氫氧化鈉
氫氧化鈉(na),化學式為(wei)NaOH,俗稱燒堿(jian)、火堿(jian)、苛性(xing)鈉(na),為(wei)一種(zhong)具(ju)有強腐蝕性(xing)的強堿(jian),一般為(wei)片狀或塊(kuai)狀形(xing)(xing)態,易溶于水(溶于水時放熱)并形(xing)(xing)成堿(jian)性(xing)溶液,另有潮解性(xing),易吸取空氣中的水蒸氣(潮解)和二氧化碳(變質(zhi)),可加(jia)入鹽酸檢驗是否變質(zhi)。
NaOH是化(hua)(hua)學實驗(yan)室其中(zhong)一種必備的(de)化(hua)(hua)學品,亦為常見的(de)化(hua)(hua)工(gong)品之一。純品是無色透(tou)(tou)明(ming)(ming)的(de)晶(jing)體。密度(du)2.130g/cm3。熔點318.4℃。沸點1390℃。工(gong)業品含有少量(liang)(liang)的(de)氯化(hua)(hua)鈉(na)和碳酸鈉(na),是白色不(bu)透(tou)(tou)明(ming)(ming)的(de)晶(jing)體。有塊(kuai)狀,片狀,粒狀和棒(bang)狀等。式量(liang)(liang)39.997。
氫氧化鈉在水處理中(zhong)(zhong)可作為堿性清洗劑,溶于乙醇(chun)和甘(gan)油;不溶于丙醇(chun)、乙醚。與氯、溴、碘等鹵素發生歧化反應。與酸類起中(zhong)(zhong)和作用(yong)而生成鹽和水。
中文名(ming)氫氧化鈉英文名Sodium hydroxide 別 稱燒堿(jian)、火堿(jian)、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(fei) 點(dian)1390 ℃ (1663 K)
水(shui)溶(rong)性(xing)109 g (20 ℃)(極易溶(rong)于(yu)水)密 度(du)2.130 g/cm3外(wai) 觀白色(se)半透明(ming)片狀或顆粒(li)
閃(shan) 點176-178℃應 用(yong)漂白(bai)、造(zao)紙等安全性描述(shu)腐蝕品、易潮解危險性符(fu)號36/38-35-34
危險(xian)性描述腐蝕性危險品運輸編號UN 1824 8/PG 2【液體(ti)(ti)氫(qing)氧(yang)化鈉(na)】UN1823【固體(ti)(ti)氫(qing)氧(yang)化鈉(na)】
研究歷(li)史
氫氧化鈉在(zai)很早以前就以堿性物質為人們熟知。
1787年,醫(yi)生Nicolas Leblanc(1762-1806)發明(ming)了(le)用(yong)食鹽制取氫氧化(hua)鈉的合(he)適工藝,并進行了(le)大規模生產。
1887年,瑞典化學家阿倫尼烏斯(si)創立了酸(suan)堿(jian)電離(li)理論(即(ji)水(shui)溶液(ye)酸(suan)堿(jian)理論),他(ta)提(ti)出酸(suan)即(ji)在水(shui)溶液(ye)中凡是電離(li)產(chan)生的陽離(li)子(zi)全(quan)(quan)部都是氫離(li)子(zi)的物質,堿(jian)即(ji)在水(shui)溶液(ye)中凡是電離(li)產(chan)生的陰離(li)子(zi)全(quan)(quan)部都是氫氧根(gen)離(li)子(zi)的物質。 從此氫氧化鈉的堿(jian)性得(de)到了明(ming)確的定義。
理化(hua)性質
物理(li)性質
氫氧化鈉為白色(se)半(ban)透(tou)明結(jie)晶(jing)狀固體。其水溶(rong)液有澀味和滑膩感。
吸水(shui)性(潮解性):氫氧(yang)化鈉(na)在空氣中易潮(chao)解,故常用固體(ti)氫氧(yang)化鈉(na)做干燥劑。 但液態氫氧(yang)化鈉(na)沒有吸水性。
溶解性:
極易(yi)溶于水,溶解時放出(chu)大量的熱。易(yi)溶于乙醇、甘油。
氫氧化(hua)鈉(na)在水中的溶解度變化(hua)如(ru)下:
| 氫氧化(hua)鈉溶解(jie)度表 | |
| 溫(wen)度(du)(°C) | 溶(rong)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(zhi)
堿性
氫氧化鈉溶于水(shui)中會完全解離(li)成鈉離(li)子(zi)與氫氧根(gen)離(li)子(zi),所以它具有堿的通性。
它可與任(ren)何(he)質(zhi)子酸進(jin)行酸堿中和反應(也屬于復分解反應):
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復分解反應(ying)與配位反應(ying):
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(yang)化鈉在空氣中容易變質成碳酸(suan)(suan)鈉(Na?CO?),因為空氣中含有酸(suan)(suan)性(xing)氧(yang)化物(wu)二氧(yang)化碳(CO?):
2NaOH + CO? = Na?CO? + H?O 這也是其堿性的體現。
倘若持(chi)續(xu)通(tong)入過量的(de)二氧化碳,則會生成(cheng)碳酸(suan)氫鈉(na)(NaHCO?),俗(su)稱為小蘇(su)打(da),反應方(fang)程式如下所示(shi):
Na?CO? + CO? + H?O = 2NaHCO?
同樣,氫氧化鈉能與像二氧化硅(SiO?)、二氧化硫(SO?)等酸性氧化物發生反應(ying):
2NaOH + SiO? = Na?SiO? + H?O
2NaOH + SO?(微量)= Na?SO? + H?O
NaOH + SO?(過(guo)(guo)量)= NaHSO?(生成的(de)Na?SO?和水與(yu)過(guo)(guo)量的(de)SO?反應生成了NaHSO?)
