|
氫氧化鈉的主要用途及安全防護措施氫氧化鈉:化學式為NaOH,俗稱燒堿、火堿、片堿、苛性鈉(香港亦稱“哥士的”),為一種具有高腐蝕性的強堿,一般為片狀或顆粒形態(tài),易溶于水并形成堿性溶液,可增強水的導電性,另有潮解性,易吸取空氣中的水蒸氣。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。密度2.130g/cm3。熔點318.4℃。沸點1390℃。工業(yè)品含有少量的氯化鈉和碳酸鈉,是白色不透明的固體。有塊狀、片狀、粒狀和棒狀等。 堿性 氫氧化鈉氫氧化鈉溶于水中會完全解離成鈉離子與氫氧根離子,所以它具有堿的通性。 它可與任何質(zhì)子酸進行酸堿中和反應: NaOH + HCl = NaCl + H₂O(復分解反應) 2NaOH + H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O(復分解反應) NaOH + HNO₃=NaNO₃+H₂O(復分解反應) 同樣,其溶液能夠與鹽溶液發(fā)生復分解反應: NaOH + NH₄Cl = NaCl +NH₃·H₂O 2NaOH + CuSO₄= Cu(OH)₂↓+ Na₂SO₄ 2NaOH+MgCl₂= 2NaCl+Mg(OH)₂↓ 皂化反應 許多的有機反應中,氫氧化鈉也扮演著類似催化劑的角色,其中,最具代表性的莫過于皂化反應:RCOOR' + NaOH = RCOONa + R'OH 其他 之所以氫氧化鈉于空氣中容易變質(zhì),是因為空氣中含有二氧化碳:2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O 倘若持續(xù)通入過量的二氧化碳,則會生成碳酸氫鈉,俗稱為小蘇打,反應方程式如下所示:Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O = 2NaHCO₃ 同樣,氫氧化鈉能夠與像二氧化硫等酸性氧化物發(fā)生如下反應:2NaOH + SiO₂ = Na₂SiO₃ + H₂O 2NaOH + SO₂(微量)= Na₂SO₃ + H₂O NaOH + SO₂(過量)= NaHSO₃(生成的Na₂SO₃和水與過量的SO₂反應生成了NaHSO₃) 顏色反應 它能與指示劑發(fā)生反應:氫氧化鈉溶液通常使石蕊試液變藍,使酚酞試液變紅 腐蝕性 氫氧化鈉對玻璃制品有輕微的腐蝕性,兩者會生成硅酸鈉(sodium silicate),使得玻璃儀器中的活塞黏著于儀器上。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。 其他反應 兩性金屬會與氫氧化鈉反應生成氫氣,1986年,英國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的鋁產(chǎn)生化學變化,導致油罐因內(nèi)部壓力過載而永久受損,反應方程式如下所示: 2Al + 2NaOH + 2H₂O = 2NaAlO₂ + 3H₂↑ 兩性非金屬也會與氫氧化鈉反應生成氫氣,如: Si + 2NaOH + H₂O=Na₂SiO₃ + 2H₂↑ 氫氧化鋁為一相當常用于除去水中雜質(zhì)的膠狀凝聚劑,因過渡金屬的氫氧化物大都不太溶于水,且氫氧化鋁表面的面積大可以吸附小微粒,故于自來水中添加明礬可促使過渡金屬以氫氧化物的形式沉淀析出,再利用簡單的過濾設備,即可完成自來水的初步過濾。明礬的制備也牽涉到氫氧化鈉的使用: 6NaOH +2KAl(SO₄)₂=2Al(OH)₃↓ + K₂SO₄ +3Na₂SO₄ 鈉鹽與氧化鈣反應 可以用一些碳酸氫鈉(小蘇打)和一些氧化鈣(生石灰)(一般的食品包裝袋中用來做吸水劑的小袋子中有,例如海苔包裝中)。