氫氧化鈉
CAS登錄號 1310-73-2 EINECS登錄號 215-185-5 化學式 NaOH 分子量 39.996
熔點 318.4℃(591 K) 沸點 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 176-178℃
別稱: 片堿、 燒堿、火堿、苛性鈉、苛性堿、燒堿(固體)、固堿、苛性曹達、鈉氧條、苛性鈉片
應用:基本化工原料,用作高純試劑,廣泛用于化工、冶金、造紙、石油、紡織以及日用化工等部門。用于漂白、制造肥皂、紙張、人造絲、整理棉織品,精煉煤油等
氫氧化鈉為一種具有強腐蝕性的強堿,一般為片狀或顆粒形態(tài),易溶于水(溶于水時放熱)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)。
NaOH是化學實驗室其中一種必備的化學品,亦為常見的化工品之一。純品是無色透明的晶體。工業(yè)品含有少量的lv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。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、乙醚。在高溫下對碳鈉也有腐蝕作用。與lv、溴、碘等鹵素發(fā)生歧化反應,與酸類起中和作用而生成鹽和水。
應用領域
片堿是基本化工原料,廣泛用于造紙、合成洗滌及肥皂、粘膠纖維、人造絲及綿織品等輕紡工業(yè)方面,農藥、染料、橡膠和化學工業(yè)方面、石油鉆探,精煉石油油脂和提煉焦油的石油工業(yè),以及國防工業(yè)、機械工業(yè)、木材加工、冶金工業(yè),醫(yī)藥工業(yè)及城市建設等方面,用于紡織、印染、搪瓷、玻璃、制革、冶金、食品等行業(yè)。還用于制造化學品人造絲和玻璃紙。
一、化學實驗
可以用作化學實驗。除了用做試劑以外,由于它有很強的吸水性和潮解性,還可用做堿性干燥劑。也可以吸收酸性氣體(如在硫在氧氣中燃燒的實驗中,氫氧化鈉溶液可裝入瓶中吸收有毒的二yang化硫)。
中性、堿性氣體中混有CO?,可用NaOH除雜,生成Na?CO?(碳酸鈉)和H?O(生成的Na?CO?溶于H?O中):CO?+2NaOH = Na?CO?+H?O;H2O+CO2+Na2CO3=2NaHCO3
二、化學工業(yè)
氫氧化鈉在國民經濟中有廣泛應用,許多工業(yè)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制造,其次是造紙、煉鋁、煉鎢、人造絲、人造棉和肥皂制造業(yè)。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,制取硼砂、鉻鹽、錳酸鹽、磷酸鹽等,也要使用大量的燒堿。同時氫氧化鈉是生產聚碳酸酯、超級吸收質聚合物、沸石、環(huán)氧樹脂、磷酸鈉、亞硫酸鈉和大量鈉鹽的重要原材料之一。
氫氧化鈉的特性決定了這一產品在大量的化學反應中是不可缺少的重要物質。氫氧化鈉是生產聚碳酸酯,超級吸收質聚合物,沸石,環(huán)氧樹脂,磷酸鈉,亞硫酸鈉和大量鈉鹽的重要原材料之一。
1、洗滌用品
氫氧化鈉一直被用于傳統(tǒng)的生活用途。直到今天,肥皂、香皂和其它種類的洗滌用品對燒堿的需求量依然占燒堿的15%左右。
(1)肥皂:制造肥皂是燒堿最古老和最廣泛的用途,在制造肥皂的過程中,燒堿被用來中和脂肪酸。
油酸是單不飽和脂肪酸,由油水解得;軟、硬脂酸都是飽和脂肪酸,由脂肪水解得。
如果使用氫氧化鉀水解,得到的肥皂是軟的。
向溶液中加入lv化鈉可以減小脂肪酸鹽的溶解度從而分離出脂肪酸鹽,這一過程叫鹽析。高級脂肪酸鹽是肥皂的主要成分,經填充劑處理可得塊狀肥皂。
肥皂的主要成分是高級脂肪酸的鈉鹽,通常用油脂和氫氧化鈉為原料經過皂化反應而制成。肥皂中除含高級脂肪酸鹽外,還含有松香、水玻璃、香料、染料等填充劑。從結構上看,在高級脂肪酸鈉的分子中含有非極性的憎水部分(烴基)和極性的親水部分(羧基)。憎水基具有親油的性能。在洗滌時,污垢中的油脂被攪動、分散成細小的油滴,與肥皂接觸后,高級脂肪酸鈉分子的憎水基(烴基)就插入油滴內,靠范德華力與油脂分子結合在一起。而易溶于水的親水基(羧基)部分伸在油滴外面,插入水中。肥皂的主要成分是NaOH,但是NaOH并不是肥皂,它的水溶液有滑膩感,可以做肥皂。肥皂是一種乳化劑。原理就是皂化反應。
CH3COOCH2CH3+NaOH=CH3COONa+CH3CH2OH
CH3COONa就是肥皂中起作用的成分了
(2) 洗滌劑:氫氧化鈉被用于生產各種洗滌劑,甚至如今的洗衣粉(十二烷基苯磺酸鈉等成分)也是由大量的燒堿制造出來的,燒堿被用于磺化反應后對過剩的發(fā)煙硫酸進行中和。
2、皂化反應
脂肪和植物油的主要成分是三酸甘油酯(三酰甘油),它的堿水解方程式為:
