氢氧化钠
氢氧化钠 | |
---|---|
IUPAC名 Sodium hydroxide | |
别名 | 烧碱、固碱、苛性钠、火碱、哥士的[註 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 | 白色不透明的蠟狀固体 |
密度 | 2.13 g/cm3 |
熔点 | 318 °C (591 K) |
沸点 | 1388 °C (1663 K) |
溶解性(水) | 111 g/100 ml (20 °C) |
溶解性(甲醇) | 238 g/L |
溶解性(乙醇) | <139 g/L |
蒸氣壓 | <2.4 kPa (20 °C) |
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 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 | |
NFPA 704 | 0 3 0 ALK |
闪点 | 不可燃 |
相关物质 | |
相关氢氧化物 | 氫氧化鋰 氫氧化鉀 氫氧化銣 氫氧化銫 氫氧化鍅 |
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。 |
氫氧化鈉,又称烧碱和苛性钠,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,會吸收空氣裡的水蒸氣,亦會吸取二氧化碳等酸性氣體。
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:常用於製造木浆紙張、紡織品、肥皂及其他清潔劑等,另也用於家用的水管疏通剂。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。[2]
目录
1 化学性質
1.1 和酸反应
1.2 和酸性氧化物反应
1.3 和两性氧化物及氢氧化物的反应
1.4 和单质的反应
1.5 和盐的反应
1.6 和其它无机物的反应
1.7 和有机物的反应
2 工业制法
3 安全性
4 参看
5 參考資料
6 注释
7 外部链接
化学性質
和酸反应
氢氧化钠於水中會完全解离成钠离子與氢氧根离子,可以和酸进行酸鹼中和反应:
- NaOH+HCl→NaCl+H2O{displaystyle {rm {NaOH+HClrightarrow NaCl+H_{2}O}}}
- 2NaOH+H2SO4→Na2SO4+2H2O{displaystyle {rm {2NaOH+H_{2}SO_{4}rightarrow Na_{2}SO_{4}+2H_{2}O}}}
利用这一性质,可以制备一些酸的钠盐,如:
- NaOH+C6H5COOH→C6H5COONa+H2O{displaystyle {rm {NaOH+C_{6}H_{5}COOHrightarrow C_{6}H_{5}COONa+H_{2}O}}}
酸性很弱的苯酚也能与之反应:
- NaOH+C6H5OH→C6H5ONa+H2O{displaystyle {rm {NaOH+C_{6}H_{5}OHrightarrow C_{6}H_{5}ONa+H_{2}O}}}
和酸性氧化物反应
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发生了反应:
- 2NaOH+CO2→Na2CO3+H2O{displaystyle {rm {2NaOH+CO_{2}rightarrow Na_{2}CO_{3}+H_{2}O}}}
在溶液中发生,过量的二氧化碳会将碳酸钠转化为碳酸氫鈉(俗稱小蘇打):
- Na2CO3+CO2+H2O→2NaHCO3{displaystyle {rm {Na_{2}CO_{3}+CO_{2}+H_{2}Orightarrow 2NaHCO_{3}}}}
由于玻璃製品中含有二氧化硅,氢氧化钠会与之反应生成硅酸钠,使得玻璃儀器中的活塞黏著於儀器上,無法再次使用。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裝热的氫氧化鈉溶液,会造成玻璃容器损坏,甚至破裂的情況。
- 2NaOH+SiO2→Na2SiO3+H2O{displaystyle {rm {2NaOH+SiO_{2}rightarrow Na_{2}SiO_{3}+H_{2}O}}}
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:
- 2NaOH+CrO3→Na2CrO4+H2O{displaystyle {rm {2NaOH+CrO_{3}rightarrow Na_{2}CrO_{4}+H_{2}O}}}
- 2NaOH+2CrO3→Na2Cr2O7+H2O{displaystyle {rm {2NaOH+2CrO_{3}rightarrow Na_{2}Cr_{2}O_{7}+H_{2}O}}}
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:
- 2NaOH+Al2O3+3H2O→2Na[Al(OH)4]{displaystyle {rm {2NaOH+Al_{2}O_{3}+3H_{2}Orightarrow 2Na[Al(OH)_{4}]}}}
和单质的反应
硼、硅和两性金属(如铍、铝、锌等)和氢氧化钠反应,放出氢气:
- Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2↑{displaystyle {rm {Si+2NaOH+H_{2}Orightarrow Na_{2}SiO_{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:
- 2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑{displaystyle {rm {2Al+2NaOH+2H_{2}Orightarrow 2NaAlO_{2}+3H_{2}uparrow }}}
