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氢氧化钠

氢氧化钠

火碱一般指氢氧化钠
氢氧化钠,化学式为NaOH,俗称烧碱、火碱、苛性钠,为一种具有强腐蚀性的强碱,一般为片状或块状形态,易溶于水(溶于水时放热)并形成碱性溶液,另有潮解性,易吸取空气中的水蒸气(潮解)和二氧化碳(变质),可加入盐酸检验是否变质。
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,是白色不透明的晶体。有块状,片状,粒状和棒状等。式量39.997。
氢氧化钠在水处理中可作为碱性清洗剂,溶于乙醇和甘油;不溶于丙醇、乙醚。与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应。与酸类起中和作用而生成盐和水。

研究历史

氢氧化钠在很早以前就以碱性物质为人们熟知。
1787年,医生Nicolas Leblanc(1762-1806)发明了用食盐制取氢氧化钠的合适工艺,并进行了大规模生产。 
1887年,瑞典化学家阿伦尼乌斯创立了酸碱电离理论(即水溶液酸碱理论),他提出酸即在水溶液中凡是电离产生的阳离子全部都是氢离子的物质,碱即在水溶液中凡是电离产生的阴离子全部都是氢氧根离子的物质。  从此氢氧化钠的碱性得到了明确的定义。

理化性质

物理性质

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。
吸水性(潮解性):氢氧化钠在空气中易潮解,故常用固体氢氧化钠做干燥剂。  但液态氢氧化钠没有吸水性。
溶解性:
极易溶于水,溶解时放出大量的热。易溶于乙醇、甘油。

应用领域

氢氧化钠(NaOH)的用途极广。用于生产纸、肥皂、染料、人造丝,冶炼金属、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。

化学实验

可以用作化学实验。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)。
中性、碱性气体中混有CO₂,可用NaOH除杂,生成Na₂CO₃(碳酸钠)和H₂O(生成的Na₂CO₃溶于H₂O中):
CO₂+2NaOH = Na₂CO₃+H₂O;H2O+CO2+Na2CO3=2NaHCO3

化学工业

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。同时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。
生产洗涤剂
肥皂:制造肥皂是烧碱最古老和最广泛的用途。
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。
脂肪和植物油的主要成分是三酸甘油酯(三酰甘油),它的碱水解方程式为:
(RCOO)3C3H5(油脂)+3NaOH=3(RCOONa)(高级脂肪酸钠)+C3H8O3(甘油)
该反应为生产肥皂的原理,故得名皂化反应。
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。
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(十二烷基苯磺酸钠等成分)也是由大量的烧碱制造出来的,烧碱被用于磺化反应后对过剩的发烟硫酸进行中和。
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。
造纸的原料是木材或草类植物,这些植物里除含纤维素外,还含有相当多的非纤维素(木质素、树胶等)。加入稀的氢氧化钠溶液可将非纤维素成分溶解而分离,从而制得以纤维素为主要成分的纸浆。 
人造纤维和纺织
人造纤维如人造棉、人造毛、人造丝等,大都是粘胶纤维,它们是用纤维素、氢氧化钠、二硫化碳(CS2)为原料制成粘胶液,经喷丝、凝结而制得。
在纺织工业中,氢氧化钠被用于纤维的处理和染色,且用于对棉纤维进行丝光处理。棉织品用烧碱溶液处理后,能除去覆盖在棉织品上的蜡质、油脂、淀粉等物质,同时能增加织物的丝光色泽,使染色更均匀。 
精炼石油
石油产品经硫酸洗涤后还含有一些酸性物质,必须用氢氧化钠溶液洗涤,再经水洗,才能得到精制产品。 

食品工业

我国《食品添加剂使用卫生标准》(GB 2920-1996)规定:可作加工助剂,按生产需要适量使用。
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。由于氢氧化钠在水中具有相对高的可溶性,所以容易衡量用量,可以方便地在水处理的各个领域使用。
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;通过沉淀消除水中重金属离子;离子交换树脂的再生。

冶金

氢氧化钠被用于处理铝土矿,在铝土矿中含有氧化铝,氧化铝是制取铝的原料。用氢氧化钠可以把氧化铝从精矿中提纯。
反应方程式:Al2O3+2NaOH+H2O=2Na[Al(OH)4]或Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 
氢氧化钠也用于从黑钨矿中提取炼钨的原料钨酸盐:
4FeWO4+8NaOH+2H2O+O2=4Na2WO4+4Fe(OH)3
氢氧化钠还被用于生产锌合金和锌锭。
脚注信息
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