做氫氧化鈉的化學式與相關知識
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氫氧化鈉，化學式為NaOH，俗稱燒鹼、火鹼、片鹼、苛性鈉***香港亦稱“哥士的”***，為一種具有高腐蝕性的強鹼，一般為片狀或顆粒形態，易溶於水並形成鹼性溶液，可增強水的導電性，另有潮解性，易吸取空氣中的水蒸氣。NaOH是化學實驗室其中一種必備的化學品，亦為常見的化工品之一。純品是無色透明的晶體。密度2.130g/cm³。熔點318.4℃。沸點1390℃。工業品含有少量的氯化鈉和碳酸鈉，是白色不透明的固體。有塊狀、片狀、粒狀和棒狀等。
基本資訊
中文名稱氫氧化鈉外文名稱Sodium hydroxide化學式NaOH相對分子質量40.01化學品類別無機強鹼是否管制是熔點318 °C ***591 K*** 沸點1388 °C ***1663 K***別稱燒鹼、火鹼、苛性鈉、哥士的水溶性111 g ***20 ℃***分子量39.9971密度2.130 g/cm³CAS登入號1310-73-2外觀片狀或顆粒EINECS登入號215-185-5閃點176-178℃安全性描述腐蝕品危險性符號36/38-35-34危險品運輸編號UN 1824 8/PG 2鹼性強鹼性|
目錄 |
1理化性質 2主要製法 3檢測方法 |
4主要用途 5儲存運輸 6行業現狀 |
7安全防護 |
|---|
摺疊編輯本段理化性質
摺疊物理性質
氫氧化鈉氫氧化鈉為白色半透明結晶狀固體。其水溶液有澀味和滑膩感。[1]密度：2.130g/cm³熔點：318.4℃沸點：一個標準大氣壓下為1390℃溶解性：極易溶於水，溶解時放出大量的熱。易溶於水、乙醇以及甘油。潮解性：氫氧化鈉在空氣中易潮解。吸水性：固鹼吸溼性很強，露放在空氣中，吸收空氣中的水分子，最後會完全溶解成溶液，但液態氫氧化鈉沒有吸溼性。相對分子質量：40.00氫氧化鈉在水中的溶解度如下：| 溫度（°C） | 溶解度（g） |
|---|---|
| 0 | 42 |
| 10 | 51 |
| 20 | 109 |
| 30 | 119 |
| 40 | 129 |
| 50 | 145 |
| 60 | 174 |
| 70 | 299 |
| 80 | 314 |
| 90 | 329 |
| 100 | 347 |
摺疊化學性質
鹼性
氫氧化鈉
氫氧化鈉溶於水中會完全解離成鈉離子與氫氧根離子，所以它具有鹼的通性。它可與任何質子酸進行酸鹼中和反應：NaOH + HCl = NaCl + H₂O***複分解反應***2NaOH + H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O***複分解反應***NaOH + HNO₃=NaNO₃+H₂O***複分解反應***同樣，其溶液能夠與鹽溶液發生複分解反應：NaOH + NH₄Cl = NaCl +NH₃·H₂O2NaOH + CuSO₄= Cu***OH***₂↓+ Na₂SO₄2NaOH+MgCl₂= 2NaCl+Mg***OH***₂↓皂化反應許多的有機反應中，氫氧化鈉也扮演著類似催化劑的角色，其中，最具代表性的莫過於皂化反應：RCOOR' + NaOH = RCOONa + R'OH其他之所以氫氧化鈉於空氣中容易變質，是因為空氣中含有二氧化碳：2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O倘若持續通入過量的二氧化碳，則會生成碳酸氫鈉，俗稱為小蘇打，反應方程式如下所示：Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O = 2NaHCO₃同樣，氫氧化鈉能夠與像二氧化硫等酸性氧化物發生如下反應：2NaOH + SiO₂ = Na₂SiO₃ + H₂O2NaOH + SO₂***微量***= Na₂SO₃ + H₂ONaOH + SO₂***過量***= NaHSO₃***生成的Na₂SO₃和水與過量的SO₂反應生成了NaHSO₃***顏色反應它能與指示劑發生反應：氫氧化鈉溶液通常使石蕊試液變藍，使酚酞試液變紅腐蝕性氫氧化鈉對玻璃製品有輕微的腐蝕性，兩者會生成矽酸鈉***sodium silicate***，使得玻璃儀器中的活塞黏著於儀器上。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。其他反應兩性金屬會與氫氧化鈉反應生成氫氣，1986年，英國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的鋁產生化學變化，導致油罐因內部壓力過載而永久受損，反應方程式如下所示：2Al + 2NaOH + 2H₂O = 2NaAlO₂ + 3H₂↑兩性非金屬也會與氫氧化鈉反應生成氫氣，如：Si + 2NaOH + H₂O=Na₂SiO₃ + 2H₂↑氫氧化鋁為一相當常用於除去水中雜質的膠狀凝聚劑，因過渡金屬的氫氧化物大都不太溶於水，且氫氧化鋁表面的面積大可以吸附小微粒，故於自來水中新增明礬可促使過渡金屬以氫氧化物的形式沉澱析出，再利用簡單的過濾裝置，即可完成自來水的初步過濾。明礬的製備也牽涉到氫氧化鈉的使用：6NaOH +2KAl***SO₄***₂=2Al***OH***₃↓ + K₂SO₄ +3Na₂SO₄摺疊編輯本段主要製法
摺疊實驗室法
鈉鹽與氧化鈣反應可以用一些碳酸氫鈉***小蘇打***和一些氧化鈣***生石灰******一般的食品包裝袋中用來做吸水劑的小袋子中有，例如海苔包裝中***。把生石灰放於水中，反應後變為石灰漿***氫氧化鈣溶液、熟石灰***，把碳酸氫鈉***或碳酸鈉***的固體顆粒***濃溶液也行***加入石灰漿中，為保證產物氫氧化鈉的純度，需使石灰漿過量，原因：參考氫氧化鈣和碳酸鈉的溶解度。攪拌加快其反應，待其反應一會兒後，靜置片刻，隨著碳酸鈣的沉澱，上層清液就是氫氧化鈉溶液，小心倒出即可。CaO + H₂O ==== Ca***OH***₂NaHCO₃+ Ca***OH***₂==== CaCO₃↓+ NaOH + H₂O***推薦***
優級品氫氧化鈉Ca***OH***₂+Na₂CO₃ ====CaCO₃↓+2NaOH鈉與水反應取一塊金屬鈉，擦去表面煤油，颳去表面氧化層，放入盛有水的燒杯中。反應化學方程式：2Na+2H₂O====2NaOH+H₂↑現象：***浮、熔、遊、響***浮：鈉浮在水面上;熔：鈉熔化成小球;遊：鈉在水面上遊動;響：鈉噝噝作響 ;摺疊工業法
工業上生產燒鹼的方法有苛化法和電解法兩種。苛化法按原料不同分為純鹼苛化法和天然鹼苛化法;電解法可分為隔膜電解法和離子交換膜法。純鹼苛化法將純鹼、石灰分別經化鹼製成純鹼溶液、化灰製成石灰乳，於99～101℃進行苛化反應，苛化液經澄清、蒸發濃縮至40%以上，製得液體燒鹼。將濃縮液進一步熬濃固化，製得固體燒鹼成品。苛化泥用水洗滌，洗水用於化鹼。Na₂CO₃+Ca***OH***₂→2NaOH+CaCO₃↓天然鹼苛化法天然鹼經粉碎、溶解***或者鹼滷***、澄清後加入石灰乳在95～100℃進行苛化，苛化液經澄清、蒸發濃縮至NaOH濃度46%左右、清液冷卻、析鹽後進一步熬濃.製得固體燒鹼成品。苛化泥用水洗滌，洗水用於溶解天然鹼。