《做氢氧化钠的化学式与相关知识》
氢氧化钠，化学式为NaOH，俗称烧碱、火碱、片碱、苛性钠(香港亦称“哥士的”)，为一种具有高腐蚀性的强碱，一般为片状或颗粒形态，易溶于水并形成碱性溶液，可增强水的导电性，另有潮解性，易吸取空气中的水蒸气。NaOH是化学实验室其中一种必备的化学品，亦为常见的化工品之一。纯品是无色透明的晶体。密度2.130g/cm³。熔点318.4℃。沸点1390℃。工业品含有少量的氯化钠和碳酸钠，是白色不透明的固体。有块状、片状、粒状和棒状等。
基本信息
中文名称氢氧化钠外文名称Sodium hydroxide化学式NaOH相对分子质量40.01化学品类别无机强碱是否管制是熔点318 °C (591 K) 沸点1388 °C (1663 K)别称烧碱、火碱、苛性钠、哥士的水溶性111 g (20 ℃)分子量39.9971密度2.130 g/cm³CAS登录号1310-73-2外观片状或颗粒EINECS登录号215-185-5闪点176-178℃安全性描述腐蚀品危险性符号36/38-35-34危险品运输编号UN 1824 8/PG 2碱性强碱性| 目录 | 1理化性质 2主要制法 3检测方法 | 4主要用途 5储存运输 6行业现状 | 7安全防护 |
|---|
折叠编辑本段理化性质
折叠物理性质
氢氧化钠氢氧化钠为白色半透明结晶状固体。其水溶液有涩味和滑腻感。[1]密度：2.130g/cm³熔点：318.4℃沸点：一个标准大气压下为1390℃溶解性：极易溶于水，溶解时放出大量的热。易溶于水、乙醇以及甘油。潮解性：氢氧化钠在空气中易潮解。吸水性：固碱吸湿性很强，露放在空气中，吸收空气中的水分子，最后会完全溶解成溶液，但液态氢氧化钠没有吸湿性。相对分子质量：40.00氢氧化钠在水中的溶解度如下：| 温度（°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 |
折叠化学性质
碱性
氢氧化钠
氢氧化钠溶于水中会完全解离成钠离子与氢氧根离子，所以它具有碱的通性。它可与任何质子酸进行酸碱中和反应：NaOH + HCl = NaCl + H₂O(复分解反应)2NaOH + H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O(复分解反应)NaOH + HNO₃=NaNO₃+H₂O(复分解反应)同样，其溶液能够与盐溶液发生复分解反应：NaOH + NH₄Cl = NaCl +NH₃·H₂O2NaOH + CuSO₄= Cu(OH)₂↓+ Na₂SO₄2NaOH+MgCl₂= 2NaCl+Mg(OH)₂↓皂化反应许多的有机反应中，氢氧化钠也扮演着类似催化剂的角色，其中，最具代表性的莫过于皂化反应：RCOOR' + NaOH = RCOONa + R'OH其他之所以氢氧化钠于空气中容易变质，是因为空气中含有二氧化碳：2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O倘若持续通入过量的二氧化碳，则会生成碳酸氢钠，俗称为小苏打，反应方程式如下所示：Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O = 2NaHCO₃同样，氢氧化钠能够与像二氧化硫等酸性氧化物发生如下反应：2NaOH + SiO₂ = Na₂SiO₃ + H₂O2NaOH + SO₂(微量)= Na₂SO₃ + H₂ONaOH + SO₂(过量)= NaHSO₃(生成的Na₂SO₃和水与过量的SO₂反应生成了NaHSO₃)颜色反应它能与指示剂发生反应：氢氧化钠溶液通常使石蕊试液变蓝，使酚酞试液变红腐蚀性氢氧化钠对玻璃制品有轻微的腐蚀性，两者会生成硅酸钠(sodium silicate)，使得玻璃仪器中的活塞黏着于仪器上。