Sự khác biệt giữa NaOH và KOH là gì? Ứng dụng và cách phân biệt hai chất bazơ mạnh này

Trong hóa học ứng dụng có rất nhiều hợp chất có tính chất gần giống nhau, khiến việc lựa chọn loại phù hợp cho một quy trình hay dự án cụ thể đôi khi trở nên không đơn giản. Chẳng hạn, natri hydroxit (NaOH) và kali hydroxit (KOH) thường được xem là hai lựa chọn tương đương về mặt chức năng. Vậy, nếu bạn đang phân vân giữa hai hợp chất này, bài viết này sẽ giúp bạn xác định đâu là lựa chọn tốt nhất.

NaOH và KOH là hai bazơ mạnh được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại. Ảnh: KPTCHEM.

Trong nhóm các hợp chất kiềm mạnh đang được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay thì Natri hydroxit (NaOH) và Kali hydroxit (KOH) là hai cái tên quen thuộc luôn chiếm vị trí quan trọng hàng đầu. Mặc dù cả hai đều là bazơ mạnh với nhiều tính chất tương đồng, nhưng giữa chúng vẫn tồn tại những khác biệt đáng kể về cấu trúc, mức độ phản ứng, ứng dụng cũng như dạng tồn tại trong công nghiệp. Việc hiểu rõ sự khác nhau giữa chúng là tiền đề giúp bạn đưa ra lựa chọn phù hợp nhất cho các quy trình công nghiệp cụ thể.

Điểm giống nhau giữa NaOH và KOH

Cả hai hợp chất này đều là các hydroxit kim loại kiềm. Ở dạng rắn, chúng có dạng bột hoặc vảy màu trắng. Giống như hầu hết các hợp chất được ứng dụng trong thực tiễn, kali hydroxit và natri hydroxit có những tên gọi thông dụng mà bạn có thể đã quen thuộc. Với natri hydroxit, thường được biết đến với tên gọi quen thuộc là xút hoặc xút ăn da; trong khi kali hydroxit thường được gọi là bồ tạt ăn da hoặc xút kali. Trong đó,

Natri hydroxit (NaOH)

• Khối lượng phân tử: 40g/mol
• Trạng thái: Rắn màu trắng, dễ hút ẩm
• Nhiệt độ nóng chảy: 318°C
• Nhiệt độ sôi: 1.388°C
• Tính tan: Tan rất mạnh trong nước và tỏa nhiều nhiệt khi hòa tan

Tên gọi “xút ăn da” dành cho NaOH gắn liền với lịch sử hình thành của loại hợp chất này. Trước đây, người ta sản xuất kiềm bằng cách chiết xuất từ tro soda hoặc tro thực vật, tạo ra một dung dịch kiềm thô nhưng có tính ăn mòn rất cao, nên được gọi là “xút ăn da”. Cho đến ngày nay, NaOH đã được sản xuất bằng công nghệ điện phân dung dịch natri clorua (muối ăn) với độ tinh khiết cao hơn rất nhiều, song tên gọi truyền thống vẫn được giữ nguyên vì mô tả đúng bản chất nguy hiểm của nó.

Xút vảy NaOH. Ảnh: KPTCHEM.

Kali hydroxit (KOH)

• Khối lượng phân tử: 56,11g/mol
• Trạng thái: Rắn màu trắng, dễ hút CO₂ và hơi ẩm
• Nhiệt độ nóng chảy: 360°C
• Nhiệt độ sôi: 1.327°C
• Tính tan: Tan tốt trong nước, nhưng ít tỏa nhiệt hơn NaOH

“Bồ tạt ăn da” là cách gọi xuất phát từ tên gọi potash (nghĩa là kali) và đặc tính ăn mòn mạnh của hợp chất này, vì thế nó cũng được gọi là kali ăn da. Trong lịch sử, KOH được điều chế từ tro cây giàu kali, dung dịch kiềm thu được từ tro trong nồi đun. Trong dây chuyền hiện đại, kali hydroxit được tinh chế bằng công nghệ điện phân kali clorua, tính ăn mòn của nó không hề suy giảm, thậm chí trong nhiều phản ứng, KOH còn hoạt động mạnh mẽ hơn NaOH do ion kali có kích thước lớn và linh động hơn.

Xút kali KOH. Ảnh: KPTCHEM.