氯、溴、碘、硫、白磷等单质和氢氧化钠发生歧化反应:
- Cl2+2NaOH→NaCl+NaOCl+H2O{displaystyle {rm {Cl_{2}+2NaOHrightarrow NaCl+NaOCl+H_{2}O}}}
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。
- 2NaOH+CoSO4→Na2SO4+Co(OH)2{displaystyle {rm {2NaOH+CoSO_{4}rightarrow Na_{2}SO_{4}+Co(OH)_{2}}}}
- 2NaOH+CuCl2→2NaCl+Cu(OH)2{displaystyle {rm {2NaOH+CuCl_{2}rightarrow 2NaCl+Cu(OH)_{2}}}}
3NaOH+Cr(NO3)3→3NaNO3+Cr(OH)3{displaystyle {rm {3NaOH+Cr(NO_{3})_{3}rightarrow 3NaNO_{3}+Cr(OH)_{3}}}}
- NaOH+Cr(OH)3→Na[Cr(OH)4]{displaystyle {rm {NaOH+Cr(OH)_{3}rightarrow Na[Cr(OH)_{4}]}}}
对于汞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:
- 2NaOH+HgCl2→2NaCl+HgO+H2O{displaystyle {rm {2NaOH+HgCl_{2}rightarrow 2NaCl+HgO+H_{2}O}}}
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:
- 6NaOH+2UO2(NO3)2→4NaNO3+Na2U2O7+3H2O{displaystyle {rm {6NaOH+2UO_{2}(NO_{3})_{2}rightarrow 4NaNO_{3}+Na_{2}U_{2}O_{7}+3H_{2}O}}}
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、酯和酰卤水解。
工业制法
氢氧化钠為工业中製氯氣过程的副产物,工業上,透過电解大量饱和食盐水以量產氯氣,然而,當氯離子氧化成氯气逸出的同時,溶液中也只剩下氢氧化钠一种溶质,反应方程式如下所示:
- 2NaCl+2H2O⟶2NaOH+Cl2↑+H2↑{displaystyle {ce {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碱法生成前驅物碳酸钠,再通过高温煅烧,使得碳酸钠分解为氧化钠與二氧化碳,最後,將氧化钠溶於水中,便可製得氢氧化钠:
- Na2CO3⟶Na2O+CO2↑{displaystyle {ce {Na_2CO_3 -> Na_2O + CO_2 ^}}}
- Na2O+H2O⟶2NaOH{displaystyle {ce {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:[3]
- Na2CO3+Ca(OH)2⟶CaCO3↓+2NaOH{displaystyle {ce {Na_2CO_3 + Ca(OH)_2 -> CaCO_3 v + 2NaOH}}}
安全性
氢氧化钠固体或其溶液皆能灼伤皮肤,對无防护措施者可造成永久性伤害(如疤痕)。倘若讓氫氧化鈉直接接触眼睛的話,严重者甚至可造成失明。个人防护措施,諸如橡胶手套、防護衣與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(如稀釋),抑或是與酸反應,都会放出大量的热量,可能导致灼伤或点燃易燃物(如有機溶劑)。除此之外,氢氧化钠能夠腐蚀一些金属(如铝)生成易燃的氢气,还能夠轻度腐蚀玻璃製品,應慎選儲存氫氧化鈉的容器材質。[4]
- 2Al+2NaOH+2H2O⟶3H2+2NaAlO2{displaystyle {ce {2Al + 2NaOH + 2H_2O -> 3H_2 + 2NaAlO_2}}}
- 2Al+6NaOH+xH2O⟶3H2+2Na3AlO3+xH2O{displaystyle {ce {2Al + 6NaOH + xH_2O -> 3H_2 + 2 Na_3AlO_3 + x H_2O}}}
- 2Al+2NaOH+6H2O⟶3H2+2NaAl(OH)4{displaystyle {ce {2Al + 2NaOH + 6H_2O -> 3H_2 + 2NaAl(OH)_4}}}
参看
- 碱
氢氧根:氢氧化钾、氢氧化钙
- 皂化反应
參考資料
^ Sortierte Liste: pKb-Werte, nach Ordnungszahl sortiert. – Das Periodensystem online.
^ Cetin Kurt, Jürgen Bittner, Sodium Hydroxide, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, 2005, doi:10.1002/14356007.a24_345.pub2
^ Chemistry:Precision and Design.Verne Biddle, Gregory Parker.A Beka Book, Inc.
^ 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
^ 此稱呼主要出現在香港。港人取了其英文別名“caustic soda”中的“caustic”譯音,故讀作“哥士的”。
外部链接
- Chemistry WebBook上的化学数据
- 科学空间
|
|
|
Comments
Post a Comment