvodnja kalijum hidroksida oslanja na soli koje sadrže kalijum, a proizvodnja natrijum hidroksida na soli koje sadrže natrijum.

Aplikacije

U hemijskoj proizvodnji

U hemijskoj proizvodnji, kalijum hidroksid se široko koristi u proizvodnji hemikalija na bazi kalijuma, kao što su kalijum fosfati, koji su važna gnojiva. Također se koristi u sintezi određenih polimera i kao katalizator u nekim organskim reakcijama. Natrijum hidroksid, s druge strane, ključni je sastojak u proizvodnji sapuna i deterdženata. Kroz proces koji se naziva saponifikacija, reaguje sa mastima i uljima kako bi proizveo molekule sapuna i glicerol. Osim toga, koristi se u proizvodnji papira, gdje pomaže u procesu pulpiranja da razgradi lignin, odvajajući celulozna vlakna za proizvodnju papira.

U galvanizaciji i obradi metala

Kalijum hidroksid nalazi primjenu u kupkama za galvanizaciju, posebno za prevlačenje određenih metala poput cinka. Njegova sposobnost rastvaranja metalnih oksida i održavanja alkalnog okruženja korisna je za postizanje glatkog i ujednačenog metalnog premaza. Natrijum hidroksid se koristi u procesima čišćenja i površinske obrade metala. Može ukloniti masnoću, ulja i hrđu sa metalnih površina, pripremajući ih za daljnju obradu kao što je farbanje ili prevlačenje.

U prehrambenim i potrošačkim proizvodima

Kalijum hidroksid ima ograničenu, ali specifičnu upotrebu u prehrambenoj industriji. Na primjer, može se koristiti u proizvodnji kakaa za podešavanje pH vrijednosti, što utiče na okus i boju gotovog proizvoda. Također se koristi u proizvodnji mekih pereca za stvaranje karakteristične žvakaće teksture. Natrijum hidroksid se, s druge strane, koristi u preradi maslina za uklanjanje njihove gorčine. Također se koristi u proizvodnji nekih zgušnjivača i stabilizatora prehrambene kvalitete.

Sigurnost i rukovanje

I kalijum hidroksid i natrijum hidroksid su visoko korozivne supstance. Prilikom kontakta mogu izazvati teške opekotine kože, očiju i respiratornog trakta. Prilikom rukovanja ovim hemikalijama mora se nositi odgovarajuća lična zaštitna oprema (LZO) kao što su rukavice, zaštitne naočale i laboratorijski mantili. U slučaju kontakta s kožom ili očima, neophodno je odmah i dugotrajno ispiranje s puno vode. Međutim, zbog razlika u njihovoj reaktivnosti i rastvorljivosti, priroda potencijalnih opasnosti može se neznatno razlikovati. Na primjer, veća rastvorljivost kalijum hidroksida u nekim rastvaračima znači da se on može brže širiti u određenim okruženjima, što u nekim slučajevima povećava rizik od slučajnog izlaganja.

Zaključno, iako kalijum hidroksid i natrijum hidroksid dijele zajedničku osobinu da su jake baze, njihove razlike u hemijskim i fizičkim svojstvima, metodama pripreme, primjeni i sigurnosnim razmatranjima čine ih pogodnim za različite svrhe. Razumijevanje ovih razlika je ključno za hemičare, inženjere i industrijske radnike kako bi efikasno i sigurno koristili ove hemikalije u širokom spektru primjena.