氫氧化鈉
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氫氧化鈉(NaOH),俗稱燒鹼、火鹼、苛性鈉,因另一名稱caustic soda而在香港稱為哥士的,常溫下是一種白色晶體,具有強腐蝕性。易溶於水,其水溶液呈強鹼性,能使酚酞變紅。氫氧化鈉是一種極常用的鹼,是化學實驗室的必備藥品之一。它的溶液可以用作洗滌液。
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基本信息
化學式:NaOH (俗稱燒鹼,火鹼,苛性鈉)
中文讀法:qīng yǎng huà nà(shaojian)
英文名稱:Sodium Hydroxide
英文別稱:Sodium Hydrate、Caustic Soda、Lye(液態)
分子量:40.01
CASRN:1310-73-2
EINECS 登錄號:215-185-5
密度:2.130克/厘米³
熔點:318.4℃
水溶性:極易溶於水 溶液呈無色
沸點:1390℃
鹼離解常數(Kb)= 3.0
鹼離解常數倒數對數(pKb)= -0.48
致死量:40mg/kg
中學鑒別氫氧化鈉的方法:加入MgCl₂,產生白色沉澱。焰色反應,火焰呈黃色。
NaOH特性
有強烈的腐蝕性,有吸水性,可用作乾燥劑,但是,不能幹燥二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮和氯化氫等酸性氣體。且在空氣中易潮解(因吸水而溶解的現象,屬於物理變化);溶於水,同時放出大量熱。其熔點為318.4℃。除溶於水之外,氫氧化鈉還易溶於乙醇、甘油;但不溶於乙醚、丙酮、液氨。
其液體是一種無色,有澀味和滑膩感的液體。氫氧化鈉在空氣中可與二氧化碳反應而變質!
2NaOH + CO₂==== Na₂CO₃ + H₂O
鈉(Na)與水反應(與水反應時,應用燒杯並在燒杯上加蓋玻璃片,反應時鈉塊浮在水面上,熔成球狀,游於水面,有「嘶嘶」的響聲,並有生成物飛濺),生成強鹼性NaOH溶液
,並放出氫氣。固體NaOH中OH以O-H共價鍵結合,Na與OH以強離子鍵結合,溶於水其解離度近乎100%,故其水溶液呈強鹼性,可使無色的酚酞試液變成紅色,或使PH試紙、紫色石蕊溶液等變藍。
純的無水氫氧化鈉為白色半透明,結晶狀固體。氫氧化鈉極易溶於水,溶解度隨溫度的升高而增大,溶解時能放出大量的熱,288K時其飽和溶液濃度可達16.4mol/L(1:1)。它的水溶液有澀味和滑膩感,溶液呈強鹼性,具備鹼的一切通性。市售燒鹼有固態和液態兩種:純固體燒鹼呈白色,有塊狀、片狀、棒狀、粒狀,質脆;純液體燒鹼為無色透明液體。氫氧化鈉還易溶於乙醇、甘油;但不溶於乙醚、丙酮、液氨。對纖維、皮膚、玻璃、陶瓷等有腐蝕作用,溶解或濃溶液稀釋時會放出熱量;與無機酸發生中和反應也能產生大量熱,生成相應的鹽類;與金屬鋁和鋅、非金屬硼和矽等反應放出氫;與氯、溴、碘等鹵素髮生歧化反應。能從水溶液中沉澱金屬離子成為氫氧化物;能使油脂發生皂化反應,生成相應的有機酸的鈉鹽和醇,這是去除織物上的油污的原理。
NaOH用途
氫氧化鈉的用途十分廣泛,在化學實驗中,除了用做試劑以外,由於它有很強的吸水性,還可用做鹼性乾燥劑。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、煉鋁、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。工業用氫氧化鈉應符合國家標準 GB 209-2006;工業用離子交換膜法氫氧化鈉應符合國家標準 GB/T 11199-89;化纖用氫氧化鈉應符合國家標準 GB 11212-89;食用氫氧化鈉應符合國家標準 GB 5175-85。
在工業上,氫氧化鈉通常稱為燒鹼,或叫火鹼、苛性鈉。這是因為較濃的氫氧化鈉溶液濺到皮膚上,會腐蝕表皮,造成燒傷。它對蛋白質有溶解作用,有強烈刺激性和腐蝕性(由於其對蛋
白質有溶解作用,與酸燒傷相比,鹼燒傷更不容易癒合)。用0.02%溶液滴入兔眼,可引起角膜上皮損傷。小鼠腹腔內LD50: 40 mg/kg,兔經口LDLo: 500 mg/kg。粉塵刺激眼和呼吸道,腐蝕鼻中隔;濺到皮膚上,尤其是濺到粘膜,可產生軟痂,並能滲入深層組織,灼傷後留有瘢痕;濺入眼內,不僅損傷角膜,而且可使眼睛深部組織損傷,嚴重者可致失明;誤服可造成消化道灼傷,絞痛、粘膜糜爛、嘔吐血性胃內容物、血性腹瀉,有時發生聲啞、吞咽困難、休克、消化道穿孔,後期可發生胃腸道狹窄。由於強鹼性,對水體可造成污染,對植物和水生生物應予以注意。
