氫氧化鈉,化學(xué)式為NaOH,俗稱燒堿、火堿、苛性鈉,為一種具有強(qiáng)腐蝕性的強(qiáng)堿,一般為片狀或塊狀形態(tài),易溶于水(溶于水時(shí)放熱)并形成堿性溶液,另有潮解性,易吸取空氣中的水蒸氣(潮解)和二氧化碳(變質(zhì)),可加入鹽酸檢驗(yàn)是否變質(zhì)。
NaOH是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室其中一種必備的化學(xué)品,亦為常見的化工品。純品是無色透明的晶體。密度2.130g/cm3。熔點(diǎn)318.4℃。沸點(diǎn)1390℃。工業(yè)品含有少量的氯化鈉和碳酸鈉,是白色不透明的晶體。有塊狀,片狀,粒狀和棒狀等。式量39.997。
氫氧化鈉在水處理中可作為堿性清洗劑,溶于乙醇和甘油;不溶于丙醇、。與氯、溴、碘等鹵素發(fā)生歧化反應(yīng)。與酸類起中和作用而生成鹽和水。
中文名
氫氧化鈉
英文名
Sodium hydroxide[1]
別稱
燒堿、火堿、苛性鈉
化學(xué)式
NaOH
分子量
39.996[1]
CAS登錄號
1310-73-2
EINECS登錄號
215-185-5
熔點(diǎn)
318.4℃(591 K)
沸點(diǎn)
1390 ℃ (1663 K)
水溶性
109 g (20 ℃)(極易溶于水)
密度
2.130 g/cm3
外觀
白色半透明片狀或顆粒
閃點(diǎn)
176-178℃
應(yīng)用
漂白、造紙等
安全性描述
腐蝕品、易潮解
危險(xiǎn)性符號
36/38-35-34
危險(xiǎn)性描述
腐蝕性
危險(xiǎn)品運(yùn)輸編號
UN 1824 8/PG 2【液體氫氧化鈉】UN1823【固體氫氧化鈉】[2]
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
氫氧化鈉為白色半透明結(jié)晶狀固體。其水溶液有澀味和滑膩感。[5]
吸水性(潮解性):氫氧化鈉在空氣中易潮解,故常用固體氫氧化鈉做干燥劑。[6] 但液態(tài)氫氧化鈉沒有吸水性。
溶解性:
極易溶于水,溶解時(shí)放出大量的熱。易溶于乙醇、甘油。
氫氧化鈉在水中的溶解度變化如下:
氫氧化鈉溶解度表
溫度(°C)
溶解度(g/100mL)
0
42
10
51
20
109
30
119
40
129
50
145
60
174
70
299
80
314
90
329
100
347
收起
化學(xué)性質(zhì)
堿性
氫氧化鈉溶于水中會完全解離成鈉離子與氫氧根離子,所以它具有堿的通性。[1]
它可與任何質(zhì)子酸進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)(也屬于復(fù)分解反應(yīng)):
NaOH + HCl = NaCl + H2O
2NaOH + H2SO4=Na2SO4+2H2O
NaOH + HNO3=NaNO3+H2O
同樣,其溶液能夠與鹽溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)與配位反應(yīng):
NaOH + NH4Cl = NaCl +NH3·H2O
2NaOH + CuSO4= Cu(OH)2↓+ Na2SO4
2NaOH+MgCl2= 2NaCl+Mg(OH)2↓
ZnCl2+4NaOH(過量)=Na2[Zn(OH)4]+2NaCl
氫氧化鈉在空氣中容易變質(zhì)成碳酸鈉(Na2CO3),因?yàn)榭諝庵泻兴嵝匝趸锒趸迹–O2):
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O 這也是其堿性的體現(xiàn)。
倘若持續(xù)通入過量的二氧化碳,則會生成碳酸氫鈉(NaHCO3),俗稱為小蘇打,反應(yīng)方程式如下所示:
Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3
同樣,氫氧化鈉能與像二氧化硅(SiO2)、二氧化硫(SO2)等酸性氧化物發(fā)生反應(yīng):
2NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2O
2NaOH + SO2(微量)= Na2SO3 + H2O
NaOH + SO2(過量)= NaHSO3(生成的Na2SO3和水與過量的SO2反應(yīng)生成了NaHSO3)
有機(jī)反應(yīng)
許多的有機(jī)反應(yīng)中,氫氧化鈉也扮演著類似催化劑的角色,其中,*具代表性的莫過于皂化反應(yīng):
堿催化環(huán)氧烷開環(huán)舉例
RCOOR' + NaOH = RCOONa + R'OH[7]
也可催化許多其他反應(yīng),如環(huán)氧烷開環(huán)、鹵仿反應(yīng)等:
I2+NaOH+R(CH3)C=O → R-COONa+CHI3(生成碘仿)
氫氧化鈉可以和鹵代烴等發(fā)生親核取代反應(yīng),如:
CH3CH2Cl+NaOH → CH3CH2OH+NaCl
也可能使鹵代烴發(fā)生消除:
CH3CH2Cl+NaOH → CH2=CH2+NaCl+H2O
氫氧化鈉在強(qiáng)熱下可以使羧酸發(fā)生脫羧反應(yīng),例如:
R-COONa+NaOH → RH+Na2CO3[8]
顏色反應(yīng)
它能與指示劑發(fā)生反應(yīng):
氫氧化鈉溶液滴入酚酞試液后變紅
氫氧化鈉溶液是堿性,使石蕊試液變藍(lán),使酚酞試液變紅。
其他反應(yīng)
鋁會與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氣。[9] 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(chǎn)生化學(xué)變化,導(dǎo)致油罐因內(nèi)部壓力過載而永久受損,反應(yīng)方程式如下所示:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4](四羥基合鋁酸鈉) + 3H2↑[10]
注:四羥基合鋁酸鈉可認(rèn)為是偏鋁酸鈉與2個(gè)水結(jié)合的產(chǎn)物[10]
硅也會與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氣,如:
Si + 2NaOH + H2O=Na2SiO3 + 2H2↑
氫氧化鋁的制備也牽涉到氫氧化鈉的使用:
6NaOH +2KAl(SO4)2=2Al(OH)3↓ + K2SO4 +3Na2SO4
注:Al(OH)3(氫氧化鋁)為一種常用于除去水中雜質(zhì)的膠狀凝聚劑。因過渡金屬的氫氧化物大都不太溶于水,且氫氧化鋁表面的面積大可以吸附小微粒,故于自來水中添加明礬(KAl(SO4)2·12H2O)可促使過渡金屬以氫氧化物的形式沉淀析出,再利用簡單的過濾設(shè)備,即可完成自來水的初步過濾。
氫氧化鋁可用于制取明礬(KAl(SO4)2·12H2O):將氫氧化鋁溶于硫酸,再加入計(jì)量的硫酸鉀溶液加熱反應(yīng)、經(jīng)過濾、濃縮、結(jié)晶、離心分離、干燥,制得硫酸鋁鉀成品。
凈水詳細(xì)原理是明礬在水中可以電離出兩種金屬離子:KAl(SO4)2= K++ Al3++ 2SO42-,而Al3+很容易生成膠狀的氫氧化鋁Al(OH)3:Al3++ 3H2O ≒Al(OH)3+ 3H+,氫氧化鋁膠體的吸附能力很強(qiáng),可以吸附水里懸浮的雜質(zhì),并形成沉淀,使水澄清