有機反應
許多的有機反應中,氫氧化(hua)鈉也扮(ban)演(yan)著類似催(cui)化(hua)劑(ji)的角(jiao)色,
其中,最具(ju)代(dai)表性的莫過(guo)于皂(zao)化反應:
RCOOR' + NaOH = RCOONa + R'OH
也(ye)可催(cui)化許多其他反應,如環氧(yang)烷開環、鹵(lu)仿反應等:
I2+NaOH+R(CH3)C=O → R-COONa+CHI3(生成(cheng)碘(dian)仿)
氫氧化鈉(na)可以和鹵代烴等發生親(qin)核取代反(fan)應,如:
CH3CH2Cl+NaOH → CH3CH2OH+NaCl
也可能使鹵代烴發生消(xiao)除:
CH3CH2Cl+NaOH → CH2=CH2+NaCl+H2O
氫氧化鈉在(zai)強熱下可以(yi)使羧酸發生脫(tuo)羧反應,例如:
R-COONa+NaOH → RH+Na2CO3
顏(yan)色(se)反應
它(ta)能與指示劑發生反應(ying):
氫氧化(hua)鈉溶液是堿性,使石蕊試液變(bian)藍,使酚酞試液變(bian)紅。
其他反應(ying)
鋁(lv)會與(yu)氫氧(yang)化(hua)鈉(na)反應生(sheng)成氫氣。 1986年(nian),英國有一油(you)(you)罐(guan)車誤裝載(zai)重(zhong)量(liang)百分(fen)率(lv)濃(nong)度為25%的氫氧(yang)化(hua)鈉(na)水溶(rong)液,氫氧(yang)化(hua)鈉(na)便與(yu)油(you)(you)罐(guan)壁的鋁(lv)產生(sheng)化(hua)學(xue)變化(hua),導致油(you)(you)罐(guan)因內部壓力(li)過載(zai)而永久受損,反應方程式(shi)如(ru)下所示:
2Al + 2NaOH + 6H?O = 2Na[Al(OH)?](四羥(qian)基合鋁(lv)酸鈉) + 3H?↑
注(zhu):四(si)羥基合(he)鋁(lv)酸鈉(na)(na)可認為(wei)是(shi)偏鋁(lv)酸鈉(na)(na)與(yu)2個水結合(he)的產物
硅也會與氫氧化鈉(na)反應生成氫氣(qi),如:
Si + 2NaOH + H?O=Na?SiO? + 2H?↑
氫(qing)氧(yang)化鋁的制備也(ye)牽涉到氫(qing)氧(yang)化鈉的使用:
6NaOH +2KAl(SO?)?=2Al(OH)?↓ + K?SO? +3Na?SO?
注:Al(OH)?(氫(qing)氧(yang)化(hua)鋁)為一種常用于(yu)除去水(shui)(shui)中雜質的(de)膠狀凝聚(ju)劑(ji)。因過(guo)渡金(jin)屬(shu)的(de)氫(qing)氧(yang)化(hua)物(wu)大(da)都不(bu)太(tai)溶于(yu)水(shui)(shui),且氫(qing)氧(yang)化(hua)鋁表面(mian)的(de)面(mian)積(ji)大(da)可以吸(xi)附小微粒(li),故于(yu)自來水(shui)(shui)中添加明礬(KAl(SO4)2·12H2O)可促使(shi)過(guo)渡金(jin)屬(shu)以氫(qing)氧(yang)化(hua)物(wu)的(de)形式(shi)沉淀析(xi)出,再利用簡單的(de)過(guo)濾設備,即可完成自來水(shui)(shui)的(de)初步(bu)過(guo)濾。
氫氧化鋁(lv)可用于(yu)制(zhi)取明(ming)礬(KAl(SO4)2·12H2O):將氫氧化鋁(lv)溶于(yu)硫酸(suan),再加(jia)入計量的(de)硫酸(suan)鉀溶液加(jia)熱反應、經過濾、濃縮、結(jie)晶、離心分離、干燥,制(zhi)得硫酸(suan)鋁(lv)鉀成(cheng)品。
凈水(shui)(shui)詳細原(yuan)理是(shi)明(ming)礬在水(shui)(shui)中可(ke)以電離出兩種(zhong)金屬離子:KAl(SO4)2= K++ Al3++ 2SO42-,而Al3+很容易(yi)生成(cheng)膠(jiao)狀(zhuang)的氫(qing)氧化鋁(lv)Al(OH)3:Al3++ 3H2O ≒Al(OH)3+ 3H+,氫(qing)氧化鋁(lv)膠(jiao)體(ti)的吸附(fu)能力很強(qiang),可(ke)以吸附(fu)水(shui)(shui)里懸(xuan)浮的雜(za)質,并形成(cheng)沉淀(dian),使水(shui)(shui)澄(cheng)清。
制備(bei)方法
實驗室制(zhi)法
鈉鹽(yan)與氧化鈣反應
可以用一些(xie)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)氫(qing)(qing)鈉(na)(na)(小蘇打)和(he)一些(xie)氧(yang)化鈣(生石(shi)灰(hui))。把(ba)生石(shi)灰(hui)放于水(shui)中(zhong),反(fan)(fan)應后變為石(shi)灰(hui)漿(jiang)(jiang)(氫(qing)(qing)氧(yang)化鈣溶液(ye)、熟石(shi)灰(hui)),把(ba)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)氫(qing)(qing)鈉(na)(na)(或碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na))的(de)固體(ti)顆粒(濃溶液(ye)也行(xing))加入(ru)石(shi)灰(hui)漿(jiang)(jiang)中(zhong),為保證(zheng)產物氫(qing)(qing)氧(yang)化鈉(na)(na)的(de)純度,需使石(shi)灰(hui)漿(jiang)(jiang)過(guo)。原因(yin):參(can)考(kao)氫(qing)(qing)氧(yang)化鈣和(he)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)的(de)溶解(jie)度。攪(jiao)拌加快其(qi)反(fan)(fan)應,待其(qi)反(fan)(fan)應一會兒后,靜置片(pian)刻(ke),隨(sui)著碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣的(de)沉淀(dian),上層(ceng)清液(ye)就是氫(qing)(qing)氧(yang)化鈉(na)(na)溶液(ye),小心倒(dao)出即可。(切記倒(dao)出后稱量時不能放在濾紙上!)
