氫氧化鈉
氫氧(yang)化鈉,化學式為NaOH,俗稱(cheng)燒堿(jian)、火堿(jian)、苛性(xing)(xing)鈉,為一種具(ju)有強腐蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)強堿(jian),一般為片狀或塊狀形態,易溶于水(溶于水時(shi)放熱(re))并形成堿(jian)性(xing)(xing)溶液,另(ling)有潮(chao)解性(xing)(xing),易吸取空氣(qi)(qi)中的(de)水蒸氣(qi)(qi)(潮(chao)解)和二氧(yang)化碳(變質),可加入鹽(yan)酸檢驗是(shi)否變質。
NaOH是化(hua)學實驗室其中(zhong)一(yi)種必備的化(hua)學品(pin),亦為常見的化(hua)工品(pin)之一(yi)。純品(pin)是無色透明(ming)的晶體(ti)。密(mi)度2.130g/cm3。熔點318.4℃。沸點1390℃。工業(ye)品(pin)含有少量的氯化(hua)鈉和(he)碳酸鈉,是白色不透明(ming)的晶體(ti)。有塊狀(zhuang),片狀(zhuang),粒狀(zhuang)和(he)棒(bang)狀(zhuang)等(deng)。式量39.997。
氫氧化(hua)鈉在水(shui)處理中可作(zuo)為堿性清洗劑(ji),溶(rong)于(yu)乙醇(chun)(chun)和甘油;不溶(rong)于(yu)丙醇(chun)(chun)、乙醚。與氯、溴、碘等鹵素發生歧化(hua)反應。與酸(suan)類(lei)起中和作(zuo)用而(er)生成鹽和水(shui)。
中文名氫(qing)氧化鈉英文名Sodium hydroxide 別 稱燒(shao)堿、火堿、苛性鈉
化學式NaOH分子量39.996 CAS登錄號1310-73-2
EINECS登錄號215-185-5熔 點318.4℃(591 K)沸 點1390 ℃ (1663 K)
水溶性109 g (20 ℃)(極易(yi)溶于水)密 度2.130 g/cm3外 觀白色半(ban)透明(ming)片狀或顆粒
閃 點176-178℃應 用漂白、造(zao)紙等安全性描述腐蝕品、易潮(chao)解危險性符號36/38-35-34
危險性描述腐蝕性危險品運輸編號UN 1824 8/PG 2【液體氫氧化鈉】UN1823【固體氫氧化鈉】
研究歷史
氫氧化鈉在很早以前就以堿性物質為人們熟知。
1787年,醫生Nicolas Leblanc(1762-1806)發(fa)明(ming)了用食鹽制(zhi)取氫氧化(hua)鈉的(de)合適(shi)工藝,并進行了大規模生產。
1887年,瑞典化(hua)學家阿倫尼烏斯(si)創立了酸(suan)堿(jian)電(dian)(dian)離(li)理(li)論(lun)(即水(shui)溶(rong)(rong)液(ye)酸(suan)堿(jian)理(li)論(lun)),他提出酸(suan)即在(zai)水(shui)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)凡(fan)(fan)是電(dian)(dian)離(li)產生的陽離(li)子(zi)全部都是氫離(li)子(zi)的物(wu)(wu)質(zhi),堿(jian)即在(zai)水(shui)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)凡(fan)(fan)是電(dian)(dian)離(li)產生的陰(yin)離(li)子(zi)全部都是氫氧根(gen)離(li)子(zi)的物(wu)(wu)質(zhi)。 從(cong)此氫氧化(hua)鈉的堿(jian)性得到了明確的定義。
理化性質
物理性質
氫氧化鈉為(wei)白色半透明結晶狀固體。其水溶液有澀味和滑膩(ni)感。
吸水性(潮解性):氫氧(yang)化鈉(na)在空氣中(zhong)易潮解,故常用(yong)固體(ti)氫氧(yang)化鈉(na)做干(gan)燥(zao)劑。 但液(ye)態氫氧(yang)化鈉(na)沒(mei)有吸水性。
溶解性:
極易(yi)溶(rong)(rong)(rong)于(yu)水,溶(rong)(rong)(rong)解時放出大量的熱。易(yi)溶(rong)(rong)(rong)于(yu)乙醇、甘油。
氫氧化(hua)鈉在水(shui)中的溶解(jie)度變(bian)化(hua)如下:
| 氫氧化鈉溶解度表 | |
| 溫度(°C) | 溶解度(g/100mL) |
| 0 | 42 |
| 10 | 51 |
| 20 | 109 |
| 30 | 119 |
| 40 | 129 |
| 50 | 145 |
| 60 | 174 |
| 70 | 299 |
| 80 | 314 |
| 90 | 329 |
| 100 | 347 |
化學性質
堿性
氫氧(yang)化鈉(na)溶于水中會(hui)完全解離(li)成鈉(na)離(li)子(zi)與氫氧(yang)根離(li)子(zi),所以它具有堿(jian)的(de)通性。
它(ta)可與任何質子酸進(jin)行酸堿中和反應(ying)(也屬于復分(fen)解(jie)反應(ying)):
NaOH + HCl = NaCl + H?O
2NaOH + H?SO?=Na?SO?+2H?O
NaOH + HNO?=NaNO?+H?O
同(tong)樣,其溶液能夠與鹽溶液發生(sheng)復(fu)分解(jie)反(fan)應與配位(wei)反(fan)應:
NaOH + NH?Cl = NaCl +NH?·H?O
2NaOH + CuSO?= Cu(OH)?↓+ Na?SO?
