氢氧化钠

氫氧化鈉（sodium hydroxide）又称苛性钠（caustic soda），俗称碱液（lye）、片鹼、火碱、烧碱、液碱等，化學式為NaOH，是一種具有高腐蝕性的強鹼，一般為白色片狀或顆粒，能溶於水生成鹼性溶液，另也能溶解於甲醇及乙醇。此鹼性物具有潮解性，會吸收空氣中的水蒸氣，亦會吸取二氧化碳、二氧化硫等酸性氣體。 氫氧化鈉為常用的化學品之一。其應用廣泛，為很多工業過程的必需品：常用於製造木浆紙張、紡織品、肥皂及其他清潔劑，另也用於煙氣脫硫與家用的水管疏通剂等。2004年全球總共製造了六千萬噸的氫氧化鈉，而總消耗量為五千一百萬噸。 氢氧化钠溶於水中會完全解离成钠离子與氢氧根离子，可以和酸进行酸鹼中和反应： N a O H + H C l → N a C l + H 2 O {\displaystyle {\rm {NaOH+HCl\rightarrow NaCl+H_{2}O}}} 2 N a O H + H 2 S O 4 → N a 2 S O 4 + 2 H 2 O {\displaystyle {\rm {2NaOH+H_{2}SO_{4}\rightarrow Na_{2}SO_{4}+2H_{2}O}}} 利用这一性质，可以制备一些酸的钠盐，如： N a O H + C 6 H 5 C O O H → C 6 H 5 C O O N a + H 2 O {\displaystyle {\rm {NaOH+C_{6}H_{5}COOH\rightarrow C_{6}H_{5}COONa+H_{2}O}}} N a O H + C H 3 C O O H → C H 3 C O O N a + H 2 O {\displaystyle {\rm {NaOH+CH_{3}COOH\rightarrow CH_{3}COONa+H_{2}O}}} 酸性很弱的苯酚也能与之反应： N a O H + C 6 H 5 O H → C 6 H 5 O N a + H 2 O {\displaystyle {\rm {NaOH+C_{6}H_{5}OH\rightarrow C_{6}H_{5}ONa+H_{2}O}}} 氫氧化鈉在空氣中容易變質，就是因為和空氣中的二氧化碳发生了反应： 2 N a O H + C O 2 → N a 2 C O 3 + H 2 O {\displaystyle {\rm {2NaOH+CO_{2}\rightarrow Na_{2}CO_{3}+H_{2}O}}} 在溶液中发生，过量的二氧化碳会将碳酸钠转化为碳酸氫鈉（俗稱小蘇打）： N a 2 C O 3 + C O 2 + H 2 O → 2 N a H C O 3 {\displaystyle {\rm {Na_{2}CO_{3}+CO_{2}+H_{2}O\rightarrow 2NaHCO_{3}}}} 由于玻璃製品中含有二氧化硅，氢氧化钠会与之反应生成硅酸钠，使得玻璃儀器中的活塞黏著於儀器上，無法再次使用。因此，存放氢氧化钠的细口瓶一般用橡胶塞封口。如果以玻璃容器长时间盛裝热的氫氧化鈉溶液，会造成玻璃容器损坏，甚至破裂的情況。 2 N a O H + S i O 2 → N a 2 S i O 3 + H 2 O {\displaystyle {\rm {2NaOH+SiO_{2}\rightarrow Na_{2}SiO_{3}+H_{2}O}}} 同样地，氢氧化钠也能和三氧化铬、五氧化二磷、三氧化二砷、二氧化硫、二氧化硒等其它酸性氧化物反应，生成它们的盐： 2 N a O H + C r O 3 → N a 2 C r O 4 + H 2 O {\displaystyle {\rm {2NaOH+CrO_{3}\rightarrow Na_{2}CrO_{4}+H_{2}O}}} 2 N a O H + 2 C r O 3 → N a 2 C r 2 O 7 + H 2 O {\displaystyle {\rm {2NaOH+2CrO_{3}\rightarrow Na_{2}Cr_{2}O_{7}+H_{2}O}}} 氢氧化钠可以和两性氧化物或氢氧化物反应，生成盐和水，如： 2 N a O H + A l 2 O 3 + 3 H 2 O → 2 N a [ A l ( O H ) 4 ] {\displaystyle {\rm {2NaOH+Al_{2}O_{3}+3H_{2}O\rightarrow 2Na[Al(OH)_{4}]}}} 硼、硅和两性金属（如铍、铝、锌等）和氢氧化钠反应，放出氢气： S i + 2 N a O H + H 2 O → N a 2 S i O 3 + 2 H 2 ↑ {\displaystyle {\rm {Si+2NaOH+H_{2}O\rightarrow