Na₂CO₃+Ca***OH***2→2NaOH+CaCO₃↓NaHCO₃+Ca***OH***2→NaOH+CaCO₃↓+H2O隔膜電解法將原鹽化鹽後加入純鹼、燒鹼、氯化鋇精製劑除去鈣、鎂、硫酸根離子等雜質，再於澄清槽中加入聚丙烯酸鈉或苛化麩皮以加速沉澱，砂濾後加入鹽酸中和，鹽水經預熱後送去電解，電解液經預熱、蒸發、分鹽、冷卻，製得液體燒鹼，進一步熬濃即得固體燒鹼成品。鹽泥洗水用於化鹽。2NaCl+2H₂O[電解] →2NaOH+Cl₂↑+H₂↑離子交換膜法將原鹽化鹽後按傳統的辦法進行鹽水精製，把一次精鹽水經微孔燒結碳素管式過濾器進行過濾後，再經螫合離子交換樹脂塔進行二次精製，使鹽水中鈣、鎂含量降到0.002%以下，將二次精製鹽水電解，於陽極室生成氯氣，陽極室鹽水中的Na+通過離子膜進入陰極室與陰極室的OH生成氫氧化鈉，H+直接在陰極上放電生成氫氣。電解過程中向陽極室加入適量的高純度鹽酸以中和返遷的OH-，陰極室中應加入所需純水。在陰極室生成的高純燒鹼濃度為30%～32%***質量***，可以直接作為液鹼產品，也可以進一步熬濃，製得周體燒鹼成品。2NaCl+2H₂O→2NaOH+H₂↑+Cl₂↑氫氧化鈉提純法氫氧化鈉含有的雜質通常有鐵、氯化鈉、矽酸鹽、碳酸鹽等。取100g工業氫氧化鈉溶於1L無水乙醇***不含乙醛***中,在不含二氧化碳、溼氣的乾燥空氣中過濾,去除氯化物、碳酸鹽、矽酸鹽等雜質,濃縮濾液去除乙醇,隨著濃縮分離掉生成的固體乙醇鈉。用純無水乙醇洗滌數次,長時間減壓加熱去除殘留的乙醇,則得到純度為99.8%左右的氫氧化鈉。採用電解法和苛化法。電解法又分為水銀電解法和隔膜電解法。水銀電解法將食鹽化鹽後,加入純鹼、燒鹼和氯化鋇除去鎢、鎂和硫酸根等雜質。經澄清、砂濾、加鹽酸,再經預熱、電解而得。隔膜電解法是將食鹽化鹽後,加入純鹼、燒鹼和氯化鋇,除去鎢、鎂和硫酸根而得。摺疊編輯本段檢測方法
摺疊實驗室測定
方法名稱：氫氧化鈉—氫氧化鈉的測定—中和滴定法。應用範圍：該方法採用滴定法測定氫氧化鈉的含量。該方法適用於氫氧化鈉。方法原理：供試品加新沸過的冷水適量使溶解後，放冷，用水稀釋至刻度，搖勻，精密量取25mL，加酚酞指示液3滴，用硫酸滴定液***0.1mol/L***滴定至紅色消失，記錄消耗硫酸滴定液***0.1mol/L***的容積***mL***，加甲基橙指示液2滴，繼續加硫酸滴定液***0.1mol/L***至顯持續的橙紅色，根據前後兩次消耗硫酸滴定液***0.1mol/L***的容積***mL***，算出供試量中的鹼含量***作為NaOH計算***並根據加甲基橙指示液後消耗硫酸滴定液***0.1mol/L***的容積***mL***，算出供試量中Na₂CO₃的含量。試劑：1. 水***新沸放冷***2. 硫酸滴定液***0.1mol/L***3. 酚酞指示液4.甲基橙指示液：取甲基橙0.1g，加水100mL使溶解，即得。儀器裝置：試樣製備：1. 硫酸滴定液***0.1mol/L***配製：取硫酸6mL，緩緩注入適量的水中，冷卻至室溫，加水稀釋至1000mL，搖勻。標定：取在270～300℃乾燥恆重的基準無水碳酸鈉約0.3g，精密稱定，加水50mL使溶解，加甲基紅-溴甲酚綠混合指示液10滴，用本液滴定至溶液由綠色變為紫紅色時，煮沸2分鐘，冷卻至室溫，繼續滴定至溶液顏色有綠色變為暗紫色。每1mL硫酸滴定液***0.1mol/L***相當於10.60mg的無水碳酸鈉。根據本液消耗量與無水碳酸鈉的取用量，算出本液的濃度，即得。注1：“精密稱取”係指稱取重量應準確至所稱取重量的千分之一，“精密量取”係指量取體積的準確度應符合國家標準中對該體積移液管的精度要求。摺疊變質檢驗