2NaOH+MgCl?= 2NaCl+Mg(OH)?↓
ZnCl2+4NaOH(過量)=Na2[Zn(OH)4]+2NaCl
氫氧化(hua)鈉在空氣(qi)中(zhong)容易變質(zhi)成(cheng)碳酸(suan)鈉(Na?CO?),因為空氣(qi)中(zhong)含有酸(suan)性氧化(hua)物(wu)二氧化(hua)碳(CO?):
2NaOH + CO? = Na?CO? + H?O 這也(ye)是其(qi)堿性的體現。
倘若持續通入過量(liang)的二(er)氧化(hua)碳,則會生(sheng)成碳酸氫鈉(NaHCO?),俗(su)稱為小蘇打,反(fan)應方程式(shi)如下所示:
Na?CO? + CO? + H?O = 2NaHCO?
同樣,氫氧(yang)化鈉能與像二氧(yang)化硅(SiO?)、二氧(yang)化硫(liu)(SO?)等酸性氧(yang)化物發生反應:
2NaOH + SiO? = Na?SiO? + H?O
2NaOH + SO?(微量)= Na?SO? + H?O
NaOH + SO?(過量)= NaHSO?(生成(cheng)的Na?SO?和水與過量的SO?反(fan)應生成(cheng)了NaHSO?)
有機反應
許多(duo)的(de)有機反應中,氫(qing)氧化鈉也扮演(yan)著類似催化劑的(de)角色,
其中,最具代(dai)表(biao)性的莫過于(yu)皂化反應:
RCOOR' + NaOH = RCOONa + R'OH
也可催化許多其(qi)他反應,如環(huan)氧烷開環(huan)、鹵仿(fang)反應等:
I2+NaOH+R(CH3)C=O → R-COONa+CHI3(生成碘(dian)仿)
氫氧化鈉可以和鹵代烴等發生(sheng)親核取(qu)代反應(ying),如:
CH3CH2Cl+NaOH → CH3CH2OH+NaCl
也可能使(shi)鹵(lu)代(dai)烴發生消除:
CH3CH2Cl+NaOH → CH2=CH2+NaCl+H2O
氫氧(yang)化鈉在強熱(re)下(xia)可以使羧酸發生(sheng)脫羧反應,例如:
R-COONa+NaOH → RH+Na2CO3
顏色反應
它能與(yu)指示劑發生反應:
氫氧化鈉溶液(ye)是堿性,使(shi)石蕊試液(ye)變藍,使(shi)酚酞試液(ye)變紅。
其他反應
鋁會與(yu)氫(qing)氧(yang)(yang)化鈉反應生成氫(qing)氣。 1986年,英(ying)國有一油罐(guan)車誤(wu)裝載重量百分率濃度為25%的氫(qing)氧(yang)(yang)化鈉水(shui)溶(rong)液,氫(qing)氧(yang)(yang)化鈉便與(yu)油罐(guan)壁的鋁產生化學變化,導致油罐(guan)因內部壓力過載而永久受損,反應方程式如下所示(shi):
2Al + 2NaOH + 6H?O = 2Na[Al(OH)?](四羥基合(he)鋁酸(suan)鈉) + 3H?↑
注:四羥(qian)基合鋁(lv)酸鈉可認為是偏鋁(lv)酸鈉與2個(ge)水結合的產物
硅也會與氫氧化鈉反應生成氫氣,如(ru):
Si + 2NaOH + H?O=Na?SiO? + 2H?↑
氫(qing)氧化鋁的制備也(ye)牽涉到氫(qing)氧化鈉的使(shi)用:
6NaOH +2KAl(SO?)?=2Al(OH)?↓ + K?SO? +3Na?SO?
注:Al(OH)?(氫氧(yang)化鋁)為一(yi)種(zhong)常用于(yu)除去水(shui)中(zhong)雜質(zhi)的(de)膠狀凝(ning)聚劑。因過渡金(jin)屬的(de)氫氧(yang)化物大都(dou)不(bu)太溶于(yu)水(shui),且氫氧(yang)化鋁表面(mian)的(de)面(mian)積大可以(yi)吸附小(xiao)微粒,故于(yu)自(zi)來水(shui)中(zhong)添加(jia)明(ming)礬(fan)(KAl(SO4)2·12H2O)可促使過渡金(jin)屬以(yi)氫氧(yang)化物的(de)形式沉淀析出,再利用簡單的(de)過濾(lv)設備,即(ji)可完成(cheng)自(zi)來水(shui)的(de)初步過濾(lv)。
氫(qing)(qing)氧化鋁(lv)可用于(yu)制取明礬(KAl(SO4)2·12H2O):將氫(qing)(qing)氧化鋁(lv)溶于(yu)硫(liu)(liu)酸,再加入計量的硫(liu)(liu)酸鉀(jia)溶液加熱反應、經過濾、濃縮、結晶、離心分離、干(gan)燥,制得(de)硫(liu)(liu)酸鋁(lv)鉀(jia)成品(pin)。
凈水詳(xiang)細原理是明礬在水中可以電離出兩種金屬離子:KAl(SO4)2= K++ Al3++ 2SO42-,而Al3+很容易生成膠狀的(de)氫(qing)氧化(hua)鋁Al(OH)3:Al3++ 3H2O ≒Al(OH)3+ 3H+,氫(qing)氧化(hua)鋁膠體的(de)吸附能力很強,可以吸附水里懸浮(fu)的(de)雜質,并形成沉淀,使水澄(cheng)清。
制備方法
實驗室制法
鈉鹽與氧化鈣反應
可以(yi)用一些碳(tan)(tan)酸(suan)氫(qing)鈉(na)(na)(小蘇(su)打)和一些氧(yang)化(hua)鈣(gai)(生石(shi)(shi)灰)。把(ba)生石(shi)(shi)灰放于(yu)水(shui)中,反(fan)應(ying)后變為(wei)石(shi)(shi)灰漿(氫(qing)氧(yang)化(hua)鈣(gai)溶液(ye)、熟石(shi)(shi)灰),把(ba)碳(tan)(tan)酸(suan)氫(qing)鈉(na)(na)(或碳(tan)(tan)酸(suan)鈉(na)(na))的(de)固體顆(ke)粒(濃溶液(ye)也行)加入石(shi)(shi)灰漿中,為(wei)保證產物(wu)氫(qing)氧(yang)化(hua)鈉(na)(na)的(de)純度,需(xu)使石(shi)(shi)灰漿過。原因:參考氫(qing)氧(yang)化(hua)鈣(gai)和碳(tan)(tan)酸(suan)鈉(na)(na)的(de)溶解度。攪(jiao)拌加快其反(fan)應(ying),待(dai)其反(fan)應(ying)一會兒后,靜置片刻,隨著碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)的(de)沉(chen)淀(dian),上(shang)(shang)層清液(ye)就是氫(qing)氧(yang)化(hua)鈉(na)(na)溶液(ye),小心倒出(chu)即可。(切記倒出(chu)后稱量時不能(neng)放在濾(lv)紙上(shang)(shang)!)