如果以玻璃容器长时间盛装热的氢氧化钠溶液，会造成玻璃容器损坏。其他反应两性金属会与氢氧化钠反应生成氢气，1986年，英国有一油罐车误装载重量百分率浓度为25%的氢氧化钠水溶液，氢氧化钠便与油罐壁的铝产生化学变化，导致油罐因内部压力过载而永久受损，反应方程式如下所示：2Al + 2NaOH + 2H₂O = 2NaAlO₂ + 3H₂↑两性非金属也会与氢氧化钠反应生成氢气，如：Si + 2NaOH + H₂O=Na₂SiO₃ + 2H₂↑氢氧化铝为一相当常用于除去水中杂质的胶状凝聚剂，因过渡金属的氢氧化物大都不太溶于水，且氢氧化铝表面的面积大可以吸附小微粒，故于自来水中添加明矾可促使过渡金属以氢氧化物的形式沉淀析出，再利用简单的过滤设备，即可完成自来水的初步过滤。明矾的制备也牵涉到氢氧化钠的使用：6NaOH +2KAl(SO₄)₂=2Al(OH)₃↓ + K₂SO₄ +3Na₂SO₄折叠编辑本段主要制法
折叠实验室法
钠盐与氧化钙反应可以用一些碳酸氢钠(小苏打)和一些氧化钙(生石灰)(一般的食品包装袋中用来做吸水剂的小袋子中有，例如海苔包装中)。把生石灰放于水中，反应后变为石灰浆(氢氧化钙溶液、熟石灰)，把碳酸氢钠(或碳酸钠)的固体颗粒(浓溶液也行)加入石灰浆中，为保证产物氢氧化钠的纯度，需使石灰浆过量，原因：参考氢氧化钙和碳酸钠的溶解度。搅拌加快其反应，待其反应一会儿后，静置片刻，随着碳酸钙的沉淀，上层清液就是氢氧化钠溶液，小心倒出即可。CaO + H₂O ==== Ca(OH)₂NaHCO₃+ Ca(OH)₂==== CaCO₃↓+ NaOH + H₂O(推荐)
优级品氢氧化钠Ca(OH)₂+Na₂CO₃ ====CaCO₃↓+2NaOH钠与水反应取一块金属钠，擦去表面煤油，刮去表面氧化层，放入盛有水的烧杯中。反应化学方程式：2Na+2H₂O====2NaOH+H₂↑现象：(浮、熔、游、响)浮：钠浮在水面上;熔：钠熔化成小球;游：钠在水面上游动;响：钠咝咝作响 ;折叠工业法
工业上生产烧碱的方法有苛化法和电解法两种。苛化法按原料不同分为纯碱苛化法和天然碱苛化法;电解法可分为隔膜电解法和离子交换膜法。纯碱苛化法将纯碱、石灰分别经化碱制成纯碱溶液、化灰制成石灰乳，于99～101℃进行苛化反应，苛化液经澄清、蒸发浓缩至40%以上，制得液体烧碱。将浓缩液进一步熬浓固化，制得固体烧碱成品。苛化泥用水洗涤，洗水用于化碱。Na₂CO₃+Ca(OH)₂→2NaOH+CaCO₃↓天然碱苛化法天然碱经粉碎、溶解(或者碱卤)、澄清后加入石灰乳在95～100℃进行苛化，苛化液经澄清、蒸发浓缩至NaOH浓度46%左右、清液冷却、析盐后进一步熬浓.制得固体烧碱成品。苛化泥用水洗涤，洗水用于溶解天然碱。Na₂CO₃+Ca(OH)2→2NaOH+CaCO₃↓NaHCO₃+Ca(OH)2→NaOH+CaCO₃↓+H2O隔膜电解法将原盐化盐后加入纯碱、烧碱、氯化钡精制剂除去钙、镁、硫酸根离子等杂质，再于澄清槽中加入聚丙烯酸钠或苛化麸皮以加速沉淀，砂滤后加入盐酸中和，盐水经预热后送去电解，电解液经预热、蒸发、分盐、冷却，制得液体烧碱，进一步熬浓即得固体烧碱成品。盐泥洗水用于化盐。2NaCl+2H₂O[电解] →2NaOH+Cl₂↑+H₂↑离子交换膜法将原盐化盐后按传统的办法进行盐水精制，把一次精盐水经微孔烧结碳素管式过滤器进行过滤后，再经螫合离子交换树脂塔进行二次精制，使盐水中钙、镁含量降到0.002%以下，将二次精制盐水电解，于阳极室生成***，阳极室盐水中的Na+通过离子膜进入阴极室与阴极室的OH生成氢氧化钠，H+直接在阴极上放电生成氢气。