NaOH變質後會生成Na₂CO₃2NaOH + CO₂==== Na₂CO₃+ H₂O***複分解反應***1.樣品中滴加過量稀鹽酸若有氣泡產生，則氫氧化鈉變質。原理：2HCl + Na₂CO₃==== 2NaCl + CO₂↑+ H₂O***空氣中含有少量的二氧化碳，而敞口放置的NaOH溶液能夠與CO₂反應HCl中的氫離子能夠與碳酸根離子反應生成氣體***注：HCl會優先與NaOH反應生成NaCl和H₂O。因為NaOH是強鹼，而Na₂CO₃是水溶液顯鹼性。2.樣品中加澄清石灰水，若有白色沉澱生成，則氫氧化鈉變質。原理：Na₂CO₃ + Ca***OH***₂==== CaCO₃↓+ 2NaOH3.樣品中加氯化鋇，若有白色沉澱生成，則氫氧化鈉變質。原理：Na₂CO₃ + BaCl₂==== BaCO₃↓+ 2NaCl4、部分變質：①加入BaCl₂或BaNO₃，有沉澱產生，證明有Na₂CO₃產生，待沉澱完全靜止後，取上層清液於試管內，滴加無色酚酞溶液，酚酞變紅，則證明有NaOH。注：不滴加NH₄Cl，Na₂CO₃溶於水後呈鹼性是因為會有OH¯根離子，NH₄+與OH¯跟結合也會有刺激性氣味，故不能。②在NaOH中加入氯化鈣，若有白色沉澱生成，則說明NaOH變質。加入無色酚酞，若無色酚酞不變色，則說明完全變質。若無色酚酞變紅，說明部分變質。摺疊編輯本段主要用途
用途極廣。用於製造紙漿、肥皂、染料、人造絲、制鋁、石油精製、棉織品整理、煤焦油產物的提純，以及食品加工、木材加工及機械工業等方面。摺疊化學實驗
除了用做試劑以外，由於它有很強的吸水性和潮解性，還可用做鹼性乾燥劑。也可以吸收酸性氣體***如在硫在氧氣中燃燒的實驗中，氫氧化鈉溶液可裝入瓶中吸收有毒的二氧化硫。***摺疊工業方面
氫氧化鈉在國民經濟中有廣泛應用，許多工業部門都需要氫氧化鈉。使用氫氧化鈉最多的部門是化學藥品的製造，其次是造紙、鍊鋁、煉鎢、人造絲、人造棉和肥皂製造業。另外，在生產染料、塑料、藥劑及有機中間體，舊橡膠的再生，制金屬鈉、水的電解以及無機鹽生產中，製取硼砂、鉻鹽、錳酸鹽、磷酸鹽等，也要使用大量的燒鹼。摺疊農業方面
燒鹼殺菌力強，價廉易得，在畜牧業生產中，常用於雞白痢、雞瘟、鴨瘟、禽霍亂、豬丹毒、牛流感、結核病、布氏桿菌病、口蹄疫等傳染病的消毒。在實際應用中，一般將其稀釋成2%～5%的溶液用於牧場、畜舍、運畜車輛等的消毒[2]。化學工業氫氧化鈉的特性決定了這一產品在大量的化學反應中是不可缺少的重要物質。氫氧化鈉是生產聚碳酸酯，超級吸收質聚合物，沸石，環氧樹脂，磷酸鈉，亞硫酸鈉和大量鈉鹽的重要原材料之一。油酸是單不飽和脂肪酸，由油水解得;軟、硬脂酸都是飽和脂肪酸，由脂肪水解得。如果使用氫氧化鉀水解，得到的肥皂是軟的。向溶液中加入氯化鈉可以減小脂肪酸鹽的溶解度從而分離出脂肪酸鹽，這一過程叫鹽析。高階脂肪酸鹽是肥皂的主要成分，經填充劑處理可得塊狀肥皂。皂化反應脂肪和植物油的主要成分是三酸甘油酯，它的鹼水解方程式為：R基可能不同，但生成的R-COONa都可以做肥皂。常見的R-有：C17H33-：8-十七碳烯基。R-COOH為油酸。
C15H31-：正十五烷基。R-COOH為軟脂酸。
C17H35-：正十七烷基。R-COOH為硬脂酸。
吸收二氧化碳氣體中性，鹼性氣體中混有CO₂可用下面的反應除雜CO₂+2NaOH = Na₂CO₃+H₂O造紙氫氧化鈉在造紙工業中發揮著重要的作用。由於其鹼性特質，它被用於煮和漂白紙頁的過程。食品工業氫氧化鈉可以被廣泛使用於下列生產過程： 容器的清洗過程;澱粉的加工過程;羧甲基纖維素的製備過程;穀氨酸鈉的製造過程。水處理氫氧化鈉被廣泛應用於水處理。在汙水處理廠，氫氧化鈉可以通過中和反應減小水的硬度。在工業領域，是離子交換樹脂再生的再生劑。 氫氧化鈉具有強鹼性，且在水中具有相對高的可溶性。