CaO + H?O =Ca(OH)?
NaHCO?+ Ca(OH)?=CaCO?↓+ NaOH + H?O(推薦)
Ca(OH)?+Na?CO? =CaCO?↓+2NaOH
鈉與水反應
取一塊金屬鈉,擦去(qu)表(biao)面煤油,刮(gua)去(qu)表(biao)面氧化層(ceng),放(fang)入盛有水的燒(shao)杯(bei)中(zhong)。
2Na+2H?O=2NaOH+H?↑
現(xian)象:(浮、熔、游、響)
浮(fu):鈉(na)浮(fu)在水面上;
熔(rong):鈉(na)熔(rong)化成(cheng)小球;
游:鈉在水面上(shang)游動,因為有氫氣生成;
響(xiang):鈉(na)咝咝作(zuo)響(xiang),因為(wei)有氫氣生成 。
工業制法
工業上(shang)生產(chan)燒堿的方法有苛化法、電(dian)解(jie)法和離子交(jiao)換(huan)膜法三種。
苛化法
將(jiang)純(chun)堿、石灰分別經(jing)化(hua)堿制(zhi)(zhi)成純(chun)堿溶液(ye)、石灰制(zhi)(zhi)成石灰乳,于(yu)99~101℃進行苛(ke)化(hua)反應,苛(ke)化(hua)液(ye)經(jing)澄清、蒸發濃(nong)縮至40%以上,制(zhi)(zhi)得液(ye)體(ti)燒堿。將(jiang)濃(nong)縮液(ye)進一步熬(ao)濃(nong)固化(hua),制(zhi)(zhi)得固體(ti)燒堿成品。苛(ke)化(hua)泥用水(shui)洗滌,洗水(shui)用于(yu)化(hua)堿。
Na2CO3+Ca(OH)2= 2NaOH+CaCO3↓
隔膜電解法
將原鹽(yan)(yan)(yan)(yan)化鹽(yan)(yan)(yan)(yan)后加入純堿(jian)、燒堿(jian)、氯化鋇精制劑除去鈣、鎂、硫(liu)酸根離子等雜質,再于澄清(qing)槽中(zhong)加入聚丙(bing)烯酸鈉或苛化麩皮(pi)以加速沉淀,砂濾后加入鹽(yan)(yan)(yan)(yan)酸中(zhong)和,鹽(yan)(yan)(yan)(yan)水經預(yu)熱(re)后送(song)去電解,電解液(ye)經預(yu)熱(re)、蒸(zheng)發、分鹽(yan)(yan)(yan)(yan)、冷(leng)卻,制得液(ye)體(ti)燒堿(jian),進一步熬濃即得固體(ti)燒堿(jian)成品(pin)。鹽(yan)(yan)(yan)(yan)泥洗水用于化鹽(yan)(yan)(yan)(yan)。
2NaCl+2H2O[電解] = 2NaOH+Cl2↑+H2↑
離子交換膜法
將原鹽化鹽后(hou)按(an)傳統的辦法進行(xing)鹽水(shui)精制,把一次精鹽水(shui)經(jing)微孔燒(shao)結碳素管式過濾器進行(xing)過濾后(hou),再經(jing)螫合離(li)(li)子交換(huan)樹脂塔進行(xing)二次精制,使鹽水(shui)中鈣、鎂含量(liang)降到0.002%以(yi)(yi)下,將二次精制鹽水(shui)電解(jie),于陽極(ji)室(shi)生成(cheng)氯氣,陽極(ji)室(shi)鹽水(shui)中的Na+通過離(li)(li)子膜進入陰(yin)極(ji)室(shi)與(yu)陰(yin)極(ji)室(shi)的OH生成(cheng)氫(qing)氧(yang)化鈉,H+直接在陰(yin)極(ji)上放電生成(cheng)氫(qing)氣。電解(jie)過程(cheng)中向陽極(ji)室(shi)加入適量(liang)的高(gao)(gao)純(chun)度鹽酸以(yi)(yi)中和(he)返遷的OH-,陰(yin)極(ji)室(shi)中應加入所需純(chun)水(shui)。在陰(yin)極(ji)室(shi)生成(cheng)的高(gao)(gao)純(chun)燒(shao)堿濃度為(wei)30%~32%(質量(liang)),可以(yi)(yi)直接作為(wei)液堿產品,也可以(yi)(yi)進一步熬(ao)濃,制得固體(ti)燒(shao)堿成(cheng)品。
2NaCl+2H?O= 2NaOH+H?↑+Cl?↑
檢測方法
實驗室測定
方法名稱:氫氧化鈉—氫氧化鈉的(de)測定—中和滴定法。
應(ying)用范圍:該方法采用滴(di)定法測(ce)定氫(qing)氧化鈉的含量。
該方法適用于氫氧化鈉。
實驗原理(li):利(li)用酸堿指(zhi)示劑在溶(rong)液pH值(zhi)不同(tong)(tong)時(shi)顯現不同(tong)(tong)顏色的(de)(de)特性,用酸調整試(shi)樣(yang)溶(rong)液的(de)(de)pH至特定值(zhi)時(shi),通過消(xiao)耗酸的(de)(de)量(liang)計算出試(shi)樣(yang)中氫氧(yang)化鈉的(de)(de)量(liang)與變質(zhi)的(de)(de)量(liang)。
試劑:
1. 水(shui)(新沸放冷);
2. 硫酸滴定液(0.1mol/L);
3. 酚酞指示液;
4.甲基橙指示(shi)液:取甲基橙0.1g,加水(shui)100mL使(shi)溶解,即(ji)得。
儀(yi)器設備(bei):酸式滴(di)定管、分析天平(ping)、容(rong)量瓶、錐形瓶、鐵架(jia)臺、移液管。