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(qu)一(yi)塊(kuai)金屬(shu)鈉,擦(ca)去表(biao)面煤油,刮去表(biao)面氧化層(ceng),放(fang)入(ru)盛(sheng)有水的(de)燒杯中(zhong)。
2Na+2H?O=2NaOH+H?↑
現象:(浮、熔(rong)、游、響)
浮:鈉浮在水面(mian)上;
熔:鈉熔化成(cheng)小球;
游:鈉在水面上游動(dong),因為有氫氣(qi)生成;
響:鈉咝咝作響,因為有氫氣(qi)生成(cheng) 。
工業制法
工業上生產(chan)燒堿(jian)的方法(fa)有苛化法(fa)、電解法(fa)和離子(zi)交換(huan)膜法(fa)三種。
苛化(hua)法
將(jiang)純堿(jian)、石灰(hui)分(fen)別經化(hua)(hua)堿(jian)制成(cheng)純堿(jian)溶液(ye)、石灰(hui)制成(cheng)石灰(hui)乳,于99~101℃進行苛(ke)化(hua)(hua)反(fan)應,苛(ke)化(hua)(hua)液(ye)經澄清、蒸發濃縮至40%以上,制得(de)液(ye)體(ti)燒堿(jian)。將(jiang)濃縮液(ye)進一步熬濃固化(hua)(hua),制得(de)固體(ti)燒堿(jian)成(cheng)品。苛(ke)化(hua)(hua)泥(ni)用(yong)(yong)水洗滌,洗水用(yong)(yong)于化(hua)(hua)堿(jian)。
Na2CO3+Ca(OH)2= 2NaOH+CaCO3↓
隔膜電解法
將原(yuan)鹽(yan)化(hua)(hua)鹽(yan)后(hou)加入(ru)純(chun)堿、燒堿、氯化(hua)(hua)鋇精制(zhi)劑除去(qu)鈣、鎂(mei)、硫酸(suan)(suan)根(gen)離(li)子等雜質,再于(yu)澄清(qing)槽(cao)中加入(ru)聚丙烯酸(suan)(suan)鈉(na)或苛化(hua)(hua)麩皮以加速沉(chen)淀,砂濾后(hou)加入(ru)鹽(yan)酸(suan)(suan)中和,鹽(yan)水經預熱后(hou)送去(qu)電(dian)解,電(dian)解液經預熱、蒸發、分(fen)鹽(yan)、冷卻,制(zhi)得液體燒堿,進一步熬(ao)濃(nong)即得固體燒堿成品。鹽(yan)泥(ni)洗水用(yong)于(yu)化(hua)(hua)鹽(yan)。
2NaCl+2H2O[電解] = 2NaOH+Cl2↑+H2↑
離子交換膜法
將原(yuan)鹽(yan)化鹽(yan)后按傳(chuan)統(tong)的(de)(de)辦法進(jin)行鹽(yan)水(shui)(shui)精制,把(ba)一(yi)次精鹽(yan)水(shui)(shui)經(jing)微孔(kong)燒(shao)(shao)結碳素管式過濾(lv)(lv)器進(jin)行過濾(lv)(lv)后,再經(jing)螫合離子交換樹(shu)脂塔進(jin)行二次精制,使鹽(yan)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)鈣(gai)、鎂含量(liang)降到0.002%以(yi)(yi)下,將二次精制鹽(yan)水(shui)(shui)電(dian)解,于(yu)陽極(ji)(ji)室生(sheng)成(cheng)氯氣(qi),陽極(ji)(ji)室鹽(yan)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)Na+通過離子膜(mo)進(jin)入陰(yin)極(ji)(ji)室與(yu)陰(yin)極(ji)(ji)室的(de)(de)OH生(sheng)成(cheng)氫氧化鈉,H+直接在(zai)陰(yin)極(ji)(ji)上放電(dian)生(sheng)成(cheng)氫氣(qi)。電(dian)解過程中(zhong)(zhong)(zhong)向(xiang)陽極(ji)(ji)室加(jia)入適量(liang)的(de)(de)高純度鹽(yan)酸以(yi)(yi)中(zhong)(zhong)(zhong)和返遷的(de)(de)OH-,陰(yin)極(ji)(ji)室中(zhong)(zhong)(zhong)應加(jia)入所需(xu)純水(shui)(shui)。在(zai)陰(yin)極(ji)(ji)室生(sheng)成(cheng)的(de)(de)高純燒(shao)(shao)堿(jian)濃(nong)度為(wei)30%~32%(質量(liang)),可(ke)以(yi)(yi)直接作為(wei)液堿(jian)產品,也可(ke)以(yi)(yi)進(jin)一(yi)步熬濃(nong),制得固體燒(shao)(shao)堿(jian)成(cheng)品。
2NaCl+2H?O= 2NaOH+H?↑+Cl?↑
檢測方(fang)法(fa)
實驗室測定
方法名稱(cheng):氫氧(yang)化鈉—氫氧(yang)化鈉的測定—中和(he)滴定法。
應用范(fan)圍:該(gai)方法(fa)采用滴定(ding)法(fa)測定(ding)氫氧化鈉(na)的含量。
該方法適用(yong)于氫氧(yang)化鈉。
實驗原理:利用(yong)酸堿(jian)指示劑在溶(rong)液pH值不同時顯現不同顏色的特性,用(yong)酸調整(zheng)試(shi)樣溶(rong)液的pH至特定值時,通過消耗(hao)酸的量計算出(chu)試(shi)樣中氫氧化鈉的量與變質的量。
試劑:
1. 水(新沸(fei)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100mL使溶解,即得(de)。
儀器(qi)設備:酸(suan)式(shi)滴(di)定(ding)管、分析天平、容量(liang)瓶、錐形瓶、鐵架臺、移(yi)液(ye)管。
操作步驟(zou):供(gong)試(shi)品(pin)加(jia)(jia)新沸過的(de)(de)(de)冷(leng)水適(shi)量(liang)使(shi)溶解后,放冷(leng),用(yong)水稀釋(shi)至刻(ke)度,搖勻(yun),精密量(liang)取(qu)25mL,加(jia)(jia)酚酞指示(shi)液(ye)(ye)3滴(di),用(yong)硫酸(suan)滴(di)定(ding)液(ye)(ye)(0.1mol/L)滴(di)定(ding)至紅色(se)消失(shi),記錄消耗硫酸(suan)滴(di)定(ding)液(ye)(ye)(0.1mol/L)的(de)(de)(de)容(rong)積(mL),加(jia)(jia)甲基橙(cheng)指示(shi)液(ye)(ye)2滴(di),繼續加(jia)(jia)硫酸(suan)滴(di)定(ding)液(ye)(ye)(0.1mol/L)至顯持續的(de)(de)(de)橙(cheng)紅色(se),根(gen)據前后兩次消耗硫酸(suan)滴(di)定(ding)液(ye)(ye)(0.1mol/L)的(de)(de)(de)容(rong)積(mL),算出(chu)(chu)供(gong)試(shi)量(liang)中的(de)(de)(de)堿含量(liang)(作為NaOH計算)并根(gen)據加(jia)(jia)甲基橙(cheng)指示(shi)液(ye)(ye)后消耗硫酸(suan)滴(di)定(ding)液(ye)(ye)(0.1mol/L)的(de)(de)(de)容(rong)積(mL),算出(chu)(chu)供(gong)試(shi)量(liang)中Na?CO?的(de)(de)(de)含量(liang)。
注:“精密稱(cheng)取(qu)”系(xi)指(zhi)稱(cheng)取(qu)重(zhong)量(liang)應(ying)準(zhun)確(que)(que)至所稱(cheng)取(qu)重(zhong)量(liang)的千分之一,“精密量(liang)取(qu)”系(xi)指(zhi)量(liang)取(qu)體(ti)積(ji)(ji)的準(zhun)確(que)(que)度(du)應(ying)符合(he)國家標準(zhun)中對(dui)該(gai)體(ti)積(ji)(ji)移液(ye)管的精度(du)要(yao)求。
變質檢驗
NaOH變質后會(hui)生(sheng)成Na?CO?
化學方程式:2NaOH + CO?=Na?CO?+ H?O
1.樣品(pin)中滴(di)加過量稀(xi)鹽(yan)酸若有氣泡產生,則氫氧化鈉變質。
原理:2HCl + Na?CO?=2NaCl + CO?↑+ H?O
(空氣中(zhong)含有少量的(de)(de)CO?,而(er)敞口(kou)放置的(de)(de)NaOH溶液能夠與CO?反(fan)應(ying),生(sheng)成Na?CO?和H?O從(cong)而(er)變(bian)質;HCl中(zhong)的(de)(de)H+能夠與Na?CO?中(zhong)的(de)(de)CO32-離子反(fan)應(ying)生(sheng)成CO?氣體和H?O,通過氣泡(pao)產生(sheng)這個現象來檢驗變(bian)質)
注:HCl會優先(xian)與(yu)NaOH反應生成NaCl和H?O。因為NaOH是強堿,而Na?CO?是水溶液顯堿性。
2.樣品中(zhong)滴加澄清(qing)石(shi)灰水,若有白色沉(chen)淀生成,則氫(qing)氧化鈉變質。
原理:Na?CO? + Ca(OH)?= CaCO?↓+ 2NaOH
3.樣品(pin)中加氯化鋇,若有白色沉淀生(sheng)成,則氫氧化鈉變質。
原理:Na?CO? + BaCl?=BaCO?↓+ 2NaCl
4.檢驗氫(qing)氧(yang)化鈉部(bu)分變質 :
①加入過量BaCl?或Ba(NO?)2至完全沉(chen)淀,證(zheng)明(ming)有(you)Na?CO?產生(sheng),待沉(chen)淀完全靜止后,取上層清液于試管(guan)內,滴加無色酚(fen)酞(tai)溶(rong)液,酚(fen)酞(tai)變紅,則證(zheng)明(ming)有(you)NaOH。
注:不滴加(jia)NH?Cl,因為Na?CO?溶于水后呈堿性是(shi)(shi)因為會(hui)(hui)有(you)(you)OHˉ根離子,NH?+與OHˉ跟(gen)結(jie)合(he)也會(hui)(hui)有(you)(you)刺激性氣(qi)味,無(wu)法區分是(shi)(shi)原有(you)(you)氫氧化鈉導(dao)致還是(shi)(shi)碳酸鈉導(dao)致。
②在NaOH中加(jia)入過量CaCl2:1.若有白色(se)(se)沉淀生(sheng)成,則(ze)說明NaOH變(bian)(bian)質;2.加(jia)入無(wu)色(se)(se)酚酞,若無(wu)色(se)(se)酚酞不(bu)變(bian)(bian)色(se)(se),則(ze)說明完全(quan)變(bian)(bian)質。若無(wu)色(se)(se)酚酞變(bian)(bian)紅,說明部分變(bian)(bian)質。
應用領域