Việc tên gọi gắn liền với cụm từ “ăn da” này xuất phát từ tính ăn mòn cực mạnh của chúng. Cụ thể, khi tiếp xúc với mô hữu cơ, các hợp chất này đều có khả năng phá hủy cấu trúc protein và chất béo, đồng thời tạo ra phản ứng xà phòng hóa trên bề mặt da. Chính vì vậy, chỉ một giọt dung dịch nhỏ rơi vào vùng da ẩm cũng có thể gây bỏng sâu và để lại tổn thương nghiêm trọng. Vì thế, dù trong bất kỳ tình huống nào khi làm việc với các chất này, đồ bảo hộ và quy trình an toàn luôn phải được đặt lên hàng đầu.

Nhìn chung, cả NaOH và KOH đều được gọi là “ăn da” vì chúng có độ pH rất cao, dễ dàng hút ẩm trong không khí, phản ứng mãnh liệt và tỏa nhiệt rất cao khi hòa tan vào nước, có thể gây tổn thương nghiêm trọng nếu tiếp xúc trực tiếp. Mặc dù có nhiều điểm tương đồng và cùng chung kỹ thuật sản xuất, nhưng sự khác biệt giữa ion Na⁺ và K⁺ khiến hai bazơ mạnh này có tính chất không hoàn toàn giống nhau. Bạn cần hiểu rõ sự khác biệt, ưu và nhược điểm của chúng để có thể lựa chọn sản phẩm phù hợp nhất với nhu cầu của mình.

Sự khác biệt quan trọng giữa NaOH và KOH

Mặc dù cả xút ăn da và xút kali đều thuộc nhóm bazơ mạnh và có nhiều điểm tương đồng trong tính chất hóa học, nhưng ở cấp độ cấu trúc ion, mức độ phản ứng và phạm vi ứng dụng, hai hợp chất này lại thể hiện những đặc điểm riêng biệt rất rõ ràng.

Khối lượng phân tử và cấu trúc ion

Mặc dù natri hydroxit và kali hydroxit rất giống nhau, nhưng về cơ bản chúng lại khác nhau. Trước hết, kali và natri mỗi nguyên tố đóng góp một số proton khác nhau, natri nhận 11 proton trong khi kali cho 19 proton. Kali có kích thước và khối lượng lớn hơn natri, điều này góp phần vào sự khác biệt rất lớn về khối lượng nguyên tử của chúng. Cụ thể, KOH có khối lượng phân tử 56,106g/mol cao hơn đáng kể so với 39,997g/mol của NaOH.

Nhưng sự khác biệt giữa hai hợp chất này thực sự bắt đầu từ cấp độ phân tử. Mặc dù cả NaOH và KOH đều là bazơ mạnh, nhưng kích thước và tính chất ion của chúng không hoàn toàn giống nhau. Ion K⁺ có bán kính lớn hơn ion Na⁺, nhờ đó có độ linh động cao hơn trong dung dịch, giúp các phản ứng liên quan đến KOH thường diễn ra nhanh hơn và triệt để hơn, đặc biệt trong các quá trình xử lý hoặc phản ứng với hợp chất hữu cơ. Đồng thời, cấu trúc phân tử của kali hydroxit cho phép nó phân tán và xuyên phá các phân tử dầu hiệu quả hơn so với natri hydroxit. Chính vì vậy, KOH thường được ưu tiên trong những ứng dụng cần phá vỡ dầu mỡ hoặc cặn hữu cơ, như sản xuất dung dịch xà phòng hoặc ứng dụng trong các quy trình tẩy rửa chuyên dụng.

Độ hòa tan và lượng nhiệt tỏa ra

Mặc dù độ hòa tan của chúng trong nước ở nhiệt độ phòng gần như nhau, nhưng NaOH khi hòa tan tạo ra lượng nhiệt lớn hơn nhiều so với KOH, đôi khi gây tăng nhiệt độ đột ngột và nguy cơ bắn tóe nếu không thao tác đúng kỹ thuật. Trong khi đó, quá trình hòa tan KOH diễn ra với mức tỏa nhiệt nhẹ hơn nhưng lại có độ hòa tan cao hơn, nhất là khi nhiệt độ nước tăng lên nên, dễ kiểm soát nên đặc biệt phù hợp trong những hệ thống yêu cầu giữ nhiệt độ ổn định hoặc trong các phản ứng nhạy cảm với nhiệt.

