氫氧化鈉檢視原始碼討論檢視歷史
氫氧化鈉,(英語: sodium hydroxide )又稱燒鹼和苛性鈉(sodium hydroxide;lye and caustic soda),化學式為NaOH,是一種具有高腐蝕性的強鹼,一般為白色片狀或顆粒,能溶於水生成鹼性溶液,另也能溶解於甲醇及乙醇。此鹼性物具有潮解性[1] ,會吸收空氣裡的水蒸氣,亦會吸取二氧化碳、二氧化硫等酸性氣體。
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:常用於製造木漿紙張、紡織品、肥皂及其他清潔劑等,另也用於家用的水管疏通劑。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。
目錄
化學性質
和酸反應
氫氧化鈉於水中會完全解離成鈉離子與氫氧根離子,可以和酸進行酸鹼中和反應:
- rm NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O
- rm 2NaOH + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O
利用這一性質,可以製備一些酸的鈉鹽,如:
- rm NaOH + C_6H_5COOH \rightarrow C_6H_5COONa + H_2O
- rm NaOH + CH_3COOH \rightarrow CH_3COONa +H_2O
酸性很弱的苯酚也能與之反應:
- rm NaOH + C_6H_5OH \rightarrow C_6H_5ONa + H_2O
和酸性氧化物反應
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發生了反應:
- rm 2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O
在溶液中發生,過量的二氧化碳會將碳酸鈉轉化為碳酸氫鈉(俗稱小蘇打):
- rm Na_2CO_3 + CO_2 +H_2O \rightarrow 2NaHCO_3
由於玻璃製品中含有二氧化硅,氫氧化鈉會與之反應生成硅酸鈉,使得玻璃儀器中的活塞黏著於儀器上,無法再次使用。因此,存放氫氧化鈉的細口瓶一般用橡膠塞封口。如果以玻璃容器長時間盛裝熱的氫氧化鈉溶液,會造成玻璃容器損壞,甚至破裂的情況。
- rm 2NaOH + SiO_2 \rightarrow Na_2SiO_3 + H_2O
同樣地,氫氧化鈉也能和三氧化鉻、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應,生成它們的鹽:
- rm 2NaOH + CrO_3 \rightarrow Na_2CrO_4 + H_2O
- rm 2NaOH + 2CrO_3 \rightarrow Na_2Cr_2O_7 + H_2O
和兩性氧化物及氫氧化物的反應
氫氧化鈉可以和兩性氧化物或氫氧化物反應,生成鹽和水,如:
- rm 2NaOH + Al_2O_3 + 3H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4]
和單質的反應
硼、硅和兩性金屬(如鈹、鋁、鋅等)和氫氧化鈉反應,放出氫氣:
- rm Si + 2NaOH + H_2O \rightarrow Na_2SiO_3 + 2H_2 \uparrow
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鋁產生化學變化,導致油罐因內部壓力過載而受損,反應方程式如下所示:
- rm 2Al + 2NaOH + 2H_2O \rightarrow 2NaAlO_2 + 3H_2 \uparrow
- rm Cl_2 + 2NaOH \rightarrow NaCl + NaOCl + H_2O
和鹽的反應
過渡金屬的鹽類和一些主族金屬的鹽可以和氫氧化鈉反應,生成更難溶的氫氧化物,或轉化為可溶性的羥基配合物再次溶解。
- rm 2NaOH + CoSO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + Co(OH)_2
- rm 2NaOH + CuCl_2 \rightarrow 2NaCl + Cu(OH)_2
- rm 3NaOH + Cr(NO_3)_3 \rightarrow 3NaNO_3 + Cr(OH)_3
- rm NaOH + Cr(OH)_3 \rightarrow Na[Cr(OH)_4]
以上的反應可被用來測試某種陽離子。
對於汞等氫氧化物不能穩定存在的物質來說,會生產氧化物或氧化物的水合物沉澱:
- rm 2NaOH + HgCl_2 \rightarrow 2NaCl + HgO + H_2O
氫氧化鈉可以將過渡金屬的酰基離子轉化為陰離子酸根(簡單離子或多聚離子),如VO2+、UO22+等:
- rm 6NaOH + 2UO_2(NO_3)_2 \rightarrow 4NaNO_3 + Na_2U_2O_7 + 3H_2O
氫氧化鈉跟銨鹽產生反應,生成氨氣、水和相應的鈉鹽。此為銨離子的檢驗方法。
和其它無機物的反應
和有機物的反應
安全性
氫氧化鈉固體或其溶液皆能灼傷皮膚,對無防護措施者可造成永久性傷害(如疤痕)。倘若讓氫氧化鈉直接接觸眼睛的話,嚴重者甚至可造成失明。個人防護措施,諸如橡膠手套、防護衣與護目鏡等便能大大降低接觸氫氧化鈉所帶來的危險。
氫氧化鈉溶於水中(如稀釋),抑或是與酸反應,都會放出大量的熱量,可能導致灼傷或點燃易燃物(如有機溶劑)。除此之外,氫氧化鈉能夠腐蝕一些金屬(如鋁)生成易燃的氫氣,還能夠輕度腐蝕玻璃製品,應慎選儲存氫氧化鈉的容器材質。
工業製法
氫氧化鈉為工業中製氯氣過程的副產物,工業上,透過電解大量飽和食鹽水以量產氯氣,然而,當氯離子氧化成氯氣逸出的同時,溶液中也只剩下氫氧化鈉一種溶質,反應方程式如下所示:
- 2NaCl + 2H_2O -> 2NaOH + Cl_2 ^ + H_2
19世紀以前,氫氧化鈉的製備通常會先以勒布朗制鹼法生成前驅物碳酸鈉,再通過高溫煅燒,使得碳酸鈉分解為氧化鈉與二氧化碳,最後,將氧化鈉溶於水中,便可製得氫氧化鈉:
- Na_2CO_3 -> Na_2O + CO_2
- Na_2O + H_2O -> 2NaOH
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:
- Na_2CO_3 + Ca(OH)_2 -> CaCO_3 v + 2NaOH