氫氧化(hua)鈉(na)(NaOH)的(de)用(yong)途極廣。用(yong)于生產紙、肥(fei)皂(zao)、染料(liao)、人造(zao)絲,冶煉金屬、石油(you)精(jing)制、棉織品整(zheng)理、煤焦油(you)產物的(de)提(ti)純,以及(ji)食品加工(gong)、木材加工(gong)及(ji)機械工(gong)業等方面。
化學實驗
可以(yi)用作化(hua)學實驗。除了用做試劑以(yi)外(wai),由于(yu)它有(you)(you)很強的吸(xi)水性和(he)潮(chao)解性,還可用做堿(jian)性干燥劑。 也可以(yi)吸(xi)收(shou)酸(suan)性氣體(如在(zai)(zai)硫在(zai)(zai)氧(yang)氣中(zhong)燃燒的實驗中(zhong),氫(qing)氧(yang)化(hua)鈉(na)溶液可裝入瓶中(zhong)吸(xi)收(shou)有(you)(you)毒的二氧(yang)化(hua)硫)。
中性(xing)、堿性(xing)氣體中混(hun)有(you)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
氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈉(na)(na)(na)在(zai)國民經(jing)濟中有廣(guang)泛應用(yong),許多工業(ye)部門都需要氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈉(na)(na)(na)。使用(yong)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈉(na)(na)(na)最多的(de)部門是化(hua)(hua)學藥(yao)品的(de)制(zhi)造,其次是造紙、煉鋁、煉鎢、人(ren)造絲、人(ren)造棉和(he)肥皂(zao)制(zhi)造業(ye)。另外,在(zai)生產(chan)染料、塑料、藥(yao)劑及有機(ji)中間體(ti),舊橡膠的(de)再生,制(zhi)金屬鈉(na)(na)(na)、水的(de)電解(jie)以及無機(ji)鹽(yan)生產(chan)中,制(zhi)取(qu)硼砂、鉻鹽(yan)、錳酸鹽(yan)、磷酸鹽(yan)等,也要使用(yong)大量的(de)燒堿。同(tong)時氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈉(na)(na)(na)是生產(chan)聚碳(tan)酸酯、超級吸收(shou)質聚合物、沸石、環氧(yang)(yang)樹脂、磷酸鈉(na)(na)(na)、亞硫酸鈉(na)(na)(na)和(he)大量鈉(na)(na)(na)鹽(yan)的(de)重(zhong)要原材(cai)料之一。
生產(chan)洗滌劑(ji)
肥皂:制造肥皂是燒堿最古老和最廣泛(fan)的(de)用途。
氫氧化鈉(na)一直(zhi)被(bei)用于傳(chuan)統的生活用途(tu)。直(zhi)到今天,肥皂、香皂和其它(ta)種類的洗滌用品對燒堿(jian)(jian)的需求量依然占(zhan)燒堿(jian)(jian)的15%左右(you)。
脂肪和植物(wu)油(you)的主(zhu)要成(cheng)分是(shi)三(san)酸甘(gan)油(you)酯(三(san)酰甘(gan)油(you)),它的堿水解方程式為:
(RCOO)3C3H5(油脂)+3NaOH=3(RCOONa)(高(gao)級脂肪酸(suan)鈉(na))+C3H8O3(甘油)
該反(fan)應為生產肥(fei)皂的原(yuan)理,故得名皂化反(fan)應。
R基可能不同(tong),但生成的(de)(de)R-COONa都可以做肥(fei)皂。常見的(de)(de)R-有(you):
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C17H33-:8-十七碳烯基(ji)。R-COOH為(wei)油酸(suan)。
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C15H31-:正(zheng)十(shi)五烷基。R-COOH為軟脂酸。
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C17H35-:正(zheng)十七烷基。R-COOH為硬脂酸。
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洗滌劑:氫氧(yang)化鈉被用于生產(chan)各(ge)種(zhong)洗滌(di)劑,甚至(zhi)如今的(de)洗衣粉(十二烷基苯磺(huang)酸(suan)鈉等成分(fen))也是由大(da)量的(de)燒堿(jian)(jian)制造(zao)出來(lai)的(de),燒堿(jian)(jian)被用于磺(huang)化反應(ying)后對過剩(sheng)的(de)發煙硫酸(suan)進行中和(he)。
造紙(zhi)
氫(qing)氧化鈉在造紙(zhi)工業(ye)中發揮著(zhu)重要的(de)作(zuo)用。由于其(qi)堿性特(te)質,它(ta)被用于煮和漂(piao)白紙(zhi)頁的(de)過程。
造紙的(de)(de)(de)原料(liao)是木材或草類(lei)植(zhi)物,這些植(zhi)物里除含(han)纖維素(su)(su)外,還(huan)含(han)有相(xiang)當多的(de)(de)(de)非(fei)纖維素(su)(su)(木質素(su)(su)、樹膠(jiao)等(deng))。加入(ru)稀的(de)(de)(de)氫氧化鈉溶液(ye)可將非(fei)纖維素(su)(su)成分(fen)(fen)溶解(jie)而分(fen)(fen)離,從(cong)而制得以(yi)纖維素(su)(su)為主要成分(fen)(fen)的(de)(de)(de)紙漿。