NaOH工業製法
一:
(1)過濾海水
(2)加入過量氫氧化鈉,去除鈣、鎂離子,過濾
Ca²⁺ +2OH⁻ =Ca(OH)₂(微溶)
Mg²⁺ +2OH⁻ =Mg(OH)₂↓
(3)利用反滲透膜法生產技術出去鹽水中的SO₄²⁻
(4)加入過量碳酸鈉,去除鈣離子、過量鋇離子,過濾
Ca²⁺ +CO₃²⁻ =CaCO₃↓
Ba²⁺ +CO₃²⁻ =BaCO₃↓
(5)加入適量鹽酸,去除過量碳酸根離子
2H⁺ +CO₃²⁻ =CO₂↑+H₂O
(6)加熱驅除二氧化碳
(7)送入離子交換塔,進一步去除鈣、鎂離子
(8)電解
2NaCl+2H₂O=(通電)H₂↑+Cl₂↑+2NaOH
製作少量氫氧化鈉
可以尋找一些碳酸氫鈉(小蘇打)(如果有碳酸鈉更好),再找一些氧化鈣(生石灰)(一般的食品包裝袋中用來做吸水劑的小袋子中有)。把生石灰放於水中,反應後取上層清液倒入空的乾淨的杯子中,把碳酸氫鈉加熱一會兒倒入杯中,待其反應一會兒直到杯中不再產生白色沉澱,濾去沉澱,剩下的清液就是氫氧化鈉。如果需要純一點可以加熱一會兒,蒸發一部分水,這樣可以得到比較純的氫氧化鈉。
CaO+H₂O====Ca(OH)₂
NaHCO₃+ Ca(OH)₂==== CaCO₃+ NaOH + H₂O(碳酸氫鈉)
Ca(OH)₂+Na₂CO₃====CaCO₃↓+2NaOH(碳酸鈉)
使用及儲存的注意事項
《化學危險物品安全管理條例 (1987年2月17日國務院發布)》,《化學危險物品安全管理條例實施細則 (化勞發[1992] 677號)》,《工作場所安全使用化學品規定 ([1996]勞部發423號)》等法規,針對化學危險品的安全使用、生產、儲存、運輸、裝卸等方面均作了相應規定;《常用危險化學品的分類及標誌 (GB 13690-92)》將該物質劃為第8.2 類鹼性腐蝕品;《隔膜法燒鹼生產安全技術規定 (HGA001-83)》、《水銀法燒鹼生產安全技術規定 (HGA002-83)》作了專門規定。
大量接觸燒鹼時應佩帶防護用具,工作服或工作帽應用棉布或適當的合成材料製作。操作人員工作時必須穿戴工作服、口罩、防護眼鏡、橡皮手套、橡皮圍裙、長筒膠靴等勞保用品。應塗以中性和疏水軟膏於皮膚上。接觸片狀或粒狀燒鹼時,工作場所應有通風裝置,室內空氣中最大允許濃度為中國MAC 0.5毫克/立方米(以NaOH計),美國ACGIH TLVC 2毫克/米3。可能接觸其粉塵時,必須佩戴頭罩型電動送風過濾式防塵呼吸器。必要時,佩戴空氣呼吸器。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴頭罩型電動送風過濾式防塵呼吸器,穿橡膠耐酸鹼服,戴橡膠耐酸鹼手套。遠離易燃、可燃物。避免產生粉塵。避免與酸類接觸。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。稀釋或製備溶液時,應把鹼加入水中,避免沸騰和飛濺。處理泄漏物須穿戴防護眼鏡與手套,掃起,慢慢倒至大量水中,地面用水沖洗,經稀釋的污水放入廢水系統。鹼液觸及皮膚,可用5~10%硫酸鎂溶液清洗;如濺入眼睛裡,應立即用大量硼酸水溶液清洗;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。
固體氫氧化鈉可裝入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,應有明顯的「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泄漏、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泄漏應急處理設備。不得與易燃物和酸類共貯混運。失火時,可用水、砂土和各種滅火器撲救,但消防人員應注意水中溶入燒鹼後的腐蝕性。
固體氫氧化鈉的技術指標
項目氫氧化鈉指標
指標 | 實際 | 指標 | 實際 | 指標 | 實際 | 指標 | 實際 | ||
氫氧化鈉 NaOH | ≥ | 99.0 | 99.30 | 98.0 | 98.80 | 96.0 | 96.50 | 95.0 | 95.8 |
碳酸鈉 Na2CO3 | ≤ | 0.90 | 0.40 | 1.0 | 0.5 | 1.4 | 0.50 | 1.6 | 0.70 |
氯化鈉 NaCl | ≤ | 0.15 | 0.03 | 0.6 | 0.2 | 2.8 | 2.60 | 3.2 | 3.1 |