Na_{2}SiO_{3}+2H_{2}\uparrow }}} 英國在1986年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上的鋁產生化學變化，導致油罐因內部壓力過載而受損，反應方程式如下所示： 2 A l + 2 N a O H + 2 H 2 O → 2 N a A l O 2 + 3 H 2 ↑ {\displaystyle {\rm {2Al+2NaOH+2H_{2}O\rightarrow 2NaAlO_{2}+3H_{2}\uparrow }}} 氯、溴、碘、硫、白磷等单质和氢氧化钠发生歧化反应： C l 2 + 2 N a O H → N a C l + N a C l O + H 2 O {\displaystyle {\rm {Cl_{2}+2NaOH\rightarrow NaCl+NaClO+H_{2}O}}} 过渡金属的盐类和一些主族金属的盐可以和氢氧化钠反应，生成更难溶的氢氧化物，或转化为可溶性的羟基配合物再次溶解。 2 N a O H + C o S O 4 → N a 2 S O 4 + C o ( O H ) 2 {\displaystyle {\rm {2NaOH+CoSO_{4}\rightarrow Na_{2}SO_{4}+Co(OH)_{2}}}} 2 N a O H + C u C l 2 → 2 N a C l + C u ( O H ) 2 {\displaystyle {\rm {2NaOH+CuCl_{2}\rightarrow 2NaCl+Cu(OH)_{2}}}} 3 N a O H + C r ( N O 3 ) 3 → 3 N a N O 3 + C r ( O H ) 3 {\displaystyle {\rm {3NaOH+Cr(NO_{3})_{3}\rightarrow 3NaNO_{3}+Cr(OH)_{3}}}} N a O H + C r ( O H ) 3 → N a [ C r ( O H ) 4 ] {\displaystyle {\rm {NaOH+Cr(OH)_{3}\rightarrow Na[Cr(OH)_{4}]}}} 以上反應的產物的顔色、溶解度等可被用來測試某種陽離子。 对于汞等氢氧化物不能稳定存在的物质来说，会生产氧化物或氧化物的水合物沉淀： 2 N a O H + H g C l 2 → 2 N a C l + H g O + H 2 O {\displaystyle {\rm {2NaOH+HgCl_{2}\rightarrow 2NaCl+HgO+H_{2}O}}} 氢氧化钠可以将过渡金属的酰基离子转化为阴离子酸根（简单离子或多聚离子），如VO2+、UO22+等： 6 N a O H + 2 U O 2 ( N O 3 ) 2 → 4 N a N O 3 + N a 2 U 2 O 7 + 3 H 2 O {\displaystyle {\rm {6NaOH+2UO_{2}(NO_{3})_{2}\rightarrow 4NaNO_{3}+Na_{2}U_{2}O_{7}+3H_{2}O}}} 氫氧化鈉跟銨鹽產生反應，生成氨氣、水和相應的鈉鹽。此為銨離子的檢驗方法。 二氧化氯、二氧化氮等可以和氢氧化钠发生反应。 高锰酸钠在氢氧化钠溶液中煮沸，可以还原为锰酸钠。 氢氧化钠可以将卤代烃、酯和酰卤水解。其醇溶液可以用于卤代烃的消去。例如： 氯乙烷的水解， 生成氯化鈉和乙醇： EtCl + NaOH ⟶ EtOH + NaCl {\displaystyle {\ce {EtCl + NaOH -> EtOH + NaCl}}} 乙酸乙酯的加鹼水解： CH 3 COOC 2 H 5 + OH − → H 2 O CH 3 COO − + C 2 H 5 OH {\displaystyle {\ce {CH3COOC2H5 + OH- ->[H2O] CH3COO- + C2H5OH}}} 如果是高級脂肪酸酯，水解成皂的反應，統一命名為皂化反應。 另外，氫氧化鈉是一種鹼，可提供氫氧根離子，可催化羥醛縮合反應。首先，氫氧根離子會去質子化醛或酮，生成烯醇負離子和水，該烯醇負離子會進攻令一電中性的醛或酮，生成羥醛加成物負離子。然後加成物會質子化，在第一步所生成的水上拿掉質子，在生成最終的羥醛產物後，亦同時再生氫氧根離子（催化劑）。 由於氫氧化鈉可以提供氫氧根離子，所以亦可催化酮-烯醇互變異構。