氫氧化鈉
氫氧化(hua)鈉,化(hua)學式為NaOH,俗稱燒(shao)堿(jian)、火堿(jian)、苛性(xing)鈉,為一(yi)種具有強(qiang)腐(fu)蝕性(xing)的強(qiang)堿(jian),一(yi)般為片(pian)狀或(huo)塊狀形態,易溶(rong)于水(shui)(溶(rong)于水(shui)時放熱)并形成堿(jian)性(xing)溶(rong)液,另有潮解(jie)性(xing),易吸取空氣中的水(shui)蒸(zheng)氣(潮解(jie))和二氧化(hua)碳(tan)(變質(zhi)),可加入鹽酸檢驗是否變質(zhi)。
NaOH是化(hua)學(xue)實(shi)驗(yan)室其中一種必備(bei)的(de)化(hua)學(xue)品(pin),亦為(wei)常見(jian)的(de)化(hua)工品(pin)之一。純品(pin)是無色透明(ming)的(de)晶體(ti)。密度2.130g/cm3。熔點318.4℃。沸點1390℃。工業(ye)品(pin)含有少量的(de)氯化(hua)鈉和碳酸鈉,是白色不透明(ming)的(de)晶體(ti)。有塊狀,片狀,粒(li)狀和棒狀等。式量39.997。
氫氧化(hua)鈉在水處理(li)中(zhong)可(ke)作(zuo)為堿性清洗劑,溶于乙醇和甘(gan)油(you);不溶于丙醇、乙醚(mi)。與氯、溴、碘等鹵素發生(sheng)歧化(hua)反應。與酸類起(qi)中(zhong)和作(zuo)用而生(sheng)成鹽和水。
中文名氫(qing)氧化鈉(na)英文名Sodium hydroxide 別 稱燒堿(jian)(jian)、火堿(jian)(jian)、苛性鈉
化學(xue)式NaOH分子量39.996 CAS登(deng)錄號1310-73-2
EINECS登(deng)錄號215-185-5熔 點(dian)318.4℃(591 K)沸 點1390 ℃ (1663 K)
水(shui)溶性109 g (20 ℃)(極易溶于水(shui))密(mi) 度2.130 g/cm3外 觀(guan)白色半(ban)透明片狀(zhuang)或(huo)顆粒
閃 點176-178℃應 用漂白(bai)、造紙等安全性描述腐蝕品、易潮解危險性符號36/38-35-34
危險(xian)性描述(shu)腐蝕(shi)性危險品運輸編號UN 1824 8/PG 2【液(ye)體氫氧(yang)化鈉】UN1823【固體氫氧(yang)化鈉】
研究歷史
氫(qing)氧化鈉在很早以(yi)前就以(yi)堿性物質為人們(men)熟(shu)知。
1787年,醫(yi)生Nicolas Leblanc(1762-1806)發明(ming)了(le)(le)用食(shi)鹽制取(qu)氫氧化(hua)鈉的合適工(gong)藝,并進行了(le)(le)大(da)規模生產(chan)。
1887年(nian),瑞典化(hua)學家阿倫尼烏斯創立了酸(suan)堿(jian)電(dian)離(li)(li)理(li)論(即水(shui)(shui)(shui)溶液(ye)酸(suan)堿(jian)理(li)論),他提出酸(suan)即在(zai)水(shui)(shui)(shui)溶液(ye)中(zhong)凡(fan)是(shi)(shi)(shi)電(dian)離(li)(li)產生的陽(yang)離(li)(li)子(zi)全部都(dou)(dou)是(shi)(shi)(shi)氫離(li)(li)子(zi)的物質,堿(jian)即在(zai)水(shui)(shui)(shui)溶液(ye)中(zhong)凡(fan)是(shi)(shi)(shi)電(dian)離(li)(li)產生的陰離(li)(li)子(zi)全部都(dou)(dou)是(shi)(shi)(shi)氫氧根離(li)(li)子(zi)的物質。 從(cong)此氫氧化(hua)鈉的堿(jian)性得到了明確(que)的定(ding)義(yi)。
理(li)化性質(zhi)
物理性(xing)質
氫氧化(hua)鈉(na)為白(bai)色半(ban)透(tou)明結晶狀固(gu)體。其水溶液有澀(se)味和滑膩感。
吸水性(潮解性):氫(qing)氧化鈉在空氣中易(yi)潮解,故(gu)常(chang)用固體氫(qing)氧化鈉做干燥劑。 但(dan)液態氫(qing)氧化鈉沒(mei)有吸(xi)水性。
溶(rong)解性:
極易溶(rong)于(yu)水,溶(rong)解時(shi)放出大量的熱。易溶(rong)于(yu)乙醇、甘油。
氫氧化鈉在水中(zhong)的溶解(jie)度變化如下(xia):
| 氫(qing)氧(yang)化鈉溶解(jie)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(hua)鈉(na)溶于水中會完全解(jie)離(li)成鈉(na)離(li)子與氫氧(yang)根離(li)子,所(suo)以它具有堿的通性。
它可與任何質子酸(suan)進行酸(suan)堿中(zhong)和反應(ying)(也屬于復分解(jie)反應(ying)):
NaOH + HCl = NaCl + H?O
2NaOH + H?SO?=Na?SO?+2H?O
NaOH + HNO?=NaNO?+H?O
同樣,其溶(rong)液能夠與鹽溶(rong)液發(fa)生復分解反應與配位反應:
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(qing)氧(yang)化鈉(na)(na)在空(kong)氣中容易(yi)變質(zhi)成碳酸(suan)鈉(na)(na)(Na?CO?),因為空(kong)氣中含有酸(suan)性氧(yang)化物二氧(yang)化碳(CO?):
2NaOH + CO? = Na?CO? + H?O 這也(ye)是其堿性的體現。
倘若持續(xu)通入(ru)過(guo)量的二氧化碳,則(ze)會生成碳酸氫鈉(na)(NaHCO?),俗稱為小(xiao)蘇打,反應方程式如下所示:
Na?CO? + CO? + H?O = 2NaHCO?