Độ mạnh của phản ứng

KOH có xu hướng phản ứng mạnh hơn trong một số môi trường nhất định nhờ ion K⁺ lớn và linh động. Vì vậy, KOH thường được lựa chọn trong các ngành có yêu cầu tính phản ứng cao và ổn định như sản xuất pin kiềm, xà phòng lỏng hoặc sản xuất biodiesel. Ngược lại, NaOH được ưa chuộng trong các ngành công nghiệp nặng như xử lý dầu, sản xuất giấy, chế tạo chất tẩy rửa dạng rắn hoặc trung hòa axit trong sản xuất hóa chất do tính kinh tế và mức độ hiệu quả trong quy mô lớn.

Giá thành và mức độ phổ biến

Natri hydroxit được sản xuất bằng natri clorua (hay còn gọi là muối ăn thông thường), nguồn nguyên liệu này rất dồi dào và chi phí sản xuất thấp hơn đáng kể nên NaOH luôn có giá thành cạnh tranh hơn. Điều này khiến nó trở thành lựa chọn hàng đầu trong những ngành có mức tiêu thụ lớn.

Ngược lại, muối kali (KCl) là một hợp chất đắt tiền nên KOH thường có chi phí cao hơn, nếu tính theo số lượng tấn thì kali hydroxit đắt hơn natri hydroxit khoảng ba lần. Chính vì thế, KOH thường được dùng trong các lĩnh vực chuyên biệt, nơi tính năng vượt trội của nó mang lại giá trị thực tế như dược phẩm, mỹ phẩm hoặc các sản phẩm có yêu cầu khắt khe hơn.

Ứng dụng thực tế của NaOH và KOH

NaOH và KOH hiếm khi thay thế cho nhau hoàn toàn vì mỗi chất có tính chất ưu tiên riêng. NaOH phù hợp nhất cho các sản phẩm cần độ cứng, độ bền và tính kiềm mạnh trong môi trường rắn, chẳng hạn như xà phòng cục, chất tẩy rửa công nghiệp hay dung dịch xử lý kim loại, ngoài ra NaOH còn được dùng để thông tắc cống. Trong khi đó, KOH phù hợp với sản phẩm yêu cầu độ mềm mại, độ hòa tan cao hoặc khả năng ổn định trong môi trường lỏng, điển hình như dầu gội, xà phòng lỏng và dung dịch điện phân trong pin kiềm.

Nếu bạn cần làm sạch bề mặt kim loại bị phủ dầu mỡ cứng, tốt nhất nên sử dụng kali hydroxit với nước nóng để rửa sạch. Trong khi đó, lớp dầu mỡ dày hoặc mềm có thể được làm sạch bằng natri hydroxit với chi phí thấp hơn và cần nước ở nhiệt độ thấp hơn do phản ứng tỏa nhiệt tốt hơn.

Ngoài ra, natri hiđroxit và kali hiđroxit có nhiều dạng vật lý khác nhau (vảy, hạt, lỏng), mỗi loại phù hợp với các ứng dụng công nghiệp khác nhau. Trong đó,

• NaOH: Xút vảy là loại phổ biến nhất trên thị trường nhờ ưu điểm dễ vận chuyển và bảo quản; dạng hạt có tốc độ hòa tan nhanh, thường được ưu tiên trong sản xuất xà phòng và các dòng chất tẩy rửa cao cấp; dạng lỏng được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước, vệ sinh hệ thống và làm nguyên liệu cho nhiều ngành sản xuất hóa chất. 
• KOH: Dung dịch KOH sử dụng trong phân bón lỏng, mỹ phẩm, biodiesel; vảy KOH dùng cho pin, dược phẩm, mỹ phẩm; hạt KOH ít phổ biến hơn, thường ứng dụng trong các ngành yêu cầu tốc độ hòa tan cao.

Cách phân biệt NaOH và KOH trong thực tế

Việc phân biệt NaOH và KOH bằng mắt thường không hề đơn giản vì cả hai đều là chất rắn dạng vảy hoặc hạt trắng, dễ hút ẩm và có tính kiềm mạnh. Tuy nhiên, trong thực tế khi mua bán và sử dụng, bạn vẫn có thể nhận biết chúng thông qua các đặc điểm dưới đây.