操作(zuo)步驟:供試品加新(xin)沸過的(de)(de)冷水(shui)適量使(shi)溶解后,放冷,用水(shui)稀釋至刻度,搖(yao)勻,精密(mi)量取25mL,加酚酞指示(shi)液(ye)(ye)3滴(di),用硫酸(suan)滴(di)定(ding)(ding)液(ye)(ye)(0.1mol/L)滴(di)定(ding)(ding)至紅色(se)消失,記(ji)錄消耗(hao)硫酸(suan)滴(di)定(ding)(ding)液(ye)(ye)(0.1mol/L)的(de)(de)容積(mL),加甲基(ji)橙指示(shi)液(ye)(ye)2滴(di),繼(ji)續加硫酸(suan)滴(di)定(ding)(ding)液(ye)(ye)(0.1mol/L)至顯(xian)持續的(de)(de)橙紅色(se),根據前后兩次消耗(hao)硫酸(suan)滴(di)定(ding)(ding)液(ye)(ye)(0.1mol/L)的(de)(de)容積(mL),算出供試量中(zhong)的(de)(de)堿含(han)量(作(zuo)為NaOH計算)并(bing)根據加甲基(ji)橙指示(shi)液(ye)(ye)后消耗(hao)硫酸(suan)滴(di)定(ding)(ding)液(ye)(ye)(0.1mol/L)的(de)(de)容積(mL),算出供試量中(zhong)Na?CO?的(de)(de)含(han)量。
注:“精(jing)(jing)密稱(cheng)取(qu)”系(xi)指(zhi)稱(cheng)取(qu)重量(liang)應(ying)準(zhun)(zhun)確(que)至所稱(cheng)取(qu)重量(liang)的(de)千分之一(yi),“精(jing)(jing)密量(liang)取(qu)”系(xi)指(zhi)量(liang)取(qu)體積的(de)準(zhun)(zhun)確(que)度(du)應(ying)符合國(guo)家標準(zhun)(zhun)中對該體積移液(ye)管的(de)精(jing)(jing)度(du)要求。
變質檢驗
NaOH變質后會生成Na?CO?
化學方程式(shi):2NaOH + CO?=Na?CO?+ H?O
1.樣品中滴加過量稀鹽酸若有氣泡產生,則氫氧化鈉變質。
原理:2HCl + Na?CO?=2NaCl + CO?↑+ H?O
(空氣(qi)中(zhong)含有少量的CO?,而(er)敞口放置(zhi)的NaOH溶液(ye)能夠(gou)與CO?反(fan)應,生成(cheng)Na?CO?和(he)(he)H?O從而(er)變質(zhi);HCl中(zhong)的H+能夠(gou)與Na?CO?中(zhong)的CO32-離子反(fan)應生成(cheng)CO?氣(qi)體和(he)(he)H?O,通過氣(qi)泡產(chan)生這個現(xian)象來(lai)檢驗變質(zhi))
注:HCl會優先與(yu)NaOH反應生成NaCl和H?O。因為(wei)NaOH是強堿(jian),而Na?CO?是水(shui)溶液顯(xian)堿(jian)性。
2.樣品中滴加澄清石灰水,若有白色沉淀生成,則氫氧化鈉變質。
原理(li):Na?CO? + Ca(OH)?= CaCO?↓+ 2NaOH
3.樣品中加氯化鋇,若有白色沉淀生成,則氫氧化鈉變質。
原理:Na?CO? + BaCl?=BaCO?↓+ 2NaCl
4.檢驗氫氧化鈉部分變質 :
①加(jia)入過量(liang)BaCl?或Ba(NO?)2至完全(quan)沉(chen)淀,證明(ming)有Na?CO?產生(sheng),待(dai)沉(chen)淀完全(quan)靜止(zhi)后(hou),取上層(ceng)清液于試(shi)管(guan)內,滴加(jia)無(wu)色酚酞溶液,酚酞變紅,則證明(ming)有NaOH。
注(zhu):不滴加NH?Cl,因(yin)為Na?CO?溶(rong)于水后呈堿(jian)性(xing)是因(yin)為會有(you)(you)OHˉ根離子,NH?+與OHˉ跟結(jie)合也會有(you)(you)刺(ci)激性(xing)氣味,無法區(qu)分是原有(you)(you)氫氧化鈉導(dao)致(zhi)還是碳酸鈉導(dao)致(zhi)。
②在NaOH中(zhong)加(jia)入過量(liang)CaCl2:1.若(ruo)有白色(se)沉淀生成,則說(shuo)明NaOH變(bian)質(zhi);2.加(jia)入無色(se)酚(fen)(fen)酞(tai),若(ruo)無色(se)酚(fen)(fen)酞(tai)不變(bian)色(se),則說(shuo)明完全變(bian)質(zhi)。若(ruo)無色(se)酚(fen)(fen)酞(tai)變(bian)紅,說(shuo)明部分變(bian)質(zhi)。
應用領域
氫(qing)氧化(hua)鈉(na)(NaOH)的(de)用途極廣。用于生產紙、肥皂、染(ran)料(liao)、人造絲,冶煉金(jin)屬(shu)、石油(you)(you)精(jing)制(zhi)、棉織品(pin)整(zheng)理、煤焦油(you)(you)產物的(de)提(ti)純,以及(ji)食品(pin)加(jia)工(gong)、木材加(jia)工(gong)及(ji)機械(xie)工(gong)業等方面。
化學實驗
可以用(yong)作化學實驗。除了用(yong)做試劑以外,由于它有(you)很強的(de)吸水(shui)性(xing)(xing)和潮(chao)解(jie)性(xing)(xing),還可用(yong)做堿性(xing)(xing)干燥(zao)劑。 也可以吸收(shou)酸性(xing)(xing)氣體(如在(zai)硫(liu)在(zai)氧(yang)(yang)氣中(zhong)燃燒的(de)實驗中(zhong),氫氧(yang)(yang)化鈉溶液可裝(zhuang)入瓶中(zhong)吸收(shou)有(you)毒的(de)二氧(yang)(yang)化硫(liu))。
中性、堿性氣體中混有CO?,可用NaOH除雜,生成Na?CO?(碳酸鈉)和H?O(生成的Na?CO?溶于H?O中):
