氢氧化钠

化学实验常用强碱
(重定向自氫氧化鈉

氫氧化鈉,又称火碱烧碱苛性钠(sodium hydroxide;lye and caustic soda)等,化學式為NaOH,是一種具有高腐蝕性的強,一般為白色片狀或顆粒,能溶於水生成鹼性溶液,另也能溶解於甲醇乙醇。此鹼性物具有潮解性,會吸收空氣中的水蒸氣,亦會吸取二氧化碳二氧化硫酸性氣體

氫氧化鈉
IUPAC名
Sodium hydroxide
别名 燒鹼、固碱、粒鹼、片鹼、苛性钠、火碱、哥士的[註 1]
识别
CAS号 1310-73-2  ✓
PubChem 14798
ChemSpider 14114
SMILES
InChI
InChIKey HEMHJVSKTPXQMS-REWHXWOFAM
Gmelin 68430
UN编号 1823
EINECS 215-185-5
ChEBI 32145
RTECS WB4900000
KEGG D01169
MeSH Hydroxide Sodium Hydroxide
性质
化学式 NaOH
摩尔质量 40.00 g·mol⁻¹
精确质量 40.00 g/mol
外观 白色不透明的蠟狀固体
密度 2.13 g/cm3
熔点 318 ℃ (591 K)
沸点 1388 ℃ (1661 K)
溶解性 111 g/100 ml (20 ℃)
溶解性甲醇 238 g/L
溶解性乙醇 <139 g/L
蒸氣壓 <2.4 kPa (20 ℃)
pKb -0.56 (NaOH(aq) ↔ Na+ + OH) [1]
折光度n
D
1.3576
危险性
欧盟危险性符号
腐蚀性腐蚀性 C
警示术语 R:R35-R37/38
安全术语 S:S1/2, S26, S37/39, S45
MSDS External MSDS
欧盟编号 011-002-00-6
GHS危险性符号
《全球化学品统一分类和标签制度》(简称“GHS”)中腐蚀性物质的标签图案
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
4
0
ALK
闪点 不可燃
相关物质
相关氢氧化物 氫氧化鋰
氫氧化鉀
氫氧化銣
氫氧化銫
氢氧化钫
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

氫氧化鈉為常用的化學品之一。其應用廣泛,為很多工業過程的必需品:常用於製造木浆紙張紡織品肥皂[2]及其他清潔劑等,另也用於家用的水管疏通剂。2004年全球總共製造了六千萬噸的氫氧化鈉,而總消耗量為五千一百萬噸。[3]

化学性質编辑

和酸反应编辑

氢氧化钠於水中會完全解离成钠离子與氢氧根离子,可以和进行酸鹼中和反应:

 
 

利用这一性质,可以制备一些酸的钠盐,如:

 
 

酸性很弱的苯酚也能与之反应:

 

和酸性氧化物反应编辑

氫氧化鈉在空氣中容易變質,就是因為和空氣中的二氧化碳发生了反应:

 

在溶液中发生,过量的二氧化碳会将碳酸钠转化为碳酸氫鈉(俗稱小蘇打):

 

由于玻璃製品中含有二氧化硅,氢氧化钠会与之反应生成硅酸钠,使得玻璃儀器中的活塞黏著於儀器上,無法再次使用。因此,存放氢氧化钠的细口瓶一般用橡胶塞封口。如果以玻璃容器长时间盛裝热的氫氧化鈉溶液,会造成玻璃容器损坏,甚至破裂的情況。

 

同样地,氢氧化钠也能和三氧化铬五氧化二磷三氧化二砷二氧化硫二氧化硒等其它酸性氧化物反应,生成它们的盐:

 
 

和两性氧化物及氢氧化物的反应编辑

氢氧化钠可以和两性氧化物或氢氧化物反应,生成盐和水,如:

 

和单质的反应编辑

和两性金属(如等)和氢氧化钠反应,放出氢气:

 

英國在1986年有一油罐車誤裝載重量百分率濃度為25%的氫氧化鈉水溶液,氫氧化鈉便與油罐壁上的產生化學變化,導致油罐因內部壓力過載而受損,反應方程式如下所示:

 

白磷等单质和氢氧化钠发生歧化反应

 

和盐的反应编辑

过渡金属的盐类和一些主族金属的盐可以和氢氧化钠反应,生成更难溶的氢氧化物,或转化为可溶性的羟基配合物再次溶解。

 
 
 
 

以上反應的產物的顔色、溶解度等可被用來測試某種陽離子

对于等氢氧化物不能稳定存在的物质来说,会生产氧化物或氧化物的水合物沉淀:

 

氢氧化钠可以将过渡金属的酰基离子转化为阴离子酸根(简单离子或多聚离子),如VO2+、UO22+等:

 

氫氧化鈉跟銨鹽產生反應,生成氣、水和相應的鈉鹽。此為銨離子的檢驗方法。

和其它无机物的反应编辑

二氧化氯二氧化氮等可以和氢氧化钠发生反应。

高锰酸钠在氢氧化钠溶液中煮沸,可以还原为锰酸钠

和有机物的反应编辑

氢氧化钠可以将卤代烃酰卤水解。其醇溶液可以用于卤代烃的消去。例如:

  • 氯乙烷的水解, 生成氯化鈉乙醇 
  • 乙酸乙酯的加鹼水解[4] 
  • 如果是高級脂肪酸酯水解成皂的反應,統一命名為皂化反應

另外,氫氧化鈉是一種,可提供氫氧根離子,可催化羥醛縮合反應。首先,氫氧根離子會去質子化,生成烯醇負離子和水,該烯醇負離子會進攻令一電中性的醛或酮,生成羥醛加成物負離子。然後,那加成物會質子化,在第一步所生成的水上拿掉質子,在生成最終的羥醛產物後,亦同時再生氫氧根離子催化劑)。

由於氫氧化鈉可以提供氫氧根離子,所以亦可催化酮-烯醇互變異構[5]。這叫鹼催化酮-烯醇互變異構:

工业制法编辑

氢氧化钠為工业中製氯氣过程的副产物,工業上,透過电解大量饱和食盐水以量產氯氣,然而,當氯離子氧化成氯气逸出的同時,溶液中也只剩下氢氧化钠一种溶质,反应方程式如下所示[6]

 

19世紀以前,氫氧化鈉的製備通常會先以勒布朗制碱法生成前驅物碳酸钠,再通过高温煅烧,使得碳酸钠分解为氧化钠二氧化碳,最後,將氧化钠溶於水中,便可製得氢氧化钠:

 
 

另外,也可利用複分解制備氫氧化鈉,碳酸鈉(俗稱為蘇打)與氫氧化鈣(俗稱為熟石灰)的反應方程式如下所示:[7]

 

安全性编辑

 
皮膚與氫氧化鈉溶液直接接觸所產生之灼傷,照片攝於患者與氫氧化鈉溶液直接接觸後44小時

氢氧化钠固体或其溶液皆能灼伤皮肤,對无防护措施者可造成永久性伤害(如疤痕)。倘若讓氫氧化鈉直接接触眼睛的話,严重者甚至可造成失明。个人防护措施,諸如橡胶手套、防護衣與护目镜等便能大大降低接触氢氧化钠所带来的危险。

氢氧化钠溶于水中(如稀釋),抑或是與酸反應,都会放出大量的热量,可能导致灼伤或点燃易燃物(如有機溶劑)。除此之外,氢氧化钠能夠腐蚀一些金属(如)生成易燃的氢气,还能夠轻度腐蚀玻璃製品,應慎選儲存氫氧化鈉的容器材質。[8]

 
 
 

参看编辑

參考資料编辑

  1. ^ Sortierte Liste: pKb-Werte, nach Ordnungszahl sortiert. – Das Periodensystem online. [2019-01-15]. (原始内容存档于2018-11-16). 
  2. ^ Morfit, Campbell. A treatise on chemistry applied to the manufacture of soap and candles. Parry and McMillan. 1856. 
  3. ^ Cetin Kurt, Jürgen Bittner, Sodium Hydroxide, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, 2005, doi:10.1002/14356007.a24_345.pub2 
  4. ^ 乙酸乙酯 Ethyl acetate. 物竞数据库. [2021-01-19] (中文). 添加微量的酸或碱能促进水解反应。 
  5. ^ 曾昭瓊. 《有机化学》第四版上册 第四版. 北京: 高等教育出版社. 2005. ISBN 7-04-013845-X. 
  6. ^ 氢氧化钠 Sodium hydroxide. 物竞数据库. [2021-01-19] (中文). 将二次精制盐水电解,于阳极室生成氯气,阳极室盐水中的Na+通过离子膜进入阴极室与阴极室的0H生成氢氧化钠,H+直接在阴极上放电生成氢气 
  7. ^ Chemistry:Precision and Design.Verne Biddle, Gregory Parker.A Beka Book, Inc.
  8. ^ aluminium_water_hydrogen.pdf (application/pdf Object) (PDF). www1.eere.energy.gov. 2008 [January 15, 2013]. (原始内容 (PDF)存档于2012年9月14日). 

注释编辑

  1. ^ 此稱呼主要出現在香港。港人取了其英文別名“caustic soda”中的“caustic”譯音,故讀作“哥士的”。

外部链接编辑