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氢氧化钠

氢氧化钠
IUPAC名
Sodium hydroxide
别名 烧碱、固碱、粒碱、片碱、苛性钠、火碱、哥士的[注 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 白色不透明的蜡状固体
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
蒸气压 <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 氢氧化锂
氢氧化钾
氢氧化铷
氢氧化铯
氢氧化钫
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

氢氧化钠,又称火碱烧碱苛性钠(sodium hydroxide;lye and caustic soda)等,化学式为NaOH,是一种具有高腐蚀性的强,一般为白色片状或颗粒,能溶于水生成碱性溶液,另也能溶解于甲醇乙醇。此碱性物具有潮解性,会吸收空气中的水蒸气,亦会吸取二氧化碳二氧化硫酸性气体

氢氧化钠为常用的化学品之一。其应用广泛,为很多工业过程的必需品:常用于制造木浆纸张纺织品肥皂[2]及其他清洁剂等,另也用于家用的水管疏通剂。2004年全球总共制造了六千万吨的氢氧化钠,而总消耗量为五千一百万吨。[3]

化学性质

和酸反应

氢氧化钠于水中会完全解离成钠离子与氢氧根离子,可以和进行酸碱中和反应:

利用这一性质,可以制备一些碱的钠盐,如:

酸性很弱的苯酚也能与之反应:

和酸性氧化物反应

氢氧化钠在空气中容易变质,就是因为和空气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氢钠(俗称小苏打):

由于玻璃制品中含有二氧化硅,氢氧化钠会与之反应生成硅酸钠,使得玻璃仪器中的活塞黏着于仪器上,无法再次使用。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装热的氢氧化钠溶液,会造成玻璃容器损坏,甚至破裂的情况。

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

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

和两性金属(如等)和氢氧化钠反应,放出氢气:

英国在1986年有一油罐车误装载重量百分率浓度为25%的氢氧化钠水溶液,氢氧化钠便与油罐壁上的产生化学变化,导致油罐因内部压力过载而受损,反应方程式如下所示:

白磷等单质和氢氧化钠发生歧化反应

和盐的反应

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。

以上反应的产物的颜色、溶解度等可被用来测试某种阳离子

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:

氢氧化钠跟铵盐产生反应,生成气、水和相应的钠盐。此为铵离子的检验方法。

和其它无机物的反应

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

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, 生成氯化钠乙醇
  • 乙酸乙酯的加碱水解[4]
  • 如果是高级脂肪酸酯,水解成皂的反应,统一命名为皂化反应

另外,氢氧化钠是一种,可提供氢氧根离子,可催化羟醛缩合反应。首先,氢氧根离子会去质子化,生成烯醇负离子和水,该烯醇负离子会进攻令一电中性的醛或酮,生成羟醛加成物负离子。然后,那加成物会质子化,在第一步所生成的水上拿掉质子,在生成最终的羟醛产物后,亦同时再生氢氧根离子催化剂)。

由于氢氧化钠可以提供氢氧根离子,所以亦可催化酮-烯醇互变异构[5]。这叫碱催化酮-烯醇互变异构:

Ketoenol3.png

工业制法

氢氧化钠为工业中制氯气过程的副产物,工业上,透过电解大量饱和食盐水以量产氯气,然而,当氯离子氧化成氯气逸出的同时,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世纪以前,氢氧化钠的制备通常会先以勒布朗制碱法生成前驱物碳酸钠,再通过高温煅烧,使得碳酸钠分解为氧化钠二氧化碳,最后,将氧化钠溶于水中,便可制得氢氧化钠:

另外,也可利用复分解制备氢氧化钠,碳酸钠(俗称为苏打)与氢氧化钙(俗称为熟石灰)的反应方程式如下所示:[7]

安全性

GHS-pictogram-acid.svg
皮肤与氢氧化钠溶液直接接触所产生之灼伤,照片摄于患者与氢氧化钠溶液直接接触后44小时

氢氧化钠固体或其溶液皆能灼伤皮肤,对无防护措施者可造成永久性伤害(如疤痕)。倘若让氢氧化钠直接接触眼睛的话,严重者甚至可造成失明。个人防护措施,诸如橡胶手套、防护衣与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(如稀释),抑或是与酸反应,都会放出大量的热量,可能导致灼伤或点燃易燃物(如有机溶剂)。除此之外,氢氧化钠能够腐蚀一些金属(如)生成易燃的氢气,还能够轻度腐蚀玻璃制品,应慎选储存氢氧化钠的容器材质。[8]

参看

参考资料

  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. ^ 曾昭琼. 《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

  1. ^ 此称呼主要出现在香港。港人取了其英文别名“caustic soda”中的“caustic”译音,故读作“哥士的”。

外部链接


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