同(tong)樣,氫氧(yang)化鈉能(neng)與像二氧(yang)化硅(SiO?)、二氧(yang)化硫(SO?)等酸性氧(yang)化物(wu)發生反應(ying):
2NaOH + SiO? = Na?SiO? + H?O
2NaOH + SO?(微量)= Na?SO? + H?O
NaOH + SO?(過量(liang)(liang))= NaHSO?(生成的Na?SO?和水與過量(liang)(liang)的SO?反應生成了NaHSO?)
有機反應
許(xu)多的有(you)機反應(ying)中,氫(qing)氧(yang)化(hua)鈉也扮(ban)演著類似催化(hua)劑的角色,
其中(zhong),最具代表性(xing)的莫過于皂(zao)化反應:
RCOOR' + NaOH = RCOONa + R'OH
也可(ke)催化許多其他反應(ying),如環氧(yang)烷開環、鹵仿反應(ying)等:
I2+NaOH+R(CH3)C=O → R-COONa+CHI3(生成碘(dian)仿(fang))
氫氧化鈉可以和鹵代烴等發生親(qin)核取代反(fan)應,如:
CH3CH2Cl+NaOH → CH3CH2OH+NaCl
也可(ke)能使鹵代烴發生消(xiao)除(chu):
CH3CH2Cl+NaOH → CH2=CH2+NaCl+H2O
氫氧化鈉(na)在(zai)強熱(re)下可以使羧酸(suan)發生脫羧反(fan)應,例如:
R-COONa+NaOH → RH+Na2CO3
顏(yan)色反應
它能與指示(shi)劑發生反應:
氫(qing)氧(yang)化鈉溶液是堿(jian)性,使(shi)石蕊試液變(bian)藍,使(shi)酚酞試液變(bian)紅。
其他反應
鋁會與(yu)氫(qing)(qing)氧化(hua)鈉反應生(sheng)成氫(qing)(qing)氣。 1986年(nian),英(ying)國有(you)一油罐車誤裝載重(zhong)量百分率濃度為25%的(de)(de)氫(qing)(qing)氧化(hua)鈉水溶液,氫(qing)(qing)氧化(hua)鈉便與(yu)油罐壁(bi)的(de)(de)鋁產生(sheng)化(hua)學(xue)變化(hua),導致油罐因內部壓力過(guo)載而永久(jiu)受損,反應方程式如下(xia)所示:
2Al + 2NaOH + 6H?O = 2Na[Al(OH)?](四羥基(ji)合鋁(lv)酸鈉) + 3H?↑
注(zhu):四羥基合(he)鋁酸(suan)鈉(na)可(ke)認(ren)為是(shi)偏鋁酸(suan)鈉(na)與(yu)2個水結合(he)的產物
硅也會與(yu)氫(qing)氧化鈉反應(ying)生成氫(qing)氣,如:
Si + 2NaOH + H?O=Na?SiO? + 2H?↑
氫(qing)氧化(hua)鋁的制備也牽涉到氫(qing)氧化(hua)鈉的使用:
6NaOH +2KAl(SO?)?=2Al(OH)?↓ + K?SO? +3Na?SO?
注:Al(OH)?(氫(qing)氧化(hua)(hua)鋁)為一種常用于(yu)除去(qu)水中雜(za)質的膠(jiao)狀凝(ning)聚劑。因過渡(du)金屬(shu)的氫(qing)氧化(hua)(hua)物大都(dou)不(bu)太溶于(yu)水,且氫(qing)氧化(hua)(hua)鋁表面的面積(ji)大可以吸附小微粒,故于(yu)自來(lai)水中添(tian)加明礬(KAl(SO4)2·12H2O)可促使過渡(du)金屬(shu)以氫(qing)氧化(hua)(hua)物的形(xing)式沉淀(dian)析出,再(zai)利用簡單(dan)的過濾設備,即可完成自來(lai)水的初(chu)步過濾。
氫氧化鋁(lv)可用(yong)于制(zhi)取明礬(fan)(KAl(SO4)2·12H2O):將氫氧化鋁(lv)溶于硫酸(suan),再加(jia)入(ru)計量的硫酸(suan)鉀溶液(ye)加(jia)熱反應(ying)、經過濾(lv)、濃縮、結(jie)晶、離心分離、干(gan)燥(zao),制(zhi)得硫酸(suan)鋁(lv)鉀成品。
凈水(shui)(shui)詳(xiang)細(xi)原理是明礬在水(shui)(shui)中可以(yi)電離(li)出兩種金屬離(li)子:KAl(SO4)2= K++ Al3++ 2SO42-,而(er)Al3+很容易生(sheng)成膠(jiao)狀(zhuang)的氫氧(yang)化鋁Al(OH)3:Al3++ 3H2O ≒Al(OH)3+ 3H+,氫氧(yang)化鋁膠(jiao)體的吸附(fu)能力很強(qiang),可以(yi)吸附(fu)水(shui)(shui)里懸浮的雜質,并(bing)形成沉淀,使水(shui)(shui)澄清。
制備方法
實驗室(shi)制法(fa)
鈉(na)鹽(yan)與(yu)氧化(hua)鈣反應
可(ke)以用一些(xie)(xie)碳(tan)(tan)酸氫(qing)鈉(na)(na)(小蘇(su)打)和(he)一些(xie)(xie)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鈣(gai)(gai)(生石(shi)(shi)灰)。把生石(shi)(shi)灰放于水中(zhong),反應(ying)后變(bian)為(wei)石(shi)(shi)灰漿(jiang)(氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鈣(gai)(gai)溶(rong)液(ye)、熟石(shi)(shi)灰),把碳(tan)(tan)酸氫(qing)鈉(na)(na)(或碳(tan)(tan)酸鈉(na)(na))的固(gu)體顆粒(濃(nong)溶(rong)液(ye)也行)加入石(shi)(shi)灰漿(jiang)中(zhong),為(wei)保(bao)證產物氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鈉(na)(na)的純度,需使石(shi)(shi)灰漿(jiang)過(guo)。