1. Quan sát hình dạng và mức độ hút ẩm

NaOH và KOH đều hút ẩm, nhưng KOH hút ẩm mạnh hơn đáng kể. KOH vảy/hạt dễ mềm, nhanh chảy nước khi để ngoài không khí, bề mặt thường hơi “ướt” sau vài phút. Trong khi đó, NaOH vảy hút ẩm chậm hơn, khi mới mở bao thường khô ráo và giữ hình dạng lâu hơn.

Đây không phải phương pháp chính xác tuyệt đối, nhưng rất hữu ích khi kiểm tra sơ bộ lúc nhận hàng.

2. Cảm giác khi hòa tan (mức độ tỏa nhiệt)

Khi hòa tan vào nước, cả NaOH và KOH đều tỏa nhiệt mạnh, nhưng mức độ “nóng” mà người dùng cảm nhận phụ thuộc vào cách so sánh. Trong thực tế, ở cùng một khối lượng (kg) NaOH tạo cảm giác tỏa nhiệt mạnh hơn KOH một chút. Điều này xuất phát từ việc NaOH có khối lượng mol thấp hơn, nên cùng 1kg chất sẽ có nhiều phân tử phản ứng hơn.

3. Màu sắc và độ trong của dung dịch

Khi hòa tan, dung dịch KOH thường trong hơn, hiếm khi có cặn nếu sản phẩm chất lượng. Ngược lại, dung dịch xút lỏng đôi khi có thể để lại cặn nhỏ hoặc tạo dung dịch hơi đục nếu độ tinh khiết không cao. Tuy nhiên, điều này phụ thuộc vào chất lượng nguồn hàng, nên chỉ dùng như yếu tố bổ trợ.

4. Kiểm tra bao bì, nhãn mác và các giấy chứng nhận liên quan

Đây là cách quan trọng nhất trong thương mại hóa chất. Bao bì KOH thường ghi Potassium Hydroxide, Caustic Potash, cùng hàm lượng phổ biến: 85%, 90%, 95%. Trong khi đó, bao bì NaOH ghi Sodium Hydroxide, Caustic Soda, dạng 98-99%.

Một giấy chứng nhận phân tích (COA) uy tín sẽ trình bày các chỉ tiêu như: hàm lượng KOH/NaOH, hàm lượng K⁺ / Na⁺, carbonate, độ ẩm,… Các thông số này giúp phát hiện tình trạng pha trộn.

5. Thử nghiệm định tính trong phòng thí nghiệm

Đây là cách phân biệt NAOH và KOH chính xác nhất và hoàn toàn an toàn khi thực hiện đúng quy trình. Các phương pháp này thường được áp dụng tại phòng kiểm nghiệm của doanh nghiệp nhập khẩu hoặc nhà phân phối lớn.

• Phân tích ion kim loại (K⁺ và Na⁺) bằng AAS, ICP-OES hoặc quang phổ phát xạ cho kết quả rõ ràng nhất.
• Chuẩn độ axit-kiềm xác định nồng độ thực tế giúp kiểm tra liệu có pha trộn hay không.
• Khi đốt cháy, Na⁺ cho ngọn lửa vàng, K⁺ cho ngọn lửa tím nhạt.

Kết luận

NaOH và KOH đều là những bazơ mạnh quan trọng trong công nghiệp, nhưng mỗi chất sở hữu những tính chất hóa học và ưu điểm ứng dụng riêng. Việc hiểu rõ sự khác biệt giữa chúng giúp doanh nghiệp tối ưu chi phí, chọn đúng hóa chất, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quy trình sản xuất.

Mặc dù có nhiều cách để phân biệt, song, tình trạng trộn NaOH vào KOH vẫn tồn tại và hoàn toàn có thể xảy ra nếu người bán thiếu uy tín, vì cả hai chất đều là bazơ mạnh nhưng NaOH rẻ hơn đáng kể, nhìn bề ngoài khá giống nhau nên người mua khó phát hiện ngay.

Chính vì thế, chọn nhà cung cấp tin cậy và kiểm nghiệm định kỳ là biện pháp giúp doanh nghiệp tránh được những rủi ro. Bạn có thể đặt niềm tin trọn vẹn tại KPTCHEM bởi chúng tôi là đơn vị chuyên cung cấp hóa chất cho thị trường trong nước và quốc tế. Các sản phẩm hóa chất tinh khiết của chúng tôi, bao gồm NaOH và KOH, đều đảm bảo chất lượng với đầy đủ giấy chứng nhận COA, MSDS rõ ràng.