(RCOO)3C3H5(油脂)+3NaOH=3(RCOONa)(高級脂肪酸鈉)+C3H8O3(甘油)
該反應為生產肥皂的原理,故得名皂化反應。
R基可能不同,但生成的R-COONa都可以做肥皂。常見的R-有:
C17H33-:8-十七碳烯基。R-COOH為油酸。
C15H31-:正十五烷基。R-COOH為軟脂酸。
C17H35-:正十七烷基。R-COOH為硬脂酸。
3、造紙
氫氧化鈉在造紙工業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。由于其堿性特質,它被用于煮和漂白紙頁的過程。
造紙的原料是木材或草類植物,這些植物里除含纖維素外,還含有相當多的非纖維素(木質素、樹膠等)。氫氧化鈉用于脫木素,只有脫除了木材中的木質素,才能得到纖維。加入稀的氫氧化鈉溶液可將非纖維素成分溶解而分離,從而制得以纖維素為主要成分的紙漿。
4、人造纖維和紡織、印染
(1)人造纖維如人造棉、人造毛、人造絲等,大都是粘膠纖維,它們是用纖維素、氫氧化鈉、二硫化碳(CS2)為原料制成粘膠液,經噴絲、凝結而制得。
(2)紡織
棉、麻紡織物用濃氫氧化鈉(燒堿)溶液處理以改善纖維性能。在紡織工業(yè)中,氫氧化鈉被用于纖維的處理和染色,且用于對棉纖維進行絲光處理。主要用途 :絲光處理人造纖維。棉織品用燒堿溶液處理后,能除去覆蓋在棉織品上的蠟質、油脂、淀粉等物質,同時能增加織物的絲光色澤,使染色更均勻。
(3) 粘膠纖維
首先要用18~20%燒堿溶液去浸漬纖維素,使它成為堿纖維素,然后將堿纖維素干燥、粉碎,再加二硫化碳,{zh1}用稀堿液把磺酸鹽溶解,便得到粘膠液。再經過濾、抽真空(去氣泡),就可用以抽絲了
(4)片堿用在印染方面, 主要用于靛系染料、醌系染料。還原染料染色過程中要先用燒堿溶液和保險粉將其還原為隱色體酸,染色后再用氧化劑氧化成原來的不溶性狀態(tài)。
5、精煉石油
石油產品經硫酸洗滌后還含有一些酸性物質,必須用氫氧化鈉溶液洗滌,再經水洗,才能得到精制產品。
6、吸收二氧化碳氣體
中性、堿性氣體中混有CO?,可用NaOH除雜,生成Na?CO?(碳酸鈉)和H?O(生成的Na?CO?溶于H?O中):
CO?+2NaOH = Na?CO?+H?O
如果CO?過量,多余的CO?會與生成的Na?CO?繼續(xù)反應,生成NaHCO3(碳酸氫鈉):
H2O+CO2+Na2CO3=2NaHCO3
三、食品工業(yè)
我國《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》(GB 2920-1996)規(guī)定:可作加工助劑,按生產需要適量使用。
氫氧化鈉可以被廣泛使用于下列生產過程:容器的清洗過程;淀粉的加工過程;羧甲基纖維素的制備過程;谷氨酸鈉的制造過程。
四、水處理
氫氧化鈉被廣泛應用于水處理。在污水處理廠,氫氧化鈉可以通過中和反應減小水的硬度。在工業(yè)領域,是離子交換樹脂再生的再生劑。
氫氧化鈉具有強堿性,且在水中具有相對高的可溶性。由于氫氧化鈉在水中具有相對高的可溶性,所以容易衡量用量,可以方便地在水處理的各個領域使用。
氫氧化鈉被使用在水處理方面的如下課題:xc水的硬度;調節(jié)水的pH值;對廢水進行中和;通過沉淀xc水中重金屬離子;離子交換樹脂的再生。
五、冶金
1、制鋁及氧化鋁:氫氧化鈉被用于處理鋁土礦,在鋁土礦中含有氧化鋁,氧化鋁是制取鋁的原料。用氫氧化鈉可以把氧化鋁從精礦中提純。
在鋁的冶煉過程中,所用的冰晶石的制備和鋁土礦的處理,都要用到純堿和燒堿。制氧化鋁 NaOH溶液加溫溶出鋁土礦中的氧化鋁,得到鋁酸鈉溶液。溶液與殘渣(赤泥)分離后,降低溫度,加入氫氧化鋁作晶種,經長時間攪拌,鋁酸鈉分解析出氫氧化鋁,洗凈,并在950~1200℃溫度下煅燒,便得氧化鋁成品。析出氫氧化鋁后的溶液稱為母液,蒸發(fā)濃縮后循環(huán)使用。由于三水鋁石、一水軟鋁石和一水硬鋁石的結晶構造不同,它們在苛性鈉溶液中的溶解性能有很大差異,所以要提供不同的溶出條件,主要是不同的溶出溫度。三水鋁石型鋁土礦可在125~140℃下溶出,一水硬鋁石型鋁土礦則要在240~260℃并添加石灰(3~7%)的條件下溶出。
反應方程式:Al2O3+2NaOH+H2O=2Na[Al(OH)4]或Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
氫氧化鈉也用于從黑鎢礦中提取煉鎢的原料鎢酸鹽:
4FeWO4+8NaOH+2H2O+O2=4Na2WO4+4Fe(OH)3
2、氫氧化鈉還被用于生產鋅合金和鋅錠。
3、煉鎢:冶煉鎢時,也是首先將精礦和純堿焙燒成可溶的鎢酸鈉后,再經酸析、脫水、還原等過程而制得粉末狀鎢的。
六、電鍍:燒堿在五金電鍍中作為電鍍溶液,起導體的作用。