氫氧化鈉

**氫氧化鈉**（sodium hydroxide）又稱**苛性鈉**（sodium hydroxide），俗稱**鹼液**（lye）、**火鹼**、**燒鹼**、**液鹼**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：常用於製造木漿紙張、紡織品、肥皂及其他清潔劑等，另也用於家用的水管疏通劑。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。

## 化學性質

### 和酸反應

氫氧化鈉於水中會完全解離成鈉離子與氫氧根離子，可以和酸進行酸鹼中和反應：

　
: ${\rm {NaOH+HCl\rightarrow NaCl+H_{2}O}}$

　
: ${\rm {2NaOH+H_{2}SO_{4}\rightarrow Na_{2}SO_{4}+2H_{2}O}}$

利用這一性質，可以製備一些酸的鈉鹽，如：

　
: ${\rm {NaOH+C_{6}H_{5}COOH\rightarrow C_{6}H_{5}COONa+H_{2}O}}$

　
: ${\rm {NaOH+CH_{3}COOH\rightarrow CH_{3}COONa+H_{2}O}}$

酸性很弱的苯酚也能與之反應：

　
: ${\rm {NaOH+C_{6}H_{5}OH\rightarrow C_{6}H_{5}ONa+H_{2}O}}$

### 和酸性氧化物反應

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發生了反應：

　
: ${\rm {2NaOH+CO_{2}\rightarrow Na_{2}CO_{3}+H_{2}O}}$

在溶液中發生，過量的二氧化碳會將碳酸鈉轉化為碳酸氫鈉（俗稱小蘇打）：

　
: ${\rm {Na_{2}CO_{3}+CO_{2}+H_{2}O\rightarrow 2NaHCO_{3}}}$

由於玻璃製品中含有二氧化矽，氫氧化鈉會與之反應生成矽酸鈉，使得玻璃儀器中的活塞黏著於儀器上，無法再次使用。因此，存放氫氧化鈉的細口瓶一般用橡膠塞封口。如果以玻璃容器長時間盛裝熱的氫氧化鈉溶液，會造成玻璃容器損壞，甚至破裂的情況。