CO?+2NaOH = Na?CO?+H?O;H2O+CO2+Na2CO3=2NaHCO3
化學工業
氫(qing)氧化(hua)(hua)鈉(na)(na)在國民經濟(ji)中(zhong)有廣泛應用(yong),許多工業(ye)部門都需要(yao)氫(qing)氧化(hua)(hua)鈉(na)(na)。使(shi)用(yong)氫(qing)氧化(hua)(hua)鈉(na)(na)最(zui)多的(de)部門是(shi)化(hua)(hua)學藥品的(de)制造(zao),其次是(shi)造(zao)紙(zhi)、煉(lian)鋁、煉(lian)鎢、人造(zao)絲(si)、人造(zao)棉和(he)肥(fei)皂制造(zao)業(ye)。另外,在生(sheng)(sheng)產(chan)染料(liao)、塑(su)料(liao)、藥劑及有機中(zhong)間體,舊橡膠(jiao)的(de)再生(sheng)(sheng),制金屬鈉(na)(na)、水的(de)電解以(yi)及無機鹽生(sheng)(sheng)產(chan)中(zhong),制取(qu)硼砂、鉻(ge)鹽、錳酸(suan)鹽、磷酸(suan)鹽等(deng),也(ye)要(yao)使(shi)用(yong)大量(liang)的(de)燒堿。同(tong)時氫(qing)氧化(hua)(hua)鈉(na)(na)是(shi)生(sheng)(sheng)產(chan)聚碳酸(suan)酯、超級吸收質聚合物、沸(fei)石(shi)、環氧樹脂、磷酸(suan)鈉(na)(na)、亞硫酸(suan)鈉(na)(na)和(he)大量(liang)鈉(na)(na)鹽的(de)重要(yao)原材料(liao)之(zhi)一。
生產洗滌劑
肥皂:制(zhi)造(zao)肥皂是(shi)燒(shao)堿最古老和最廣(guang)泛的用途(tu)。
氫(qing)氧化鈉一直被用(yong)于傳統的生活用(yong)途。直到今天,肥皂、香皂和(he)其它種類的洗滌(di)用(yong)品對燒(shao)堿的需求量依然占燒(shao)堿的15%左(zuo)右(you)。
脂肪和植物油的主要(yao)成分是三酸甘(gan)(gan)油酯(三酰(xian)甘(gan)(gan)油),它的堿(jian)水解方(fang)程式為(wei):
(RCOO)3C3H5(油(you)(you)脂)+3NaOH=3(RCOONa)(高級脂肪(fang)酸鈉)+C3H8O3(甘油(you)(you))
該反應為生產肥(fei)皂的原(yuan)理(li),故得名(ming)皂化反應。
R基(ji)可能不(bu)同,但生成(cheng)的R-COONa都(dou)可以(yi)做肥皂(zao)。常見的R-有:
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C17H33-:8-十七碳烯基。R-COOH為(wei)油酸。
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C15H31-:正(zheng)十五(wu)烷基(ji)。R-COOH為軟脂酸。
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C17H35-:正十七烷(wan)基。R-COOH為硬脂酸。
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洗滌劑:氫氧化鈉被(bei)用于(yu)生產各(ge)種洗滌劑(ji),甚至如今的(de)洗衣粉(fen)(十二烷基(ji)苯磺(huang)酸鈉等成分)也是由大量的(de)燒堿(jian)制(zhi)造出來的(de),燒堿(jian)被(bei)用于(yu)磺(huang)化反應后(hou)對過剩的(de)發(fa)煙(yan)硫(liu)酸進行中和。
造紙
氫氧化鈉(na)在造紙工(gong)業中發揮著重要的作(zuo)用。由于其堿性特質,它被用于煮和漂白紙頁(ye)的過程。
造紙的原料是木材或草類植物,這些植物里(li)除(chu)含纖維素(su)外,還含有相當多的非纖維素(su)(木質素(su)、樹膠等(deng))。加(jia)入稀的氫氧化鈉溶液可將(jiang)非纖維素(su)成(cheng)分溶解(jie)而分離,從而制(zhi)得以纖維素(su)為主要成(cheng)分的紙漿(jiang)。
人造纖維和紡織
人(ren)造(zao)纖維(wei)如人(ren)造(zao)棉、人(ren)造(zao)毛、人(ren)造(zao)絲等,大都是粘(zhan)膠(jiao)纖維(wei),它們是用纖維(wei)素、氫氧化(hua)鈉(na)、二硫化(hua)碳(CS2)為原料(liao)制(zhi)(zhi)成(cheng)粘(zhan)膠(jiao)液,經(jing)噴(pen)絲、凝結(jie)而(er)制(zhi)(zhi)得。
在(zai)紡(fang)織(zhi)工業(ye)中(zhong),氫氧化鈉被用于(yu)纖維的處理和染色(se),且用于(yu)對棉纖維進行絲光(guang)(guang)處理。棉織(zhi)品用燒堿溶液處理后,能(neng)除去覆蓋在(zai)棉織(zhi)品上的蠟質、油脂、淀(dian)粉等(deng)物質,同時能(neng)增加(jia)織(zhi)物的絲光(guang)(guang)色(se)澤,使染色(se)更均勻。
精煉石油
石油產品經硫酸洗(xi)滌后還含有一些酸性(xing)物質,必須用氫(qing)氧化鈉(na)溶液洗(xi)滌,再經水洗(xi),才(cai)能(neng)得到精制產品。
食品工業
我(wo)國《食品添加(jia)劑(ji)使用衛生標準》(GB 2920-1996)規定:可作加(jia)工助劑(ji),按生產需要(yao)適量使用。