原因:參考氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鈣(gai)(gai)和(he)碳(tan)(tan)酸鈉(na)(na)的溶(rong)解度。攪拌加快其反應(ying),待其反應(ying)一會兒(er)后,靜(jing)置片刻(ke),隨(sui)著(zhu)碳(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)的沉(chen)淀(dian),上層清液(ye)就是(shi)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鈉(na)(na)溶(rong)液(ye),小心倒(dao)出即可(ke)。(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(na)與水反應
取一(yi)塊金屬(shu)鈉,擦(ca)去表(biao)面煤油,刮(gua)去表(biao)面氧化層,放入盛有水(shui)的燒(shao)杯(bei)中。
2Na+2H?O=2NaOH+H?↑
現象:(浮、熔、游、響(xiang))
浮(fu):鈉浮(fu)在水面(mian)上;
熔(rong):鈉熔(rong)化成小(xiao)球;
游:鈉在水面上游動,因為有氫氣生成;
響:鈉咝咝作響,因(yin)為有氫氣生成 。
工業制法
工(gong)業(ye)上生產燒堿(jian)的(de)方法(fa)有苛化法(fa)、電解法(fa)和離(li)子交換(huan)膜法(fa)三種。
苛化法
將純堿(jian)、石(shi)灰分別(bie)經化(hua)堿(jian)制(zhi)(zhi)成純堿(jian)溶液、石(shi)灰制(zhi)(zhi)成石(shi)灰乳,于(yu)99~101℃進行苛(ke)化(hua)反應,苛(ke)化(hua)液經澄清、蒸發濃(nong)縮至40%以(yi)上,制(zhi)(zhi)得(de)液體燒堿(jian)。將濃(nong)縮液進一步熬濃(nong)固化(hua),制(zhi)(zhi)得(de)固體燒堿(jian)成品(pin)。苛(ke)化(hua)泥用水洗滌,洗水用于(yu)化(hua)堿(jian)。
Na2CO3+Ca(OH)2= 2NaOH+CaCO3↓
隔膜電解法
將原(yuan)鹽(yan)化鹽(yan)后加(jia)(jia)(jia)入(ru)(ru)純堿、燒(shao)堿、氯化鋇精制劑除去鈣、鎂、硫酸根離子等雜質,再于澄清槽(cao)中(zhong)加(jia)(jia)(jia)入(ru)(ru)聚丙烯(xi)酸鈉或苛化麩皮以加(jia)(jia)(jia)速沉淀,砂濾后加(jia)(jia)(jia)入(ru)(ru)鹽(yan)酸中(zhong)和,鹽(yan)水經(jing)預熱后送去電解,電解液(ye)經(jing)預熱、蒸發、分鹽(yan)、冷卻,制得(de)液(ye)體燒(shao)堿,進一(yi)步熬濃即得(de)固體燒(shao)堿成(cheng)品。鹽(yan)泥洗水用于化鹽(yan)。
2NaCl+2H2O[電解(jie)] = 2NaOH+Cl2↑+H2↑
離子交(jiao)換膜(mo)法
將原鹽(yan)(yan)(yan)化鹽(yan)(yan)(yan)后按傳統的(de)(de)(de)辦法進(jin)(jin)行鹽(yan)(yan)(yan)水(shui)精(jing)(jing)制(zhi),把一次(ci)精(jing)(jing)鹽(yan)(yan)(yan)水(shui)經(jing)微孔(kong)燒結碳素管式(shi)過濾器進(jin)(jin)行過濾后,再經(jing)螫合離子(zi)交換樹脂塔進(jin)(jin)行二(er)次(ci)精(jing)(jing)制(zhi),使鹽(yan)(yan)(yan)水(shui)中(zhong)鈣、鎂含量降到0.002%以下,將二(er)次(ci)精(jing)(jing)制(zhi)鹽(yan)(yan)(yan)水(shui)電解,于(yu)陽極(ji)室生成(cheng)(cheng)氯氣,陽極(ji)室鹽(yan)(yan)(yan)水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)Na+通過離子(zi)膜進(jin)(jin)入(ru)陰(yin)極(ji)室與陰(yin)極(ji)室的(de)(de)(de)OH生成(cheng)(cheng)氫(qing)氧化鈉,H+直接(jie)在陰(yin)極(ji)上放電生成(cheng)(cheng)氫(qing)氣。電解過程中(zhong)向陽極(ji)室加入(ru)適量的(de)(de)(de)高(gao)純度(du)鹽(yan)(yan)(yan)酸(suan)以中(zhong)和返(fan)遷的(de)(de)(de)OH-,陰(yin)極(ji)室中(zhong)應加入(ru)所(suo)需純水(shui)。在陰(yin)極(ji)室生成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)高(gao)純燒堿濃(nong)度(du)為30%~32%(質量),可以直接(jie)作為液堿產品,也可以進(jin)(jin)一步熬濃(nong),制(zhi)得(de)固體燒堿成(cheng)(cheng)品。
