氢氧化钠

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氢氧化钠
IUPAC名
Sodium hydroxide
别名 烧碱、固碱,苛性钠、火碱
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 Sodium+Hydroxide
性质
化学式 NaOH
摩尔质量 39.9971 g·mol−1
精确质量 39.992509329 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)
溶解度 111 g/100 ml (20 °C)
溶解度甲醇 238 g/L
溶解度乙醇 <<139 g/L
蒸氣壓 <2.4 kPa (20 °C)
pKa 13
折光度n
D
1.3576
危险性
警示术语 R:R35
安全术语 S:S1/2, S26, S37/39, S45
MSDS External MSDS
欧盟编号 011-002-00-6
欧盟分类 腐蚀性 C
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
3
1
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。

氢氧化钠NaOH,俗稱火碱苛性钠,因其另一英文名為“caustic soda”而被香港人俗稱為“哥士的”)是一種具强腐蚀性的鹼性物質,溶于水後可使酚酞試紙呈現红色、石蕊試紙呈現蓝色。氫氧化鈉被廣用於工業中,諸如紙漿、紡織品、飲用水、肥皂與洗潔劑等的製作與加工,其於2004年的全球產量高達6000萬公噸[1],足可看出化學工業對氫氧化鈉的需求。

純的氫氧化鈉則為一白色固體,通常為顆粒或薄片狀。然而,因其具有吸濕性,且會與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉,故通常儲存於密封的容器中。另外,氢氧化钠極易溶於水中,為一劇烈的放熱反應〈ΔH°dissolution = −44.45 kJ/mol〉,也溶於甲醇乙醇等極性溶劑,但是其溶解度不及於氫氧化鉀。熔融態的氫氧化鈉亦為強鹼,不過,因其須加熱至極高的溫度,所以限制了熔融態氫氧化鈉的應用。氫氧化鈉水溶液會在布料與紙張留下黃色污漬。

氢氧化钠為一极常用的碱,是所有化学实验室必备的药品之一,它的水溶液可作為洗涤液使用。

目录

化学性質 [编辑]

氢氧化钠於水中會完全解离成钠离子與氢氧根离子,可与任何质子进行酸鹼中和反应,以氢氯酸为例:

NaOH + HCl → NaCl + H2O

另外,於許多的有機反應中,氢氧化钠也扮演著催化剂的角色,其中,最具代表性的莫過於皂化反应:

RCOOR' + NaOH → RCOONa + R'OH

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

倘若持续通入过量的二氧化碳,則會生成碳酸氫鈉,俗稱為小蘇打,反应方程式如下所示:

Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO3

氫氧化鈉腐蝕性極高,就連玻璃製品也無法倖免於難,兩者會生成硅酸钠〈sodium silicate〉,使得玻璃儀器中的活塞黏著於儀器上,無法再次使用之。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。

兩性金屬會與氫氧化鈉反應生成氫氣,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永久受損,反應方程式如下所示:

2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2

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,故於自來水中添加明礬可促使過渡金屬以氫氧化物的形式沉澱析出,再利用簡單的過濾設備,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:

2Al2(SO4)3 + 2NaOH + 2H2O → 2Al(OH)3 + 3H2

工业制法 [编辑]

氢氧化钠為工业中製氯气过程的副产物,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:

2 NaCl + 2 H2O → 2 NaOH + Cl2↑ + H2

19世紀以前,氫氧化鈉的製備通常會先以勒布朗法〈Leblanc process〉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:

Na2CO3 → Na2O + CO2
Na2O + H2O → 2 NaOH

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:[2]

Na2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + 2 NaOH

安全性 [编辑]

氢氧化钠具有腐蚀性
皮肤與氢氧化钠溶液直接接触44小时后所造成的化学灼伤

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。


参看 [编辑]

參考資料 [编辑]

  1. ^ Cetin Kurt, Jürgen Bittner, Sodium Hydroxide, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH. 2005, doi:10.1002/14356007.a24_345.pub2 
  2. ^ Chemistry:Precision and Design.Verne Biddle, Gregory Parker.A Beka Book, Inc.

外部链接 [编辑]