氫氧化鈉可(ke)以被(bei)廣泛使(shi)用于下列生產過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng):容器的(de)(de)清洗(xi)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng);淀粉的(de)(de)加工過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng);羧甲(jia)基(ji)纖維素的(de)(de)制(zhi)(zhi)備過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng);谷氨酸鈉的(de)(de)制(zhi)(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)。
水處理
氫氧化鈉被廣(guang)泛應用(yong)于水(shui)(shui)處(chu)理(li)。在污水(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang),氫氧化鈉可(ke)以(yi)通過中(zhong)(zhong)和(he)反(fan)應減小水(shui)(shui)的(de)(de)硬度(du)。在工業(ye)領(ling)域,是(shi)離子交(jiao)換樹脂再生的(de)(de)再生劑。 氫氧化鈉具有強(qiang)堿性(xing)(xing),且在水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)具有相對高(gao)的(de)(de)可(ke)溶(rong)性(xing)(xing)。由于氫氧化鈉在水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)具有相對高(gao)的(de)(de)可(ke)溶(rong)性(xing)(xing),所以(yi)容易(yi)衡量(liang)用(yong)量(liang),可(ke)以(yi)方便(bian)地在水(shui)(shui)處(chu)理(li)的(de)(de)各(ge)個領(ling)域使用(yong)。
氫氧化(hua)鈉被(bei)使用在水(shui)處理(li)方(fang)面的(de)如下課(ke)題(ti):消除水(shui)的(de)硬度;調節水(shui)的(de)pH值;對廢水(shui)進行(xing)中(zhong)和(he);通過沉淀消除水(shui)中(zhong)重金屬離子;離子交換樹脂的(de)再生。
冶金
氫氧(yang)(yang)化鈉被(bei)用(yong)于處(chu)理鋁(lv)(lv)(lv)(lv)土(tu)礦(kuang),在鋁(lv)(lv)(lv)(lv)土(tu)礦(kuang)中含有氧(yang)(yang)化鋁(lv)(lv)(lv)(lv),氧(yang)(yang)化鋁(lv)(lv)(lv)(lv)是制取鋁(lv)(lv)(lv)(lv)的原料。用(yong)氫氧(yang)(yang)化鈉可以把氧(yang)(yang)化鋁(lv)(lv)(lv)(lv)從精礦(kuang)中提純。
反應(ying)方程(cheng)式:Al2O3+2NaOH+H2O=2Na[Al(OH)4]或Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
氫氧化(hua)鈉也(ye)用于從黑鎢礦(kuang)中提(ti)取(qu)煉鎢的(de)原料鎢酸鹽:
4FeWO4+8NaOH+2H2O+O2=4Na2WO4+4Fe(OH)3
氫(qing)氧化(hua)鈉還被用于生產鋅合金和(he)鋅錠。
安全措施
職業健康限值
中國職業衛(wei)生標準為MAC=2mg/m3。
健康危害
侵入途徑:吸入、食(shi)入。
健康危害:該品有強烈刺(ci)激和(he)腐(fu)蝕性。粉塵或煙霧(wu)會刺(ci)激眼(yan)和(he)呼吸道,腐(fu)蝕鼻中(zhong)隔,皮膚和(he)眼(yan)與NaOH直接(jie)接(jie)觸會引起灼傷,誤服可造成消化道灼傷,粘膜糜(mi)爛、出血和(he)休克(ke)。
分解(jie)產(chan)物:可能產(chan)生有害的毒性煙(yan)霧。
危害防治
隔離泄漏污染區(qu),周圍設警告標(biao)志,建議應(ying)急
處(chu)理(li)人員戴(dai)好防毒面具,穿化(hua)學防護服(fu)。不要直接接觸泄漏(lou)物,用清(qing)潔(jie)的鏟子(zi)收集于干燥潔(jie)凈有蓋的容器中,以(yi)少(shao)量NaOH加入大量水(shui)中,調節至中性,再放入廢(fei)水(shui)系(xi)統。也可以(yi)用大量水(shui)沖洗(xi),經稀釋的洗(xi)水(shui)放入廢(fei)水(shui)系(xi)統。如大量泄漏(lou),收集回(hui)收或處(chu)理(li)無(wu)害后廢(fei)棄(qi)。
安全標志
氫氧化(hua)鈉屬于強(qiang)堿性物質,具有強(qiang)腐蝕性,需有的“腐蝕性物品”標(biao)志。
防護措施
呼吸系統防護:必要時佩帶防毒(du)口罩。
眼睛防護:戴化學安全防護眼鏡。防護服:穿工作服(防腐材料制作)。小心使用,小心濺落(luo)到衣物、口(kou)鼻中(zhong)。
手防護(hu):戴(dai)橡皮手套。
其它(ta):工作后,淋浴更衣。注意個人清潔(jie)衛(wei)生(sheng)。
急救措施