2NaCl+2H?O= 2NaOH+H?↑+Cl?↑
檢測方法
實(shi)驗室(shi)測定
方法名稱:氫氧化鈉—氫氧化鈉的測定—中和滴定法。
應(ying)用范圍:該方法采用滴定法測(ce)定氫(qing)氧化鈉的含量。
該方法(fa)適用于氫氧化鈉。
實(shi)驗原(yuan)理:利用(yong)酸堿指示劑(ji)在(zai)溶液(ye)pH值(zhi)不同(tong)(tong)時顯現不同(tong)(tong)顏色(se)的(de)特性,用(yong)酸調整試樣溶液(ye)的(de)pH至特定值(zhi)時,通過消(xiao)耗(hao)酸的(de)量計算出試樣中氫(qing)氧化鈉(na)的(de)量與變質的(de)量。
試(shi)劑:
1. 水(新沸放冷);
2. 硫酸(suan)滴定液(0.1mol/L);
3. 酚酞(tai)指示(shi)液;
4.甲基橙指示液:取甲基橙0.1g,加水100mL使溶解,即得。
儀器設備:酸式滴定管、分析天(tian)平、容(rong)量瓶、錐形瓶、鐵架(jia)臺、移液(ye)管。
操作(zuo)步(bu)驟:供試品加新沸(fei)過的(de)冷水適量(liang)(liang)使溶解(jie)后(hou),放冷,用(yong)水稀釋(shi)至刻(ke)度,搖勻,精密量(liang)(liang)取25mL,加酚酞指(zhi)示液(ye)(ye)3滴,用(yong)硫酸(suan)滴定(ding)液(ye)(ye)(0.1mol/L)滴定(ding)至紅色消(xiao)失,記錄(lu)消(xiao)耗(hao)硫酸(suan)滴定(ding)液(ye)(ye)(0.1mol/L)的(de)容(rong)積(mL),加甲(jia)基(ji)(ji)橙(cheng)指(zhi)示液(ye)(ye)2滴,繼續加硫酸(suan)滴定(ding)液(ye)(ye)(0.1mol/L)至顯持續的(de)橙(cheng)紅色,根據前(qian)后(hou)兩次(ci)消(xiao)耗(hao)硫酸(suan)滴定(ding)液(ye)(ye)(0.1mol/L)的(de)容(rong)積(mL),算出供試量(liang)(liang)中的(de)堿(jian)含(han)量(liang)(liang)(作(zuo)為NaOH計算)并根據加甲(jia)基(ji)(ji)橙(cheng)指(zhi)示液(ye)(ye)后(hou)消(xiao)耗(hao)硫酸(suan)滴定(ding)液(ye)(ye)(0.1mol/L)的(de)容(rong)積(mL),算出供試量(liang)(liang)中Na?CO?的(de)含(han)量(liang)(liang)。
注(zhu):“精密(mi)稱取(qu)”系(xi)指稱取(qu)重量(liang)應準確(que)至(zhi)所稱取(qu)重量(liang)的千(qian)分之一(yi),“精密(mi)量(liang)取(qu)”系(xi)指量(liang)取(qu)體(ti)積(ji)的準確(que)度應符合國家(jia)標準中(zhong)對該(gai)體(ti)積(ji)移(yi)液管的精度要求(qiu)。
變質(zhi)檢驗
NaOH變質后會生成Na?CO?
化學(xue)方程式:2NaOH + CO?=Na?CO?+ H?O
1.樣品中滴加過量稀鹽(yan)酸若有氣泡產生(sheng),則氫氧化(hua)鈉變質(zhi)。
原理:2HCl + Na?CO?=2NaCl + CO?↑+ H?O
(空氣中含有少量的(de)(de)CO?,而(er)敞口放(fang)置(zhi)的(de)(de)NaOH溶液能夠與(yu)(yu)CO?反應,生成Na?CO?和H?O從(cong)而(er)變質;HCl中的(de)(de)H+能夠與(yu)(yu)Na?CO?中的(de)(de)CO32-離子反應生成CO?氣體和H?O,通過(guo)氣泡(pao)產生這(zhe)個現象來檢驗(yan)變質)
注:HCl會優先與(yu)NaOH反應生成NaCl和(he)H?O。因為NaOH是強(qiang)堿,而Na?CO?是水(shui)溶(rong)液顯(xian)堿性(xing)。
2.樣(yang)品中滴加澄清石(shi)灰水(shui),若(ruo)有白(bai)色(se)沉淀生(sheng)成(cheng),則(ze)氫氧(yang)化鈉變質。
原理(li):Na?CO? + Ca(OH)?= CaCO?↓+ 2NaOH
3.樣品(pin)中加氯化鋇,若有(you)白色沉淀生(sheng)成(cheng),則氫氧化鈉變質。
原理(li):Na?CO? + BaCl?=BaCO?↓+ 2NaCl
4.檢(jian)驗氫(qing)氧化鈉部分變質 :
①加入過量(liang)BaCl?或Ba(NO?)2至(zhi)完全沉(chen)淀,證明(ming)有Na?CO?產生,待(dai)沉(chen)淀完全靜止后,取上層清液(ye)于試(shi)管內,滴(di)加無色酚酞溶液(ye),酚酞變(bian)紅,則證明(ming)有NaOH。
注:不(bu)滴加NH?Cl,因為Na?CO?溶于水后呈堿(jian)性是(shi)因為會(hui)有OHˉ根離子,NH?+與OHˉ跟結合(he)也會(hui)有刺(ci)激性氣味,無(wu)法區分是(shi)原有氫氧化(hua)鈉(na)(na)導致還(huan)是(shi)碳酸鈉(na)(na)導致。
②在NaOH中加入過量CaCl2:1.若(ruo)有白(bai)色(se)沉淀生成,則說明(ming)(ming)NaOH變質;2.加入無(wu)色(se)酚酞,若(ruo)無(wu)色(se)酚酞不(bu)變色(se),則說明(ming)(ming)完全變質。若(ruo)無(wu)色(se)酚酞變紅,說明(ming)(ming)部分變質。