　
: ${\rm {2NaOH+SiO_{2}\rightarrow Na_{2}SiO_{3}+H_{2}O}}$

同樣地，氫氧化鈉也能和三氧化鉻、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應，生成它們的鹽：

　
: ${\rm {2NaOH+CrO_{3}\rightarrow Na_{2}CrO_{4}+H_{2}O}}$

　
: ${\rm {2NaOH+2CrO_{3}\rightarrow Na_{2}Cr_{2}O_{7}+H_{2}O}}$

### 和兩性氧化物及氫氧化物的反應

氫氧化鈉可以和兩性氧化物或氫氧化物反應，生成鹽和水，如：

　
: ${\rm {2NaOH+Al_{2}O_{3}+3H_{2}O\rightarrow 2Na[Al(OH)_{4}]}}$

### 和單質的反應

硼、矽和兩性金屬（如鈹、鋁、鋅等）和氫氧化鈉反應，放出氫氣：

　
: ${\rm {Si+2NaOH+H_{2}O\rightarrow Na_{2}SiO_{3}+2H_{2}\uparrow }}$

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：

　
: ${\rm {2Al+2NaOH+2H_{2}O\rightarrow 2NaAlO_{2}+3H_{2}\uparrow }}$

氯、溴、碘、硫、白磷等單質和氫氧化鈉發生歧化反應：

　
: ${\rm {Cl_{2}+2NaOH\rightarrow NaCl+NaClO+H_{2}O}}$

### 和鹽的反應

過渡金屬的鹽類和一些主族金屬的鹽可以和氫氧化鈉反應，生成更難溶的氫氧化物，或轉化為可溶性的羥基配合物再次溶解。

　
: ${\rm {2NaOH+CoSO_{4}\rightarrow Na_{2}SO_{4}+Co(OH)_{2}}}$

　
: ${\rm {2NaOH+CuCl_{2}\rightarrow 2NaCl+Cu(OH)_{2}}}$

　
: ${\rm {3NaOH+Cr(NO_{3})_{3}\rightarrow 3NaNO_{3}+Cr(OH)_{3}}}$

　
: ${\rm {NaOH+Cr(OH)_{3}\rightarrow Na[Cr(OH)_{4}]}}$

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。

對於汞等氫氧化物不能穩定存在的物質來說，會生產氧化物或氧化物的水合物沉澱：

　
: ${\rm {2NaOH+HgCl_{2}\rightarrow 2NaCl+HgO+H_{2}O}}$

氫氧化鈉可以將過渡金屬的醯基離子轉化為陰離子酸根（簡單離子或多聚離子），如 VO2+、UO22+ 等：

　
: ${\rm {6NaOH+2UO_{2}(NO_{3})_{2}\rightarrow 4NaNO_{3}+Na_{2}U_{2}O_{7}+3H_{2}O}}$

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。

### 和其它無機物的反應

二氧化氯、二氧化氮等可以和氫氧化鈉發生反應。

高錳酸鈉在氫氧化鈉溶液中煮沸，可以還原為錳酸鈉。

### 和有機物的反應

氫氧化鈉可以將鹵代烴、酯和醯鹵水解。其醇溶液可以用於鹵代烴的消去。例如：

* 氯乙烷的水解， 生成氯化鈉和乙醇： ${\ce {EtCl + NaOH -> EtOH + NaCl}}$
* 乙酸乙酯的加鹼水解： ${\ce {CH3COOC2H5 + OH- ->[H2O] CH3COO- + C2H5OH}}$
* 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，那加成物會質子化，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：

## 工業製法

氫氧化鈉為工業中製氯氣過程的副產物，工業上，透過電解大量飽和食鹽水以量產氯氣，然而，當氯離子氧化成氯氣逸出的同時，溶液中也只剩下氫氧化鈉一種溶質，反應方程式如下所示：

　
: ${\ce {2NaCl + 2H_2O -> 2NaOH + Cl_2 ^ + H_2 ^}}$

19 世紀以前，氫氧化鈉的製備通常會先以勒布朗制鹼法生成前驅物碳酸鈉，再通過高溫煅燒，使得碳酸鈉分解為氧化鈉與二氧化碳，最後，將氧化鈉溶於水中，便可製得氫氧化鈉：

　
: ${\ce {Na_2CO_3 -> Na_2O + CO_2 ^}}$

　
: ${\ce {Na_2O + H_2O -> 2NaOH}}$

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：

　
: ${\ce {Na_2CO_3 + Ca(OH)_2 -> CaCO_3 v + 2NaOH}}$

## 安全性

氫氧化鈉固體或其溶液皆能灼傷皮膚，對無防護措施者可造成永久性傷害（如疤痕）。倘若讓氫氧化鈉直接接觸眼睛的話，嚴重者甚至可造成失明。個人防護措施，諸如橡膠手套、防護衣與護目鏡等便能大大降低接觸氫氧化鈉所帶來的危險。

氫氧化鈉溶於水中（如稀釋），抑或是與酸反應，都會放出大量的熱量，可能導致灼傷或點燃易燃物（如有機溶劑）。除此之外，氫氧化鈉能夠腐蝕一些金屬（如鋁）生成易燃的氫氣，還能夠輕度腐蝕玻璃製品，應慎選儲存氫氧化鈉的容器材質。

　
: ${\ce {2Al + 2NaOH + 2H_2O -> 3H_2 + 2NaAlO_2}}$

　
: ${\ce {2Al + 6NaOH + xH_2O -> 3H_2 + 2 Na_3AlO_3 + x H_2O}}$

　
: ${\ce {2Al + 2NaOH + 6H_2O -> 3H_2 + 2NaAl(OH)_4}}$

## 參看

* 鹼
* 氫氧根：氫氧化鉀、氫氧化鈣
* 皂化反應

## 參考資料

## 注釋

## 外部連結

* Chemistry WebBook 上的化學數據
* 科學空間 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）