Natrium hidroksida

Natrium hidroksida, juga dikenal sebagai lindi (lye) dan soda kaustik atau soda api, adalah suatu senyawa anorganik dengan rumus kimia NaOH. Senyawa ini merupakan senyawa ionik berbentuk padatan putih yang tersusun dari kation natrium  dan anion hidroksida .

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·n. Senyawa monohidratnya NaOH· 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.

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.

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

Sifat

Sifat fisika 

Natrium hidroksida murni adalah padatan kristal tidak berwarna yang meleleh pada suhu  tanpa terurai, dan dengan titik didih pada suhu . Senyawa ini sangat larut dalam air, dengan kelarutan yang rendah dalam pelarut polar seperti etanol dan metanol. NaOH tidak larut dalam eter dan pelarut non-polar lainnya.

Serupa dengan hidrasi asam sulfat, pelarutan natrium hidroksida padat dalam air merupakan reaksi yang sangat eksotermis 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.

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:

NaOH(aq) + HCl(aq) -> NaCl(aq) +H2O(l)

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

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.

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,

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).

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. 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:

4Fe + 6NaOH -> 2Fe2O3 + 6Na + 3H2

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

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:

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. 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.

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.

Produksi 

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

Pada tahun 2004, produksi dunia senyawa natrium hidroksida diperkirakan mencapai 60 juta ton, sementara permintaan terhadap senyawa ini diperkirakan mencapai 51 juta ton. 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 , Texas, serta , Louisiana. Produsen utama lainnya di Amerika Serikat termasuk , Westlake, , Shintek serta . Semua perusahaan ini menggunakan proses kloralkali.

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.
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.

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.

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.

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.

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,  menggunakan proses ini dan membuang limbahnya di Pantai Gading.

Keamanan 

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. 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.

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

2 Al + 6 NaOH -> 3 H2 + 2 Na3AlO3
2 Al + 2 NaOH + 2 H2O -> 3 H2 + 2 NaAlO2
2 Al + 2 NaOH + 6 H2O -> 3 H2 + 2 NaAl(OH)4

Penyimpanan 

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.

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).

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

Lihat pula 
 Asam dan basa

Referensi

Bibliografi

Pranala luar 

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

Basa
Senyawa anorganik
Hidroksida
Produk pembersih
Bahan kimia rumah tangga
Desikan
Bahan kimia fotografi