电解过程中向阳极室加入适量的高纯度盐酸以中和返迁的OH-，阴极室中应加入所需纯水。在阴极室生成的高纯烧碱浓度为30%～32%(质量)，可以直接作为液碱产品，也可以进一步熬浓，制得周体烧碱成品。2NaCl+2H₂O→2NaOH+H₂↑+Cl₂↑氢氧化钠提纯法氢氧化钠含有的杂质通常有铁、氯化钠、硅酸盐、碳酸盐等。取100g工业氢氧化钠溶于1L无水乙醇(不含乙醛)中,在不含二氧化碳、湿气的干燥空气中过滤,去除氯化物、碳酸盐、硅酸盐等杂质,浓缩滤液去除乙醇,随着浓缩分离掉生成的固体乙醇钠。用纯无水乙醇洗涤数次,长时间减压加热去除残留的乙醇,则得到纯度为99.8%左右的氢氧化钠。采用电解法和苛化法。电解法又分为水银电解法和隔膜电解法。水银电解法将食盐化盐后,加入纯碱、烧碱和氯化钡除去钨、镁和硫酸根等杂质。经澄清、砂滤、加盐酸,再经预热、电解而得。隔膜电解法是将食盐化盐后,加入纯碱、烧碱和氯化钡,除去钨、镁和硫酸根而得。折叠编辑本段检测方法
折叠实验室测定
方法名称：氢氧化钠—氢氧化钠的测定—中和滴定法。应用范围：该方法采用滴定法测定氢氧化钠的含量。该方法适用于氢氧化钠。方法原理：供试品加新沸过的冷水适量使溶解后，放冷，用水稀释至刻度，摇匀，精密量取25mL，加酚酞指示液3滴，用硫酸滴定液(0.1mol/L)滴定至红色消失，记录消耗硫酸滴定液(0.1mol/L)的容积(mL)，加甲基橙指示液2滴，继续加硫酸滴定液(0.1mol/L)至显持续的橙红色，根据前后两次消耗硫酸滴定液(0.1mol/L)的容积(mL)，算出供试量中的碱含量(作为NaOH计算)并根据加甲基橙指示液后消耗硫酸滴定液(0.1mol/L)的容积(mL)，算出供试量中Na₂CO₃的含量。试剂：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。仪器设备：试样制备：1. 硫酸滴定液(0.1mol/L)配制：取硫酸6mL，缓缓注入适量的水中，冷却至室温，加水稀释至1000mL，摇匀。标定：取在270～300℃干燥恒重的基准无水碳酸钠约0.3g，精密称定，加水50mL使溶解，加甲基红-溴甲酚绿混合指示液10滴，用本液滴定至溶液由绿色变为紫红色时，煮沸2分钟，冷却至室温，继续滴定至溶液颜色有绿色变为暗紫色。每1mL硫酸滴定液(0.1mol/L)相当于10.60mg的无水碳酸钠。根据本液消耗量与无水碳酸钠的取用量，算出本液的浓度，即得。注1：“精密称取”系指称取重量应准确至所称取重量的千分之一，“精密量取”系指量取体积的准确度应符合国家标准中对该体积移液管的精度要求。折叠变质检验
NaOH变质后会生成Na₂CO₃2NaOH + CO₂==== Na₂CO₃+ H₂O(复分解反应)1.样品中滴加过量稀盐酸若有气泡产生，则氢氧化钠变质。原理：2HCl + Na₂CO₃==== 2NaCl + CO₂↑+ H₂O(空气中含有少量的二氧化碳，而敞口放置的NaOH溶液能够与CO₂反应HCl中的氢离子能够与碳酸根离子反应生成气体)注：HCl会优先与NaOH反应生成NaCl和H₂O。因为NaOH是强碱，而Na₂CO₃是水溶液显碱性。2.样品中加澄清石灰水，若有白色沉淀生成，则氢氧化钠变质。原理：Na₂CO₃ + Ca(OH)₂==== CaCO₃↓+ 2NaOH3.样品中加氯化钡，若有白色沉淀生成，则氢氧化钠变质。原理：Na₂CO₃ + BaCl₂==== BaCO₃↓+ 2NaCl4、部分变质：①加入BaCl₂或BaNO₃，有沉淀产生，证明有Na₂CO₃产生，待沉淀完全静止后，取上层清液于试管内，滴加无色酚酞溶液，酚酞变红，则证明有NaOH。注：不滴加NH₄Cl，Na₂CO₃溶于水后呈碱性是因为会有OH¯根离子，NH₄+与OH¯跟结合也会有刺激性气味，故不能。②在NaOH中加入氯化钙，若有白色沉淀生成，则说明NaOH变质。加入无色酚酞，若无色酚酞不变色，则说明完全变质。若无色酚酞变红，说明部分变质。折叠编辑本段主要用途