人造纖維和紡織
人造(zao)(zao)纖維如(ru)人造(zao)(zao)棉、人造(zao)(zao)毛、人造(zao)(zao)絲(si)等,大都是粘膠(jiao)纖維,它們是用纖維素、氫(qing)氧化鈉(na)、二硫化碳(tan)(CS2)為原料制成粘膠(jiao)液(ye),經噴(pen)絲(si)、凝結(jie)而(er)制得。
在紡(fang)織(zhi)(zhi)工業中,氫(qing)氧(yang)化鈉被用于纖維的(de)處(chu)(chu)理和(he)染(ran)色,且用于對(dui)棉纖維進行絲光處(chu)(chu)理。棉織(zhi)(zhi)品用燒堿溶液處(chu)(chu)理后,能除去(qu)覆蓋在棉織(zhi)(zhi)品上(shang)的(de)蠟質、油脂(zhi)、淀粉(fen)等物(wu)質,同(tong)時能增加(jia)織(zhi)(zhi)物(wu)的(de)絲光色澤,使染(ran)色更(geng)均勻。
精煉石油(you)
石油產(chan)品經硫酸(suan)(suan)洗滌后還含有一些酸(suan)(suan)性物(wu)質,必須用氫氧化鈉溶液洗滌,再經水洗,才(cai)能得到精制產(chan)品。
食品工業(ye)
我國《食品添(tian)加(jia)劑使(shi)用衛生(sheng)(sheng)標準(zhun)》(GB 2920-1996)規定:可作加(jia)工(gong)助(zhu)劑,按生(sheng)(sheng)產需要適量使(shi)用。
氫氧化鈉(na)可以(yi)被廣泛使用于下列生產過(guo)(guo)程(cheng):容器的清洗過(guo)(guo)程(cheng);淀(dian)粉的加工過(guo)(guo)程(cheng);羧(suo)甲(jia)基纖維(wei)素的制備過(guo)(guo)程(cheng);谷氨(an)酸鈉(na)的制造過(guo)(guo)程(cheng)。
水處(chu)理
氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鈉(na)被廣泛應用于(yu)水(shui)處理(li)。在(zai)污水(shui)處理(li)廠(chang),氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鈉(na)可(ke)以通(tong)過(guo)中和反應減小水(shui)的硬度。在(zai)工業領(ling)域,是離子交換樹脂(zhi)再(zai)生(sheng)的再(zai)生(sheng)劑。 氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鈉(na)具有(you)(you)強堿(jian)性(xing),且在(zai)水(shui)中具有(you)(you)相對高的可(ke)溶(rong)性(xing)。由(you)于(yu)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鈉(na)在(zai)水(shui)中具有(you)(you)相對高的可(ke)溶(rong)性(xing),所以容易衡量(liang)用量(liang),可(ke)以方便地在(zai)水(shui)處理(li)的各個領(ling)域使用。
氫氧化鈉被使用在水(shui)處理方面(mian)的(de)如下課題(ti):消除水(shui)的(de)硬度;調節(jie)水(shui)的(de)pH值;對廢水(shui)進行中(zhong)和;通過(guo)沉淀(dian)消除水(shui)中(zhong)重金屬(shu)離(li)(li)子;離(li)(li)子交換樹脂的(de)再生。
冶金
氫氧(yang)(yang)化鈉被用于處理鋁(lv)土礦(kuang),在鋁(lv)土礦(kuang)中(zhong)含(han)有氧(yang)(yang)化鋁(lv),氧(yang)(yang)化鋁(lv)是(shi)制取鋁(lv)的原(yuan)料。用氫氧(yang)(yang)化鈉可以把氧(yang)(yang)化鋁(lv)從精礦(kuang)中(zhong)提純。
反應方程式:Al2O3+2NaOH+H2O=2Na[Al(OH)4]或Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
氫氧化鈉也用于從黑鎢(wu)礦(kuang)中提(ti)取煉(lian)鎢(wu)的(de)原料鎢(wu)酸鹽:
4FeWO4+8NaOH+2H2O+O2=4Na2WO4+4Fe(OH)3
氫氧化鈉(na)還被用于生產鋅合(he)金和鋅錠。
安全措施(shi)
職(zhi)業健(jian)康限值(zhi)
中國(guo)職業衛(wei)生標準為MAC=2mg/m3。
健康危害
侵(qin)入途徑:吸(xi)入、食入。
健(jian)康危害:該品(pin)有(you)強(qiang)烈刺(ci)激和(he)(he)腐(fu)蝕(shi)性(xing)。粉塵或煙霧(wu)會刺(ci)激眼(yan)和(he)(he)呼吸道(dao)(dao),腐(fu)蝕(shi)鼻中隔,皮膚和(he)(he)眼(yan)與NaOH直接接觸(chu)會引起灼傷,誤服(fu)可造成消(xiao)化道(dao)(dao)灼傷,粘(zhan)膜糜爛、出血和(he)(he)休克(ke)。
分解產(chan)物:可能產(chan)生有(you)害的(de)毒性煙(yan)霧。
危害(hai)防治
隔離(li)泄漏污染區,周圍設(she)警告標(biao)志(zhi),建議(yi)應急