皮膚接觸:先用水沖洗至少15分(fen)鐘(稀液(ye)(ye)(ye))/用布擦干(濃液(ye)(ye)(ye)),再用5~10%硫酸鎂(mei)、或3%硼(peng)酸溶液(ye)(ye)(ye)清(qing)洗并就醫。
眼睛接(jie)觸:立即提(ti)起眼瞼,用流動清水或(huo)生(sheng)理鹽水清洗(xi)至少15分鐘(zhong)。或(huo)用3%硼酸(suan)溶液(或(huo)稀(xi)醋酸(suan))沖(chong)洗(xi)。就醫。
吸(xi)入(ru):迅速脫離現場至空氣新鮮處。必(bi)要(yao)時進行(xing)人工呼吸(xi)。就醫(yi)。
食入:少量誤(wu)食時立即(ji)用(yong)食醋、3~5%醋酸(suan)(suan)或(huo)5%稀鹽酸(suan)(suan)、大(da)量橘汁(zhi)或(huo)檸檬(meng)汁(zhi)等(deng)中和(he);給飲蛋(dan)清、牛(niu)奶或(huo)植物油并迅速就醫,禁(jin)忌(ji)催吐和(he)洗胃(wei)。
儲存運輸
儲存方法
固體氫氧化鈉裝入0.5毫米厚(hou)的鋼(gang)(gang)桶(tong)(tong)中(zhong)嚴(yan)封,每桶(tong)(tong)凈重不超過100 公斤;塑(su)料袋或(huo)二層(ceng)牛皮紙(zhi)袋外(wai)全開口(kou)(kou)或(huo)中(zhong)開口(kou)(kou)鋼(gang)(gang)桶(tong)(tong);螺(luo)紋(wen)口(kou)(kou)玻璃(li)瓶(ping)(ping)、鐵蓋壓口(kou)(kou)玻璃(li)瓶(ping)(ping)、塑(su)料瓶(ping)(ping)或(huo)金屬桶(tong)(tong)(罐)外(wai)普通(tong)木箱(xiang)(xiang);螺(luo)紋(wen)口(kou)(kou)玻璃(li)瓶(ping)(ping)、塑(su)料瓶(ping)(ping)或(huo)鍍錫薄鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)桶(tong)(tong)(罐)外(wai)滿底板(ban)(ban)花格箱(xiang)(xiang)、纖維板(ban)(ban)箱(xiang)(xiang)或(huo)膠合板(ban)(ban)箱(xiang)(xiang);鍍錫薄鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)桶(tong)(tong)(罐)、金屬桶(tong)(tong)(罐)、塑(su)料瓶(ping)(ping)或(huo)金屬軟管外(wai)瓦楞(leng)紙(zhi)箱(xiang)(xiang)。包裝容器要完整、密封,有明顯的“腐蝕性物品(pin)”標志。
氫(qing)氧化(hua)鈉對玻(bo)璃制品有輕微的腐蝕性,兩(liang)者會生(sheng)成硅(gui)酸鈉,使得(de)玻(bo)璃儀器中的活塞(sai)黏著于儀器上。因(yin)此盛放氫(qing)氧化(hua)鈉溶液時不可(ke)以(yi)用(yong)玻(bo)璃瓶(ping)(ping)塞(sai),否則可(ke)能會導致瓶(ping)(ping)蓋無(wu)法打開。
如(ru)果(guo)以玻璃(li)容(rong)(rong)器(qi)長(chang)時間盛(sheng)裝(zhuang)熱的氫(qing)氧化(hua)鈉溶(rong)液,也會造(zao)成玻璃(li)容(rong)(rong)器(qi)損(sun)壞。
(玻璃(li)中(zhong)含(han)有SiO? :2NaOH + SiO? = Na?SiO? + H?O)
運輸方法
鐵路運(yun)輸時(shi)(shi),鋼桶包裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)的(de)可用(yong)敞(chang)車(che)運(yun)輸。起運(yun)時(shi)(shi)包裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)要完整,裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)載應穩妥(tuo)。運(yun)輸過程中要確保容器(qi)不(bu)泄漏、不(bu)倒塌(ta)、不(bu)墜落(luo)、不(bu)損壞,防潮(chao)防雨。如發(fa)現(xian)包裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)容器(qi)發(fa)生銹蝕(shi)、破裂、孔洞、溶化淌水等現(xian)象(xiang)時(shi)(shi),應立即更換包裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)或及早(zao)發(fa)貨使用(yong),容器(qi)破損可用(yong)錫焊修補。嚴禁與易燃物或可燃物、酸類(lei)、食用(yong)化學品等混(hun)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)混(hun)運(yun)。運(yun)輸時(shi)(shi)運(yun)輸車(che)輛應配備(bei)泄漏應急處理設備(bei)。
常見誤區
誤區1:鐵不能(neng)與氫氧化鈉反應(ying)
事(shi)實:無水條件下氫(qing)氧化(hua)鈉在(zai)高溫(wen)下可(ke)以(yi)與鐵粉反應并生(sheng)成金屬鈉(或鉀)。
(蓋·呂薩克等)把鐵屑分別同苛(ke)性鉀(KOH)和苛(ke)性鈉(NaOH)混合起(qi)來,放在一個密(mi)封(feng)的彎曲玻璃(li)管內(nei)加熱。結(jie)果,在高溫下熔化(hua)的苛(ke)性堿與(yu)紅熱的鐵屑起(qi)化(hua)學反應,生成了金屬鉀和鈉。這種方法既簡單又經濟(ji),而(er)且可以制(zhi)出大量(liang)的鉀和鈉。