這叫鹼催化酮-烯醇互變異構： 氢氧化钠為工业中製氯氣过程的副产物，工業上，透過电解大量饱和食盐水以量產氯氣，然而，當氯離子氧化成氯气逸出的同時，溶液中也只剩下氢氧化钠一种溶质，反应方程式如下所示： 2 NaCl + 2 H 2 O ⟶ 2 NaOH + Cl 2 ↑ + H 2 ↑ {\displaystyle {\ce {2NaCl + 2H_2O -> 2NaOH + Cl_2 ^ + H_2 ^}}} 19世紀以前，氫氧化鈉的製備通常會先以勒布朗制碱法生成前驅物碳酸钠，再通过高温煅烧，使得碳酸钠分解为氧化钠與二氧化碳，最後，將氧化钠溶於水中，便可製得氢氧化钠： Na 2 CO 3 ⟶ Na 2 O + CO 2 ↑ {\displaystyle {\ce {Na_2CO_3 -> Na_2O + CO_2 ^}}} Na 2 O + H 2 O ⟶ 2 NaOH {\displaystyle {\ce {Na_2O + H_2O -> 2NaOH}}} 另外，也可利用複分解制備氫氧化鈉，碳酸鈉（俗稱為蘇打）與氫氧化鈣（俗稱為熟石灰）的反應方程式如下所示： Na 2 CO 3 + Ca ( OH ) 2 ⟶ CaCO 3 ↓ + 2 NaOH {\displaystyle {\ce {Na_2CO_3 + Ca(OH)_2 -> CaCO_3 v + 2NaOH}}} 氢氧化钠固体或其溶液皆能灼伤皮肤，對无防护措施者可造成永久性伤害（如疤痕）。倘若讓氫氧化鈉直接接触眼睛的話，严重者甚至可造成失明。个人防护措施，諸如橡胶手套、防護衣與护目镜等便能大大降低接触氢氧化钠所带来的危险。 氢氧化钠溶于水中（如稀釋），抑或是與酸反應，都会放出大量的热量，可能导致灼伤或点燃易燃物（如有機溶劑）。除此之外，氢氧化钠能夠腐蚀一些金属（如铝）生成易燃的氢气，还能夠轻度腐蚀玻璃製品，應慎選儲存氫氧化鈉的容器材質。 2 Al + 2 NaOH + 2 H 2 O ⟶ 3 H 2 + 2 NaAlO 2 {\displaystyle {\ce {2Al + 2NaOH + 2H_2O -> 3H_2 + 2NaAlO_2}}} 2 Al + 6 NaOH + xH 2 O ⟶ 3 H 2 + 2 Na 3 AlO 3 + x H 2 O {\displaystyle {\ce {2Al + 6NaOH + xH_2O -> 3H_2 + 2 Na_3AlO_3 + x H_2O}}} 2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O ⟶ 3 H 2 + 2 NaAl ( OH ) 4 {\displaystyle {\ce {2Al + 2NaOH + 6H_2O -> 3H_2 + 2NaAl(OH)_4}}} 碱 氢氧根：氢氧化钾、氢氧化钙 皂化反应 Sortierte Liste: pKb-Werte, nach Ordnungszahl sortiert. – Das Periodensystem online. [2019-01-15]. （原始内容存档于2018-11-16）.  Morfit, Campbell. A treatise on chemistry applied to the manufacture of soap and candles. Parry and McMillan. 1856.  Cetin Kurt, Jürgen Bittner, Sodium Hydroxide, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, 2005, doi:10.1002/14356007.a24_345.pub2  乙酸乙酯 Ethyl acetate. 物竞数据库. [2021-01-19]. （原始内容存档于2021-02-06） （中文）. 添加微量的酸或碱能促进水解反应。  曾昭瓊. 《有机化学》第四版上册 第四版. 北京: 高等教育出版社. 2005. ISBN 7-04-013845-X.  氢氧化钠 Sodium hydroxide. 物竞数据库. [2021-01-19]. （原始内容存档于2021-02-06） （中文）. 将二次精制盐水电解，于阳极室生成氯气，阳极室盐水中的Na+通过离子膜进入阴极室与阴极室的0H生成氢氧化钠，H+直接在阴极上放电生成氢气  Chemistry:Precision and Design.Verne Biddle, Gregory Parker.A Beka Book, Inc. aluminium_water_hydrogen.pdf (application/pdf Object) (PDF). www1.eere.energy.gov. 2008 [January 15, 2013]. （原始内容 (PDF)存档于2012年9月14日）.  此稱呼主要出現在香港。港人取了其英文別名“caustic soda”中的“caustic”譯音，故讀作“哥士的”。 Chemistry WebBook上的化学数据 科学空间 （页面存档备份，存于互联网档案馆）