處理人員戴(dai)好防毒面(mian)具,穿(chuan)化(hua)學防護服。不要(yao)直接(jie)接(jie)觸泄漏物(wu),用清潔(jie)的鏟子收集(ji)于干燥(zao)潔(jie)凈有蓋的容器中,以少(shao)量NaOH加(jia)入(ru)大量水(shui)中,調(diao)節至中性,再放入(ru)廢水(shui)系統。也可以用大量水(shui)沖洗,經(jing)稀釋的洗水(shui)放入(ru)廢水(shui)系統。如(ru)大量泄漏,收集(ji)回收或處理無害后廢棄。
安全標志
氫(qing)氧化(hua)鈉屬于強(qiang)堿性(xing)物(wu)質,具有強(qiang)腐蝕(shi)性(xing),需有的(de)“腐蝕(shi)性(xing)物(wu)品(pin)”標志。
防護措施
呼吸系統(tong)防護(hu):必要時佩帶防毒(du)口罩(zhao)。
眼睛防(fang)(fang)護:戴化(hua)學安全防(fang)(fang)護眼鏡(jing)。防(fang)(fang)護服(fu)(fu):穿工作服(fu)(fu)(防(fang)(fang)腐(fu)材料制(zhi)作)。小(xiao)(xiao)心使(shi)用,小(xiao)(xiao)心濺落到衣物、口鼻中。
手防護:戴(dai)橡皮手套。
其它:工作后,淋浴更衣。注意(yi)個人清潔衛生。
急救措施
皮膚接觸(chu):先用(yong)水沖洗(xi)至(zhi)少15分鐘(稀液)/用(yong)布擦干(gan)(濃液),再用(yong)5~10%硫酸鎂、或3%硼酸溶(rong)液清洗(xi)并就醫。
眼(yan)睛(jing)接觸:立即提(ti)起(qi)眼(yan)瞼,用流(liu)動(dong)清水或生(sheng)理(li)鹽水清洗(xi)至少(shao)15分鐘(zhong)。或用3%硼酸溶液(或稀(xi)醋酸)沖洗(xi)。就醫。
吸入:迅(xun)速脫離(li)現場至空氣新鮮(xian)處(chu)。必要(yao)時進行人工(gong)呼吸。就醫。
食(shi)入(ru):少量誤食(shi)時立即用食(shi)醋(cu)、3~5%醋(cu)酸或5%稀鹽酸、大量橘汁或檸檬汁等中和(he);給(gei)飲(yin)蛋清、牛奶或植(zhi)物油并迅速就(jiu)醫,禁忌催(cui)吐(tu)和(he)洗胃。
儲存(cun)運(yun)輸
儲存(cun)方法(fa)
固體(ti)氫氧化(hua)鈉裝入0.5毫米厚(hou)的鋼(gang)桶(tong)中嚴(yan)封,每桶(tong)凈重不(bu)超過100 公斤;塑(su)料(liao)袋或二層(ceng)牛皮紙袋外(wai)全(quan)開口(kou)或中開口(kou)鋼(gang)桶(tong);螺紋口(kou)玻璃瓶(ping)(ping)、鐵蓋壓(ya)口(kou)玻璃瓶(ping)(ping)、塑(su)料(liao)瓶(ping)(ping)或金屬桶(tong)(罐(guan)(guan))外(wai)普通木箱;螺紋口(kou)玻璃瓶(ping)(ping)、塑(su)料(liao)瓶(ping)(ping)或鍍錫(xi)薄鋼(gang)板(ban)桶(tong)(罐(guan)(guan))外(wai)滿底板(ban)花格箱、纖維板(ban)箱或膠(jiao)合板(ban)箱;鍍錫(xi)薄鋼(gang)板(ban)桶(tong)(罐(guan)(guan))、金屬桶(tong)(罐(guan)(guan))、塑(su)料(liao)瓶(ping)(ping)或金屬軟(ruan)管外(wai)瓦楞紙箱。包裝容器要完整、密封,有明顯的“腐(fu)蝕性(xing)物品”標志。
氫氧(yang)化鈉對玻(bo)璃制品有輕微的腐蝕性,兩者會(hui)生成硅(gui)酸鈉,使得玻(bo)璃儀器中的活塞黏著于儀器上(shang)。因(yin)此盛放氫氧(yang)化鈉溶(rong)液時不可(ke)以用玻(bo)璃瓶塞,否則可(ke)能會(hui)導致瓶蓋(gai)無法(fa)打(da)開。
如果以玻(bo)璃容器長(chang)時間盛(sheng)裝熱(re)的氫氧(yang)化鈉溶(rong)液,也(ye)會造成玻(bo)璃容器損壞(huai)。
(玻璃(li)中含有SiO? :2NaOH + SiO? = Na?SiO? + H?O)
運輸方法
鐵路運輸(shu)時,鋼桶包(bao)裝(zhuang)(zhuang)的可用(yong)敞車運輸(shu)。起運時包(bao)裝(zhuang)(zhuang)要完整,裝(zhuang)(zhuang)載應穩妥。運輸(shu)過程中要確(que)保容器(qi)不泄(xie)漏(lou)、不倒塌(ta)、不墜落、不損壞(huai),防(fang)潮防(fang)雨。如發現(xian)包(bao)裝(zhuang)(zhuang)容器(qi)發生(sheng)銹蝕、破裂、孔洞、溶化淌水(shui)等現(xian)象時,應立即更換(huan)包(bao)裝(zhuang)(zhuang)或及早發貨使用(yong),容器(qi)破損可用(yong)錫焊修補(bu)。嚴(yan)禁與易燃物或可燃物、酸類、食用(yong)化學品等混裝(zhuang)(zhuang)混運。運輸(shu)時運輸(shu)車輛應配備泄(xie)漏(lou)應急處理設備。
常見誤區
誤區1:鐵(tie)不能與氫氧(yang)化鈉(na)反應
事(shi)實:無(wu)水條件下氫(qing)氧化(hua)鈉在高溫下可以與鐵粉反(fan)應并生成金屬鈉(或鉀)。