應用(yong)領域
氫氧化(hua)鈉(na)(NaOH)的用途極廣。用于生產(chan)紙、肥皂、染(ran)料(liao)、人造絲,冶煉金屬、石(shi)油(you)(you)精制、棉織品整理、煤(mei)焦油(you)(you)產(chan)物的提(ti)純,以及食品加工(gong)、木材加工(gong)及機械工(gong)業等方面。
化學(xue)實驗(yan)
可(ke)以(yi)用(yong)作(zuo)化(hua)(hua)學實驗。除(chu)了用(yong)做試劑(ji)以(yi)外,由于它有(you)很強的(de)吸(xi)水性和潮解性,還(huan)可(ke)用(yong)做堿性干燥劑(ji)。 也可(ke)以(yi)吸(xi)收酸性氣(qi)(qi)體(如在(zai)硫在(zai)氧(yang)氣(qi)(qi)中燃燒(shao)的(de)實驗中,氫氧(yang)化(hua)(hua)鈉溶液可(ke)裝入瓶中吸(xi)收有(you)毒的(de)二氧(yang)化(hua)(hua)硫)。
中性、堿性氣體中混有(you)CO?,可用NaOH除雜,生成Na?CO?(碳(tan)酸鈉(na))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)化(hua)(hua)鈉(na)(na)(na)在(zai)(zai)國民經濟中有廣泛應用,許多工業(ye)(ye)部(bu)門都需(xu)要氫氧(yang)化(hua)(hua)鈉(na)(na)(na)。使用氫氧(yang)化(hua)(hua)鈉(na)(na)(na)最(zui)多的(de)(de)部(bu)門是(shi)化(hua)(hua)學藥(yao)(yao)品(pin)的(de)(de)制(zhi)造(zao),其次是(shi)造(zao)紙、煉鋁(lv)、煉鎢、人造(zao)絲(si)、人造(zao)棉和(he)肥皂制(zhi)造(zao)業(ye)(ye)。另外(wai),在(zai)(zai)生(sheng)產(chan)染料、塑料、藥(yao)(yao)劑及有機中間體,舊橡膠的(de)(de)再生(sheng),制(zhi)金屬鈉(na)(na)(na)、水的(de)(de)電解以及無機鹽(yan)(yan)生(sheng)產(chan)中,制(zhi)取(qu)硼砂、鉻鹽(yan)(yan)、錳酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)、磷酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)等(deng),也要使用大量(liang)的(de)(de)燒堿。同時氫氧(yang)化(hua)(hua)鈉(na)(na)(na)是(shi)生(sheng)產(chan)聚(ju)碳酸(suan)(suan)酯、超級(ji)吸收質聚(ju)合物、沸石、環氧(yang)樹(shu)脂、磷酸(suan)(suan)鈉(na)(na)(na)、亞(ya)硫(liu)酸(suan)(suan)鈉(na)(na)(na)和(he)大量(liang)鈉(na)(na)(na)鹽(yan)(yan)的(de)(de)重要原材(cai)料之一。
生產洗滌(di)劑(ji)
肥皂(zao):制造肥皂是燒堿最古(gu)老和最廣泛的用途。
氫氧化鈉一直(zhi)(zhi)被用于(yu)傳統的(de)生(sheng)活用途(tu)。直(zhi)(zhi)到今天,肥皂(zao)、香皂(zao)和其(qi)它種(zhong)類的(de)洗滌用品(pin)對燒堿的(de)需求量依然占(zhan)燒堿的(de)15%左右。
脂肪和(he)植物油的主(zhu)要成分(fen)是(shi)三(san)酸甘油酯(三(san)酰(xian)甘油),它的堿(jian)水解方程式為:
(RCOO)3C3H5(油(you)脂(zhi))+3NaOH=3(RCOONa)(高級脂(zhi)肪(fang)酸鈉)+C3H8O3(甘油(you))
該反(fan)應為(wei)生產肥皂的(de)原理,故得名皂化反(fan)應。
R基可能不同,但生(sheng)成(cheng)的R-COONa都可以做(zuo)肥皂。常見(jian)的R-有(you):
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C17H33-:8-十七碳烯(xi)基。R-COOH為油(you)酸(suan)。
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C15H31-:正十(shi)五烷(wan)基(ji)。R-COOH為軟脂酸。
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C17H35-:正十七烷基(ji)。R-COOH為硬(ying)脂酸。
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洗滌劑(ji):氫氧化(hua)(hua)鈉被用于(yu)生產各種洗滌劑,甚至如今(jin)的(de)洗衣粉(十二烷基(ji)苯磺(huang)酸鈉等成分)也(ye)是(shi)由大量的(de)燒(shao)堿制造(zao)出來的(de),燒(shao)堿被用于(yu)磺(huang)化(hua)(hua)反應后對過剩的(de)發煙硫酸進行中和。
造紙
氫氧(yang)化鈉在(zai)造紙工業中(zhong)發揮著重(zhong)要的作用。由于(yu)其堿性特質(zhi),它被用于(yu)煮和漂白紙頁(ye)的過程。
