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氫氧化鈉
圖片來自痞客邦

氫氧化鈉,(英語: sodium hydroxide )又称烧碱苛性钠(sodium hydroxide;lye and caustic soda),化學式為NaOH,是一種具有高腐蝕性的強,一般為白色片狀或顆粒,能生成鹼性溶液,另也能溶解於甲醇乙醇。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。

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,可以和进行酸鹼中和反应:

rm NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O
rm 2NaOH + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O

利用这一性质,可以制备一些酸的钠盐,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与之反应:

rm NaOH + C_6H_5OH \rightarrow C_6H_5ONa + H_2O

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:

rm 2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O

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):

rm Na_2CO_3 + CO_2 +H_2O \rightarrow 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。

rm 2NaOH + SiO_2 \rightarrow Na_2SiO_3 + H_2O

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:

rm 2NaOH + CrO_3 \rightarrow Na_2CrO_4 + H_2O
rm 2NaOH + 2CrO_3 \rightarrow Na_2Cr_2O_7 + H_2O

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:

rm 2NaOH + Al_2O_3 + 3H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4]

和单质的反应

和两性金属(如等)和氢氧化钠反应,放出氢气:

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

白磷等单质和氢氧化钠发生歧化反应:

rm Cl_2 + 2NaOH \rightarrow NaCl + NaOCl + H_2O

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。

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

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:

rm 2NaOH + HgCl_2 \rightarrow 2NaCl + HgO + H_2O

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:

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,生成氣、水和相應的鈉鹽。此為銨離子的檢驗方法。

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。

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)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。

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 + 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二氧化碳,最後,將氧化钠溶於水中,便可製得氢氧化钠:

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

參考文獻

  1. 潮解,教育百科