用途极广。用于制造纸浆、肥皂、染料、人造丝、制铝、石油精制、棉织品整理、煤焦油产物的提纯，以及食品加工、木材加工及机械工业等方面。折叠化学实验
除了用做试剂以外，由于它有很强的吸水性和潮解性，还可用做碱性干燥剂。也可以吸收酸性气体(如在硫在氧气中燃烧的实验中，氢氧化钠溶液可装入瓶中吸收有毒的二氧化硫。)折叠工业方面
氢氧化钠在国民经济中有广泛应用，许多工业部门都需要氢氧化钠。使用氢氧化钠最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外，在生产染料、塑料、药剂及有机中间体，旧橡胶的再生，制金属钠、水的电解以及无机盐生产中，制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等，也要使用大量的烧碱。折叠农业方面
烧碱杀菌力强，价廉易得，在畜牧业生产中，常用于鸡白痢、鸡瘟、鸭瘟、禽霍乱、猪丹毒、牛流感、结核病、布氏杆菌病、口蹄疫等传染病的消毒。在实际应用中，一般将其稀释成2%～5%的溶液用于牧场、畜舍、运畜车辆等的消毒[2]。化学工业氢氧化钠的特性决定了这一产品在大量的化学反应中是不可缺少的重要物质。氢氧化钠是生产聚碳酸酯，超级吸收质聚合物，沸石，环氧树脂，磷酸钠，亚硫酸钠和大量钠盐的重要原材料之一。油酸是单不饱和脂肪酸，由油水解得;软、硬脂酸都是饱和脂肪酸，由脂肪水解得。如果使用氢氧化钾水解，得到的肥皂是软的。向溶液中加入氯化钠可以减小脂肪酸盐的溶解度从而分离出脂肪酸盐，这一过程叫盐析。高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分，经填充剂处理可得块状肥皂。皂化反应脂肪和植物油的主要成分是三酸甘油酯，它的碱水解方程式为：R基可能不同，但生成的R-COONa都可以做肥皂。常见的R-有：C17H33-：8-十七碳烯基。R-COOH为油酸。
C15H31-：正十五烷基。R-COOH为软脂酸。
C17H35-：正十七烷基。R-COOH为硬脂酸。
吸收二氧化碳气体中性，碱性气体中混有CO₂可用下面的反应除杂CO₂+2NaOH = Na₂CO₃+H₂O造纸氢氧化钠在造纸工业中发挥着重要的作用。由于其碱性特质，它被用于煮和漂白纸页的过程。食品工业氢氧化钠可以被广泛使用于下列生产过程： 容器的清洗过程;淀粉的加工过程;羧甲基纤维素的制备过程;谷氨酸钠的制造过程。水处理氢氧化钠被广泛应用于水处理。在污水处理厂，氢氧化钠可以通过中和反应减小水的硬度。在工业领域，是离子交换树脂再生的再生剂。 氢氧化钠具有强碱性，且在水中具有相对高的可溶性。由于烧碱为液态，所以容易衡量用量，被方便的使用在水处理的各个领域。氢氧化钠被使用在水处理方面的如下课题：消除水的硬度;调节水的pH值;对废水进行中和;离子交换树脂的再生;通过沉淀消除水中重金属离子。人造纤维和纺织在纺织工业中，氢氧化钠被用于纤维的最终处理和染色。主要用途 ：丝光处理法人造纤维冶金氢氧化钠被用于处理铝土矿，在铝土矿中含有氧化铝，铝金属即存在于氧化铝中。铝(是世界上使用第二多的金属。 氢氧化钠还被用于生产锌合金和锌锭。洗涤用品氢氧化钠一直被用于传统的生活用途，直到今天，肥皂、香皂和其它种类的洗涤用品对烧碱的需求量依然占烧碱的15%左右。肥皂：制造肥皂是烧碱最古老和最广泛的用途，在制造肥皂的过程中，烧碱被用来中和脂肪酸。洗涤剂：氢氧化钠被用于生产各种洗涤剂，甚至如今的洗衣粉也是由大量的烧碱制造出来的，烧碱被用于硫化反应后对过剩的发烟硫酸进行中和。折叠编辑本段储存运输