造紙的(de)原(yuan)料是木(mu)材或(huo)草類植(zhi)物,這(zhe)些植(zhi)物里除含(han)纖維素(su)(su)外,還含(han)有相當多的(de)非纖維素(su)(su)(木(mu)質素(su)(su)、樹(shu)膠等)。加入稀的(de)氫(qing)氧化鈉(na)溶液可將非纖維素(su)(su)成分溶解(jie)而分離,從而制得以(yi)纖維素(su)(su)為主(zhu)要成分的(de)紙漿。
人造纖維和紡織
人(ren)(ren)造纖維如人(ren)(ren)造棉、人(ren)(ren)造毛、人(ren)(ren)造絲(si)等,大都是(shi)粘膠纖維,它們是(shi)用(yong)纖維素、氫氧化鈉、二(er)硫(liu)化碳(CS2)為原料(liao)制成粘膠液(ye),經噴絲(si)、凝結(jie)而制得。
在(zai)紡織工(gong)業中(zhong),氫氧化鈉被用于(yu)纖(xian)維的處理和(he)染色,且用于(yu)對棉(mian)纖(xian)維進行絲(si)光處理。棉(mian)織品(pin)用燒堿溶液處理后,能(neng)除去覆蓋在(zai)棉(mian)織品(pin)上的蠟(la)質、油脂(zhi)、淀粉(fen)等物質,同時能(neng)增加織物的絲(si)光色澤,使染色更均勻。
精煉石(shi)油
石油產品經硫酸(suan)洗(xi)滌后(hou)還含(han)有(you)一些酸(suan)性物質,必須(xu)用氫氧化鈉溶液洗(xi)滌,再經水洗(xi),才能得到(dao)精制產品。
食品工業
我國《食品添加(jia)劑使用衛生(sheng)標(biao)準》(GB 2920-1996)規定(ding):可作加(jia)工(gong)助劑,按生(sheng)產需要適量使用。
氫氧(yang)化鈉可以(yi)被廣泛使用于下(xia)列生產過(guo)程(cheng):容器(qi)的清洗(xi)過(guo)程(cheng);淀粉的加(jia)工過(guo)程(cheng);羧(suo)甲基纖維素的制備(bei)過(guo)程(cheng);谷氨酸(suan)鈉的制造(zao)過(guo)程(cheng)。
水處理
氫(qing)氧化(hua)鈉被廣泛應用(yong)于水(shui)處(chu)(chu)理。在污水(shui)處(chu)(chu)理廠,氫(qing)氧化(hua)鈉可以(yi)(yi)通過中和反(fan)應減小水(shui)的硬度。在工業領(ling)域,是離子交換(huan)樹脂再(zai)生(sheng)的再(zai)生(sheng)劑。 氫(qing)氧化(hua)鈉具(ju)有強堿性,且在水(shui)中具(ju)有相(xiang)對(dui)高的可溶性。由于氫(qing)氧化(hua)鈉在水(shui)中具(ju)有相(xiang)對(dui)高的可溶性,所以(yi)(yi)容易衡(heng)量(liang)用(yong)量(liang),可以(yi)(yi)方(fang)便地(di)在水(shui)處(chu)(chu)理的各個領(ling)域使用(yong)。
氫氧化鈉(na)被使用在水(shui)處理方(fang)面的(de)如下課題:消除水(shui)的(de)硬度;調節水(shui)的(de)pH值(zhi);對廢水(shui)進行中和;通過(guo)沉淀(dian)消除水(shui)中重(zhong)金屬離(li)(li)子;離(li)(li)子交換(huan)樹脂的(de)再(zai)生。
冶金(jin)
氫氧(yang)化(hua)鈉被用于處理鋁(lv)土礦(kuang),在鋁(lv)土礦(kuang)中(zhong)含有氧(yang)化(hua)鋁(lv),氧(yang)化(hua)鋁(lv)是制取鋁(lv)的原(yuan)料。用氫氧(yang)化(hua)鈉可以把氧(yang)化(hua)鋁(lv)從精礦(kuang)中(zhong)提純。
反應方程式(shi):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)中提取煉鎢(wu)的原料鎢(wu)酸鹽:
4FeWO4+8NaOH+2H2O+O2=4Na2WO4+4Fe(OH)3
氫氧化(hua)鈉還被(bei)用于生產鋅(xin)合(he)金和鋅(xin)錠。
安全(quan)措施(shi)
職業健康(kang)限值(zhi)
中國職(zhi)業衛生標(biao)準為MAC=2mg/m3。
健康危害(hai)
侵入(ru)途徑:吸入(ru)、食入(ru)。
健康危害(hai):該品(pin)有強烈刺激和(he)(he)腐蝕性。粉塵(chen)或煙霧會刺激眼(yan)和(he)(he)呼吸道(dao),腐蝕鼻(bi)中(zhong)隔,皮(pi)膚(fu)和(he)(he)眼(yan)與NaOH直接接觸會引起灼傷(shang),誤服可造成消化道(dao)灼傷(shang),粘膜(mo)糜爛(lan)、出血和(he)(he)休克。
分(fen)解(jie)產物:可能產生有(you)害的毒(du)性煙霧(wu)。
危害防治(zhi)
隔離泄漏(lou)污染區,周(zhou)圍設警告標志,建議(yi)應急
處理人員戴(dai)好(hao)防(fang)毒面具(ju),穿化學防(fang)護服。不要(yao)直接(jie)接(jie)觸泄漏物,用清潔的鏟子收(shou)集于干燥潔凈(jing)有蓋的容(rong)器中,以少(shao)量(liang)NaOH加入大(da)量(liang)水(shui)中,調節(jie)至(zhi)中性(xing),再放(fang)入廢水(shui)系統。也可以用大(da)量(liang)水(shui)沖洗,經稀釋的洗水(shui)放(fang)入廢水(shui)系統。如大(da)量(liang)泄漏,收(shou)集回收(shou)或處理無害后(hou)廢棄。