氧化鐵Fe2O3 | ≤ | 0.005 | 0.002 | 0.008 | 0.003 | 0.01 | 0.003 | 0.02 | 0.003 |
化學實驗室保存固體氫氧化鈉時要注意把試劑瓶口封嚴,以防止暴露在空氣中吸收水分潮解或與二氧化碳反應。燒鹼可通過電解食鹽溶液,或通過碳酸鈉與石灰乳反應獲得。
NaOH變質:2NaOH + CO₂==== Na₂CO₃+ H₂O(所以不能用其乾燥CO₂、SO₂、H₂S和HCl氣體)
檢驗NaOH是否變質:
1.滴加稀鹽酸 Na₂CO₃+ 2HC l==== 2NaCl + H₂O + CO₂↑ 有氣泡冒出則變質
2.加入氫氧化鈣 Na₂CO₃+ Ca(OH)₂==== CaCO₃↓+ 2NaOH 產生白色沉澱即為變質
3.加入氯化鈣 Na₂CO₃+ CaCl₂==== CaCO₃↓+ 2NaCl 產生白色沉澱即為變質
NaOH還可以去除油污,抽油煙機的油污用其可以很好的去除,這個過程屬於油脂的鹼性水解,生成高級脂肪酸鹽和甘油(丙三醇)又叫做皂化反應!
NaOH對環境的影響
一、健康危害
侵入途徑:吸入、食入。
健康危害:本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;皮膚和眼與NaOH直接接觸會引起灼傷;誤服可造成消化道灼傷,粘膜糜爛、出血和休克。
二、毒理學資料及環境行為
危險特性:本品不會燃燒,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。
燃燒(分解)產物:可能產生有害的毒性煙霧。
NaOH應急處理處置方法
一、泄漏應急處理
隔離泄漏污染區,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。不要直接接觸泄漏物,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。如大量泄漏,收集回收或無害
處理後廢棄。
二、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)。
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。
三、急救措施
皮膚接觸:應立即用大量水沖洗,再塗上3%-5%的硼酸溶液。
眼睛接觸:立即提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗至少15分鐘。或用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:患者清醒時立即漱口,口服稀釋的醋或檸檬汁,就醫。
滅火方法:霧狀水、砂土。
NaOH的化學性質
1、NaOH是強鹼,具有鹼的一切通性。
(1)在水溶液中電離出大量的OH⁻:NaOH=Na⁺ +OH⁻
(2)能和酸反應,NaOH+HCl=NaCl+H₂O
(3)能和一些酸性氧化物反應,2NaOH + SO₂(不足)==== Na₂SO₃ + H₂O
NaOH + SO₂(過量)==== NaHSO₃①(①生成的Na₂SO₃和水與過量的SO₂反 應生成了NaHSO₃)
2NaOH + SO₃==== Na₂SO₄ + H₂O
2NaOH+3NO₂====2NaNO₃+NO+H₂O
(4)氫氧化鈉溶液和鋁反應,2Al + 2NaOH+2H₂O ==== 2NaAlO₂+3H₂↑(而且,在NaOH不足量時
發生的反應為 2Al+6H₂O===(NaOH)=== 2Al(OH)₃↓+ 3H₂↑ )
(5)能強鹼製取弱鹼,NaOH + NH₄Cl ==== NaCl + NH₃.H₂O
(6)能和某些鹽反應,2NaOH + CuSO₄==== Cu(OH)₂↓+ Na₂SO₄
(7)NaOH具有很強的腐蝕性。
(8)NaOH能吸收二氧化碳。反應過程如下:
2NaOH + CO₂==== Na₂CO₃+ H₂O(CO₂少量)
NaOH + CO₂==== NaHCO₃(CO₂過量)
(9)NaOH能與二氧化矽反應,SiO₂+ 2NaOH==== 2NaSiO₃ + H₂O
(故使瓶塞與玻璃瓶粘和,不易打開)
(10)能與指示劑發生反應『鹼的通性』
遇無色酚酞變紅,遇紫色石蕊試液變藍
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