由於燒鹼為液態，所以容易衡量用量，被方便的使用在水處理的各個領域。氫氧化鈉被使用在水處理方面的如下課題：消除水的硬度;調節水的pH值;對廢水進行中和;離子交換樹脂的再生;通過沉澱消除水中重金屬離子。人造纖維和紡織在紡織工業中，氫氧化鈉被用於纖維的最終處理和染色。主要用途 ：絲光處理法人造纖維冶金氫氧化鈉被用於處理鋁土礦，在鋁土礦中含有氧化鋁，鋁金屬即存在於氧化鋁中。鋁***是世界上使用第二多的金屬。 氫氧化鈉還被用於生產鋅合金和鋅錠。洗滌用品氫氧化鈉一直被用於傳統的生活用途，直到今天，肥皂、香皂和其它種類的洗滌用品對燒鹼的需求量依然佔燒鹼的15%左右。肥皂：製造肥皂是燒鹼最古老和最廣泛的用途，在製造肥皂的過程中，燒鹼被用來中和脂肪酸。洗滌劑：氫氧化鈉被用於生產各種洗滌劑，甚至如今的洗衣粉也是由大量的燒鹼製造出來的，燒鹼被用於硫化反應後對過剩的發煙硫酸進行中和。摺疊編輯本段儲存運輸
固體氫氧化鈉裝入0.5毫米厚的鋼桶中嚴封，每桶淨重不超過100 公斤;塑料袋或二層牛皮紙袋外全開口或中開口鋼桶;螺紋口玻璃瓶、鐵蓋壓口玻璃瓶、塑料瓶或金屬桶***罐***外普通木箱;螺紋口玻璃瓶、塑料瓶或鍍錫薄鋼板桶***罐***外滿底板花格箱、纖維板箱或膠合板箱;鍍錫薄鋼板桶***罐***、金屬桶***罐***、塑料瓶或金屬軟管外瓦楞紙箱。包裝容器要完整、密封，有明顯的“腐蝕性物品”標誌。鐵路運輸時，鋼桶包裝的可用敞車運輸。起運時包裝要完整，裝載應穩妥。運輸過程中要確保容器不洩漏、不倒塌、不墜落、不損壞，防潮防雨。如發現包裝容器發生鏽蝕、破裂、孔洞、溶化淌水等現象時，應立即更換包裝或及早發貨使用，容器破損可用錫焊修補。嚴禁與易燃物或可燃物、酸類、食用化學品等混裝混運。運輸時運輸車輛應配備洩漏應急處理裝置。不得與易燃物和酸類共貯混運。摺疊編輯本段行業現狀
《中國燒鹼行業產銷需求與投資分析報告前瞻》資料顯示，2012年底，國內燒鹼產能已達到3736萬噸，較上年增長9.48%;國內燒鹼產量2698.6萬噸，較上年增長9.4%，負荷率72.2%。而下游聚氯乙烯2012年僅增長1.7%，低迷的市場需求直接抑制了燒鹼的產量增速及利潤空間。摺疊編輯本段安全防護
摺疊環境標準
中國的標準為車間空氣中有害物質的最高容許濃度 0.5mg/m3摺疊健康危害
侵入途徑：吸入、食入。健康危害：該品有強烈刺激和腐蝕性。粉塵或煙霧會刺激眼和呼吸道，腐蝕鼻中隔，面板和眼與NaOH直接接觸會引起灼傷，誤服可造成消化道灼傷，黏膜糜爛、出血和休克。該品不會燃燒，遇水和水蒸氣大量放熱，形成腐蝕性溶液;與酸發生中和反應並放熱;具有強腐蝕性;危害環境。燃燒***分解***產物：可能產生有害的毒性煙霧。摺疊洩漏
隔離洩漏汙染區，周圍設警告標誌，建議應急處理人員戴好防毒面具，穿化學防護服。不要直接接觸洩漏物，用清潔的鏟子收集於乾燥潔淨有蓋的容器中，以少量NaOH加入大量水中，調節至中性，再放入廢水系統。也可以用大量水沖洗，經稀釋的洗水放入廢水系統。如大量洩漏，收集回收或處理無害後廢棄。摺疊防護措施
呼吸系統防護：必要時佩帶防毒口罩。眼睛防護：戴化學安全防護眼鏡。防護服：穿工作服***防腐材料製作***。小心使用，小心濺落到衣物、口鼻中。手防護：戴橡皮手套。其它：工作後，淋浴更衣。注意個人清潔衛生。摺疊急救措施
面板接觸：可用5～10%硫酸鎂溶液清洗。就醫。眼睛接觸：立即提起眼瞼，用3%硼酸溶液沖洗。就醫。吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。必要時進行人工呼吸。就醫。食入：少量誤食時立即用食醋、3～5%醋酸或5%稀鹽酸、大量橘汁或檸檬汁等中和;給飲蛋清、牛奶或植物油並迅速就醫，禁忌催吐和洗胃。