安(an)全(quan)標志
氫氧化鈉(na)屬于(yu)強(qiang)堿性(xing)物(wu)質,具(ju)有強(qiang)腐蝕性(xing),需(xu)有的“腐蝕性(xing)物(wu)品”標志(zhi)。
防護措施
呼吸系統防護:必要(yao)時佩(pei)帶防毒口罩。
眼睛防(fang)(fang)護(hu):戴(dai)化學安全防(fang)(fang)護(hu)眼鏡。防(fang)(fang)護(hu)服(fu):穿工作(zuo)服(fu)(防(fang)(fang)腐材料制作(zuo))。小心(xin)使用,小心(xin)濺落到衣物、口鼻(bi)中。
手(shou)防護:戴橡皮手(shou)套(tao)。
其它(ta):工作后,淋浴(yu)更(geng)衣。注意個人(ren)清潔衛(wei)生(sheng)。
急救措(cuo)施
皮膚接(jie)觸:先用(yong)(yong)水沖(chong)洗至少15分(fen)鐘(稀液)/用(yong)(yong)布擦干(濃液),再用(yong)(yong)5~10%硫酸鎂、或3%硼酸溶液清(qing)洗并就醫。
眼睛接觸(chu):立即(ji)提起眼瞼,用(yong)流動清(qing)水(shui)或(huo)(huo)生理鹽水(shui)清(qing)洗至少15分鐘。或(huo)(huo)用(yong)3%硼酸溶(rong)液(或(huo)(huo)稀醋酸)沖(chong)洗。就醫。
吸(xi)入:迅速脫(tuo)離(li)現場至空氣新(xin)鮮處。必要時進(jin)行人(ren)工呼吸(xi)。就醫。
食(shi)入:少量誤食(shi)時立(li)即用(yong)食(shi)醋(cu)、3~5%醋(cu)酸(suan)或5%稀鹽(yan)酸(suan)、大(da)量橘汁或檸檬汁等(deng)中和;給(gei)飲蛋清(qing)、牛奶(nai)或植物(wu)油并迅速(su)就醫,禁忌催吐和洗胃。
儲存運輸
儲存(cun)方法
固體氫氧化(hua)鈉裝入0.5毫米(mi)厚的(de)鋼(gang)(gang)桶(tong)(tong)中嚴封,每(mei)桶(tong)(tong)凈重(zhong)不超過100 公(gong)斤;塑(su)(su)料袋或二層牛(niu)皮紙(zhi)袋外全開口(kou)(kou)(kou)或中開口(kou)(kou)(kou)鋼(gang)(gang)桶(tong)(tong);螺紋(wen)口(kou)(kou)(kou)玻璃(li)(li)瓶(ping)、鐵(tie)蓋壓口(kou)(kou)(kou)玻璃(li)(li)瓶(ping)、塑(su)(su)料瓶(ping)或金屬(shu)桶(tong)(tong)(罐(guan))外普(pu)通木箱;螺紋(wen)口(kou)(kou)(kou)玻璃(li)(li)瓶(ping)、塑(su)(su)料瓶(ping)或鍍(du)錫薄鋼(gang)(gang)板桶(tong)(tong)(罐(guan))外滿底板花格箱、纖維板箱或膠(jiao)合板箱;鍍(du)錫薄鋼(gang)(gang)板桶(tong)(tong)(罐(guan))、金屬(shu)桶(tong)(tong)(罐(guan))、塑(su)(su)料瓶(ping)或金屬(shu)軟管外瓦楞紙(zhi)箱。包(bao)裝容(rong)器要完(wan)整、密(mi)封,有明顯(xian)的(de)“腐蝕性物品(pin)”標志(zhi)。
氫氧化鈉對(dui)玻(bo)璃(li)制(zhi)品有輕微的腐蝕(shi)性,兩者會生成硅酸(suan)鈉,使(shi)得玻(bo)璃(li)儀器中的活塞黏著于儀器上(shang)。因此盛放(fang)氫氧化鈉溶液時不可(ke)以(yi)用玻(bo)璃(li)瓶塞,否則可(ke)能會導致(zhi)瓶蓋(gai)無(wu)法打開。
如(ru)果以玻璃容(rong)器(qi)長時間盛裝熱的氫氧化(hua)鈉溶液,也會造成玻璃容(rong)器(qi)損壞。
(玻璃(li)中含有SiO? :2NaOH + SiO? = Na?SiO? + H?O)
運輸方法
鐵路運(yun)輸時(shi),鋼桶包(bao)裝(zhuang)的可用敞車(che)運(yun)輸。起運(yun)時(shi)包(bao)裝(zhuang)要完整,裝(zhuang)載應(ying)穩(wen)妥。運(yun)輸過程中要確保容(rong)器(qi)不(bu)泄漏、不(bu)倒塌、不(bu)墜落、不(bu)損壞,防(fang)潮防(fang)雨(yu)。如發現(xian)包(bao)裝(zhuang)容(rong)器(qi)發生銹蝕(shi)、破(po)裂(lie)、孔洞、溶(rong)化淌水等(deng)現(xian)象時(shi),應(ying)立(li)即(ji)更換包(bao)裝(zhuang)或(huo)及早發貨使用,容(rong)器(qi)破(po)損可用錫焊修補。嚴禁(jin)與易燃物(wu)或(huo)可燃物(wu)、酸(suan)類(lei)、食用化學品(pin)等(deng)混裝(zhuang)混運(yun)。運(yun)輸時(shi)運(yun)輸車(che)輛應(ying)配備泄漏應(ying)急處理設備。
常見誤區
誤區1:鐵不能與氫氧化鈉反應
事實:無水(shui)條件(jian)下氫(qing)氧(yang)化(hua)鈉(na)在高(gao)溫下可(ke)以與鐵粉反應并生成金屬鈉(na)(或鉀(jia))。
(蓋·呂薩克(ke)等)把鐵(tie)屑分別同苛(ke)性鉀(jia)(KOH)和(he)苛(ke)性鈉(NaOH)混合起來,放(fang)在一個密封(feng)的彎(wan)曲玻璃管(guan)內加熱(re)(re)。結果,在高(gao)溫下熔化的苛(ke)性堿與紅熱(re)(re)的鐵(tie)屑起化學反應(ying),生(sheng)成了金屬鉀(jia)和(he)鈉。這種方法既簡單又經(jing)濟,而且可以制出(chu)大(da)量的鉀(jia)和(he)鈉。