(蓋·呂薩克等)把鐵屑分(fen)別同苛性(xing)鉀(KOH)和(he)苛性(xing)鈉(NaOH)混合起(qi)來,放在一個密封的彎曲玻璃管(guan)內加(jia)熱。結果,在高溫下熔(rong)化(hua)的苛性(xing)堿與紅(hong)熱的鐵屑起(qi)化(hua)學反應,生成了金(jin)屬(shu)鉀和(he)鈉。這種(zhong)方法既簡單又經濟,而(er)且可(ke)以(yi)制出大(da)量的鉀和(he)鈉。
故實驗室熔融氫(qing)氧化鈉時(shi)應使(shi)用鎳(nie)制容(rong)器(qi)而不可以使(shi)用鐵制容(rong)器(qi)。
誤區2:氫氧化(hua)鈉是強堿(jian),但(dan)它并沒有殺菌的作用
事實(shi):氫氧化鈉可以(yi)用于特定場(chang)所的(de)消毒 ,并且它還是國(guo)家推薦(jian)的破壞朊(ruan)病毒的消毒劑。
注:被(bei)感染朊病毒(du)患者或疑似感染朊病毒(du)患者的(de)高度(du)危險(xian)組織(zhi)(大腦、硬腦膜(mo)、垂體、眼、脊髓等組織(zhi))污(wu)染的(de)中度(du)和高度(du)危險(xian)性(xing)物品,可選(xuan)以下方法之一進行消毒(du)滅菌,且滅菌的(de)嚴格程度(du)逐步遞增(zeng):
a)將使(shi)用(yong)后(hou)的物品浸泡于1mol∕L氫氧(yang)化鈉(na)溶(rong)液(ye)內作用(yong)60min,然后(hou)按WS310.2中的方法進行清洗、消毒與滅菌,壓力蒸(zheng)汽滅菌應采(cai)用(yong)134℃~138℃,18min,或(huo)132℃,30min,或(huo)121℃,60min;
b)將(jiang)使(shi)用(yong)后的(de)(de)物(wu)品采用(yong)清洗(xi)消毒機(ji)(宜選用(yong)具有(you)殺朊病毒活性(xing)的(de)(de)清洗(xi)劑(ji))或(huo)其他安全的(de)(de)方法(fa)去除可見污染物(wu),然(ran)后浸泡于(yu)1mol∕L氫氧化鈉溶液內作(zuo)用(yong)60min,并置(zhi)于(yu)壓力蒸汽滅菌121℃,30min;然(ran)后清洗(xi),并按照(zhao)一(yi)般程(cheng)序滅菌
誤區3:鈉與氫氧化鈉不反應(ying)
事實:氫氧(yang)(yang)化鈉(na)與金屬鈉(na)可以反應,是制備氧(yang)(yang)化鈉(na)的一個方法(fa)。
具體如下(xia):
用氫氧(yang)化(hua)鈉和(he)金屬鈉的混合物(wu)加熱(re)以制備氧(yang)化(hua)鈉。
金屬鈉(na)應稍過量,目的是除去氫(qing)氧(yang)化鈉(na)所含(han)的少量水(shui)分(fen)。
將粒狀NaOH和小塊金屬鈉(na)混合(he),放(fang)(fang)入鎳坩堝(guo)。鎳坩堝(guo)放(fang)(fang)置(zhi)于封好底部的硬(ying)質玻璃管(guan)中,管(guan)上部與真空(kong)泵和長管(guan)壓力計聯接。混合(he)物在300~320℃開始反應,生成的氫(qing)氣被真空(kong)泵抽出。真空(kong)度保(bao)持在399.96~533.288Pa(30~40mmHg柱(zhu)),殘留的鈉(na)被減壓蒸出。生成物為(wei)白色粉末,其中Na2O只含96%,另有(you)2% NaOH,2% Na2CO3雜質。
誤區4:氫氧化鈉(na)溶于沸水使水沸騰
事實:氫(qing)氧化鈉溶于(yu)水會釋放熱(re)量(liang),但(dan)并不(bu)是使水沸騰的原(yuan)因(yin)。
具(ju)體(ti)如下(xia):
取三支試(shi)(shi)管(guan),分(fen)別向試(shi)(shi)管(guan)內倒入(ru)5mL蒸(zheng)餾水(shui)(shui)(shui),先在(zai)酒精燈外(wai)焰上進行預(yu)熱(re)(re),再集(ji)中(zhong)加(jia)熱(re)(re),直至試(shi)(shi)管(guan)內的水(shui)(shui)(shui)騰(teng)(teng);移(yi)開試(shi)(shi)管(guan),向剛沸(fei)騰(teng)(teng)過的 熱(re)(re) 水(shui)(shui)(shui)中(zhong)分(fen)別加(jia)入(ru)少許氯化鈉、硝(xiao)酸銨、碎(sui)瓷片,均觀(guan)察到試(shi)(shi)管(guan)內的水(shui)(shui)(shui)重(zhong)新沸(fei)騰(teng)(teng)起來。
眾所周(zhou)之,碎瓷片不溶(rong)于水(shui);氯化鈉溶(rong)于水(shui)時,溶(rong)液溫度不會有明顯變化,固體(ti)硝酸銨溶(rong)于水(shui)時吸收熱量,溶(rong)液溫度應(ying)該降低,但把這三種(zhong)物質分別(bie)加入(ru)剛沸騰過的(de)(de)水(shui)中(zhong)時,都觀(guan)察到水(shui)重新沸騰了起來。顯然,“水(shui)的(de)(de)重新沸騰是由固體(ti)氫氧化鈉溶(rong)于水(shui)時放出熱量所致”的(de)(de)說法有所欠缺。
給蒸餾水(shui)加(jia)熱(re)(re)時,由(you)于液體里缺乏(fa)形成(cheng)氣泡的核心,容易(yi)導致形成(cheng)過熱(re)(re)液體,過熱(re)(re)液體是亞穩定狀(zhuang)態。當(dang)向過熱(re)(re)液體中加(jia)人固(gu)體時,會侵入氣泡,提供了氣化中心,所(suo)以會看見(jian)水(shui)重新沸騰起來。