固体氢氧化钠装入0.5毫米厚的钢桶中严封，每桶净重不超过100 公斤;塑料袋或二层牛皮纸袋外全开口或中开口钢桶;螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶(罐)外普通木箱;螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或镀锡薄钢板桶(罐)外满底板花格箱、纤维板箱或胶合板箱;镀锡薄钢板桶(罐)、金属桶(罐)、塑料瓶或金属软管外瓦楞纸箱。包装容器要完整、密封，有明显的“腐蚀性物品”标志。铁路运输时，钢桶包装的可用敞车运输。起运时包装要完整，装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏，防潮防雨。如发现包装容器发生锈蚀、破裂、孔洞、溶化淌水等现象时，应立即更换包装或及早发货使用，容器破损可用锡焊修补。严禁与易燃物或可燃物、酸类、食用化学品等混装混运。运输时运输车辆应配备泄漏应急处理设备。不得与易燃物和酸类共贮混运。折叠编辑本段行业现状
《中国烧碱行业产销需求与投资分析报告前瞻》数据显示，2012年底，国内烧碱产能已达到3736万吨，较上年增长9.48%;国内烧碱产量2698.6万吨，较上年增长9.4%，负荷率72.2%。而下游聚氯乙烯2012年仅增长1.7%，低迷的市场需求直接抑制了烧碱的产量增速及利润空间。折叠编辑本段安全防护
折叠环境标准
中国的标准为车间空气中有害物质的最高容许浓度 0.5mg/m3折叠健康危害
侵入途径：吸入、食入。健康危害：该品有强烈刺激和腐蚀性。粉尘或烟雾会刺激眼和呼吸道，腐蚀鼻中隔，皮肤和眼与NaOH直接接触会引起灼伤，误服可造成消化道灼伤，黏膜糜烂、出血和休克。该品不会燃烧，遇水和水蒸气大量放热，形成腐蚀性溶液;与酸发生中和反应并放热;具有强腐蚀性;危害环境。燃烧(分解)产物：可能产生有害的毒性烟雾。折叠泄漏
隔离泄漏污染区，周围设警告标志，建议应急处理人员戴好防毒面具，穿化学防护服。不要直接接触泄漏物，用清洁的铲子收集于干燥洁净有盖的容器中，以少量NaOH加入大量水中，调节至中性，再放入废水系统。也可以用大量水冲洗，经稀释的洗水放入废水系统。如大量泄漏，收集回收或处理无害后废弃。折叠防护措施
呼吸系统防护：必要时佩带防毒口罩。眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。防护服：穿工作服(防腐材料制作)。小心使用，小心溅落到衣物、口鼻中。手防护：戴橡皮手套。其它：工作后，淋浴更衣。注意个人清洁卫生。折叠急救措施
皮肤接触：可用5～10%硫酸镁溶液清洗。就医。眼睛接触：立即提起眼睑，用3%硼酸溶液冲洗。就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。必要时进行人工呼吸。就医。食入：少量误食时立即用食醋、3～5%醋酸或5%稀盐酸、大量橘汁或柠檬汁等中和;给饮蛋清、牛奶或植物油并迅速就医，禁忌催吐和洗胃。
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