故(gu)實驗室熔融(rong)氫(qing)氧化鈉時應使(shi)用(yong)鎳制(zhi)(zhi)容器而不可以(yi)使(shi)用(yong)鐵制(zhi)(zhi)容器。
誤區2:氫氧化(hua)鈉是強(qiang)堿,但它并沒有殺菌的(de)作用
事實:氫氧化鈉可以用(yong)于特定場所的消毒 ,并且它還是國家推薦的破壞朊(ruan)病毒的消毒劑。
注:被感(gan)染(ran)(ran)朊(ruan)病毒(du)患者或疑似感(gan)染(ran)(ran)朊(ruan)病毒(du)患者的(de)高度(du)(du)危險組織(大(da)腦、硬(ying)腦膜、垂體、眼、脊髓等組織)污染(ran)(ran)的(de)中度(du)(du)和高度(du)(du)危險性物(wu)品,可選以下方法之一進行消毒(du)滅菌,且滅菌的(de)嚴格程度(du)(du)逐步遞增:
a)將使用(yong)后的物(wu)品浸泡于1mol∕L氫氧化鈉溶(rong)液內作用(yong)60min,然后按(an)WS310.2中(zhong)的方法進行清洗、消毒與(yu)滅菌,壓(ya)力(li)蒸汽滅菌應采用(yong)134℃~138℃,18min,或(huo)132℃,30min,或(huo)121℃,60min;
b)將使用后的(de)物品采用清洗消毒(du)機(宜選用具有殺朊病毒(du)活(huo)性(xing)的(de)清洗劑)或其他安全的(de)方(fang)法去除可見污染物,然后浸泡于1mol∕L氫氧化鈉溶液內作(zuo)用60min,并置(zhi)于壓力蒸汽滅菌121℃,30min;然后清洗,并按照(zhao)一般程序滅菌
誤區3:鈉與氫氧化鈉不(bu)反應
事實:氫氧化鈉(na)與金屬鈉(na)可(ke)以(yi)反(fan)應,是(shi)制備(bei)氧化鈉(na)的一個(ge)方法(fa)。
具體如(ru)下:
用(yong)氫氧化鈉(na)和金(jin)屬(shu)鈉(na)的混(hun)合物加熱以制備氧化鈉(na)。
金屬鈉應稍過量,目(mu)的是除去(qu)氫氧化鈉所含的少量水(shui)分。
將(jiang)粒(li)狀(zhuang)NaOH和小塊(kuai)金屬鈉(na)混(hun)合(he),放入鎳坩堝。鎳坩堝放置于封好底部(bu)的硬質玻璃管中,管上部(bu)與(yu)真空(kong)(kong)泵(beng)(beng)和長管壓力計聯(lian)接。混(hun)合(he)物在300~320℃開始反應,生成的氫氣被真空(kong)(kong)泵(beng)(beng)抽出。真空(kong)(kong)度(du)保持在399.96~533.288Pa(30~40mmHg柱),殘留(liu)的鈉(na)被減壓蒸出。生成物為白色粉末,其中Na2O只含96%,另有2% NaOH,2% Na2CO3雜質。
誤區4:氫氧化鈉溶于(yu)沸水(shui)(shui)使水(shui)(shui)沸騰
事實:氫氧化鈉溶(rong)于水會(hui)釋放熱量,但并不是使水沸騰的原(yuan)因。
具體如下:
取三支(zhi)試(shi)(shi)管(guan),分(fen)別(bie)向(xiang)試(shi)(shi)管(guan)內(nei)倒(dao)入5mL蒸餾水(shui),先在(zai)酒精燈(deng)外(wai)焰上進行預熱(re),再集中加(jia)熱(re),直至試(shi)(shi)管(guan)內(nei)的水(shui)騰(teng);移(yi)開試(shi)(shi)管(guan),向(xiang)剛沸(fei)騰(teng)過(guo)的 熱(re) 水(shui)中分(fen)別(bie)加(jia)入少許氯化(hua)鈉、硝酸銨、碎瓷(ci)片,均觀察到試(shi)(shi)管(guan)內(nei)的水(shui)重新沸(fei)騰(teng)起來。
眾所周之(zhi),碎瓷片不(bu)溶(rong)(rong)(rong)于水(shui)(shui);氯化鈉溶(rong)(rong)(rong)于水(shui)(shui)時(shi),溶(rong)(rong)(rong)液溫度不(bu)會有(you)明(ming)顯變化,固(gu)體硝酸(suan)銨溶(rong)(rong)(rong)于水(shui)(shui)時(shi)吸收熱量,溶(rong)(rong)(rong)液溫度應該(gai)降低(di),但把這三(san)種物(wu)質(zhi)分(fen)別加入剛沸騰(teng)過的(de)水(shui)(shui)中時(shi),都觀察到水(shui)(shui)重新(xin)沸騰(teng)了起來。顯然(ran),“水(shui)(shui)的(de)重新(xin)沸騰(teng)是(shi)由固(gu)體氫(qing)氧(yang)化鈉溶(rong)(rong)(rong)于水(shui)(shui)時(shi)放(fang)出熱量所致”的(de)說法有(you)所欠(qian)缺。
給(gei)蒸餾水(shui)加熱(re)(re)時(shi),由于液(ye)體里缺(que)乏形成氣(qi)泡的核心,容(rong)易導致形成過(guo)(guo)熱(re)(re)液(ye)體,過(guo)(guo)熱(re)(re)液(ye)體是亞(ya)穩定狀態。當向過(guo)(guo)熱(re)(re)液(ye)體中(zhong)加人固(gu)體時(shi),會侵(qin)入(ru)氣(qi)泡,提(ti)供了氣(qi)化中(zhong)心,所以會看見水(shui)重新沸騰起來。