故實驗室熔融氫氧(yang)化鈉時(shi)應使(shi)用鎳制(zhi)容器而不可以使(shi)用鐵制(zhi)容器。
誤區2:氫氧(yang)化(hua)鈉是(shi)強(qiang)堿,但它并沒有殺菌的(de)作用
事實:氫氧化鈉可以用于特(te)定(ding)場所的消(xiao)毒(du) ,并且它還是國家推薦的(de)破壞朊病毒的(de)消毒劑(ji)。
注:被感染朊病(bing)毒(du)患者或疑(yi)似感染朊病(bing)毒(du)患者的(de)高度(du)危險組織(大腦、硬腦膜、垂體、眼、脊(ji)髓等組織)污染的(de)中度(du)和高度(du)危險性物(wu)品,可選以下方法(fa)之一進行消毒(du)滅菌,且滅菌的(de)嚴格程(cheng)度(du)逐步遞(di)增:
a)將使(shi)用(yong)后(hou)的物品浸泡于1mol∕L氫氧化鈉溶液內(nei)作(zuo)用(yong)60min,然后(hou)按WS310.2中的方法進行清(qing)洗、消毒與(yu)滅(mie)菌,壓力蒸汽(qi)滅(mie)菌應(ying)采用(yong)134℃~138℃,18min,或132℃,30min,或121℃,60min;
b)將使用(yong)(yong)后的物品采用(yong)(yong)清(qing)洗消毒機(ji)(宜選用(yong)(yong)具有殺朊病毒活性的清(qing)洗劑(ji))或其他安全的方法(fa)去除可(ke)見(jian)污染物,然后浸泡于1mol∕L氫(qing)氧化鈉溶液內作(zuo)用(yong)(yong)60min,并置于壓力(li)蒸(zheng)汽滅菌121℃,30min;然后清(qing)洗,并按照一(yi)般程序(xu)滅菌
誤區3:鈉(na)與氫氧化鈉(na)不反應
事實:氫氧化鈉(na)與金屬鈉(na)可(ke)以(yi)反(fan)應,是制(zhi)備(bei)氧化鈉(na)的一個方法。
具(ju)體如下:
用氫氧(yang)化鈉(na)和金屬鈉(na)的混(hun)合物加(jia)熱以制備氧(yang)化鈉(na)。
金(jin)屬鈉應(ying)稍過量,目的是(shi)除去氫氧化鈉所含的少(shao)量水分。
將粒狀NaOH和小塊金屬鈉混合(he),放入鎳坩(gan)堝(guo)。鎳坩(gan)堝(guo)放置于封好底部的(de)硬質(zhi)玻璃管(guan)中,管(guan)上部與(yu)真(zhen)空(kong)泵(beng)和長管(guan)壓力計(ji)聯接(jie)。混合(he)物(wu)(wu)在300~320℃開始反應,生成的(de)氫氣被真(zhen)空(kong)泵(beng)抽(chou)出。真(zhen)空(kong)度保持在399.96~533.288Pa(30~40mmHg柱),殘留(liu)的(de)鈉被減壓蒸出。生成物(wu)(wu)為白色粉末,其中Na2O只含96%,另有(you)2% NaOH,2% Na2CO3雜質(zhi)。
誤區4:氫氧化鈉溶于沸水使水沸騰
事實:氫氧(yang)化鈉溶于水會釋放熱量,但并(bing)不是使水沸騰(teng)的原因。
具體如下:
取(qu)三支試(shi)管(guan),分(fen)別向試(shi)管(guan)內(nei)倒入5mL蒸(zheng)餾水,先在(zai)酒(jiu)精燈外焰上(shang)進行(xing)預(yu)熱(re),再集中(zhong)加熱(re),直至試(shi)管(guan)內(nei)的水騰(teng);移開試(shi)管(guan),向剛沸騰(teng)過的 熱(re) 水中(zhong)分(fen)別加入少許(xu)氯(lv)化鈉、硝酸銨(an)、碎瓷片,均觀(guan)察(cha)到(dao)試(shi)管(guan)內(nei)的水重新(xin)沸騰(teng)起來。
眾所周之,碎(sui)瓷片(pian)不(bu)溶(rong)(rong)于(yu)水(shui)(shui);氯化鈉溶(rong)(rong)于(yu)水(shui)(shui)時(shi),溶(rong)(rong)液(ye)溫度不(bu)會有(you)明(ming)顯(xian)變化,固體(ti)硝(xiao)酸(suan)銨溶(rong)(rong)于(yu)水(shui)(shui)時(shi)吸收熱量,溶(rong)(rong)液(ye)溫度應該降低,但把這三種物質分(fen)別加(jia)入(ru)剛沸(fei)騰(teng)(teng)過的水(shui)(shui)中時(shi),都觀(guan)察到水(shui)(shui)重(zhong)新(xin)沸(fei)騰(teng)(teng)了起來。顯(xian)然,“水(shui)(shui)的重(zhong)新(xin)沸(fei)騰(teng)(teng)是由固體(ti)氫(qing)氧化鈉溶(rong)(rong)于(yu)水(shui)(shui)時(shi)放出熱量所致”的說法有(you)所欠缺。
給(gei)蒸餾水(shui)加熱(re)(re)時,由于(yu)液(ye)體里缺乏形成(cheng)氣(qi)泡的核心,容(rong)易(yi)導(dao)致形成(cheng)過(guo)熱(re)(re)液(ye)體,過(guo)熱(re)(re)液(ye)體是亞穩(wen)定狀態。當向過(guo)熱(re)(re)液(ye)體中(zhong)加人(ren)固體時,會侵入氣(qi)泡,提供了氣(qi)化中(zhong)心,所以會看(kan)見水(shui)重新(xin)沸(fei)騰(teng)起來。