把生石灰放于水中,反應后變?yōu)槭覞{(氫氧化鈣溶液、熟石灰),把碳酸氫鈉(或碳酸鈉)的固體顆粒(濃溶液也行)加入石灰漿中,為保證產(chǎn)物氫氧化鈉的純度,需使石灰漿過量,原因:參考氫氧化鈣和碳酸鈉的溶解度。攪拌加快其反應,待其反應一會兒后,靜置片刻,隨著碳酸鈣的沉淀,上層清液就是氫氧化鈉溶液,小心倒出即可。 CaO + H₂O ==== Ca(OH)₂ NaHCO₃+ Ca(OH)₂==== CaCO₃↓+ NaOH + H₂O(推薦) 優(yōu)級品氫氧化鈉 Ca(OH)₂+Na₂CO₃ ====CaCO₃↓+2NaOH 鈉與水反應 取一塊金屬鈉,擦去表面煤油,刮去表面氧化層,放入盛有水的燒杯中。 反應化學方程式: 2Na+2H₂O====2NaOH+H₂↑ 現(xiàn)象:(浮、熔、游、響) 浮:鈉浮在水面上; 熔:鈉熔化成小球; 游:鈉在水面上游動; 響:鈉咝咝作響 ; 工業(yè)上生產(chǎn)燒堿的方法有苛化法和電解法兩種 苛化法按原料不同分為純堿苛化法和天然堿苛化法;電解法可分為隔膜電解法和離子交換膜法。 純堿苛化法 將純堿、石灰分別經(jīng)化堿制成純堿溶液、化灰制成石灰乳,于99~101℃進行苛化反應,苛化液經(jīng)澄清、蒸發(fā)濃縮至40%以上,制得液體燒堿。將濃縮液進一步熬濃固化,制得固體燒堿成品。苛化泥用水洗滌,洗水用于化堿。 Na₂CO₃+Ca(OH)₂→2NaOH+CaCO₃↓ 天然堿苛化法 天然堿經(jīng)粉碎、溶解(或者堿鹵)、澄清后加入石灰乳在95~100℃進行苛化,苛化液經(jīng)澄清、蒸發(fā)濃縮至NaOH濃度46%左右、清液冷卻、析鹽后進一步熬濃.制得固體燒堿成品。苛化泥用水洗滌,洗水用于溶解天然堿。 Na₂CO₃+Ca(OH)2→2NaOH+CaCO₃↓NaHCO₃+Ca(OH)2→NaOH+CaCO₃↓+H2O 隔膜電解法 將原鹽化鹽后加入純堿、燒堿、氯化鋇精制劑除去鈣、鎂、硫酸根離子等雜質(zhì),再于澄清槽中加入聚丙烯酸鈉或苛化麩皮以加速沉淀,砂濾后加入鹽酸中和,鹽水經(jīng)預熱后送去電解,電解液經(jīng)預熱、蒸發(fā)、分鹽、冷卻,制得液體燒堿,進一步熬濃即得固體燒堿成品。鹽泥洗水用于化鹽。 2NaCl+2H₂O[電解] →2NaOH+Cl₂↑+H₂↑ 離子交換膜法 將原鹽化鹽后按傳統(tǒng)的辦法進行鹽水精制,把一次精鹽水經(jīng)微孔燒結(jié)碳素管式過濾器進行過濾后,再經(jīng)螫合離子交換樹脂塔進行二次精制,使鹽水中鈣、鎂含量降到0.002%以下,將二次精制鹽水電解,于陽極室生成氯氣,陽極室鹽水中的Na+通過離子膜進入陰極室與陰極室的OH生成氫氧化鈉,H+直接在陰極上放電生成氫氣。電解過程中向陽極室加入適量的高純度鹽酸以中和返遷的OH-,陰極室中應加入所需純水。在陰極室生成的高純燒堿濃度為30%~32%(質(zhì)量),可以直接作為液堿產(chǎn)品,也可以進一步熬濃,制得固體燒堿成品。 2NaCl+2H₂O→2NaOH+H₂↑+Cl₂↑ 氫氧化鈉提純法 氫氧化鈉含有的雜質(zhì)通常有鐵、氯化鈉、硅酸鹽、碳酸鹽等。取100g工業(yè)氫氧化鈉溶于1L無水乙醇(不含乙醛)中,在不含二氧化碳、濕氣的干燥空氣中過濾,去除氯化物、碳酸鹽、硅酸鹽等雜質(zhì),濃縮濾液去除乙醇,隨著濃縮分離掉生成的固體乙醇鈉。用純無水乙醇洗滌數(shù)次,長時間減壓加熱去除殘留的乙醇,則得到純度為99.8%左右的氫氧化鈉。 采用電解法和苛化法。電解法又分為水銀電解法和隔膜電解法。水銀電解法將食鹽化鹽后,加入純堿、燒堿和氯化鋇除去鎢、鎂和硫酸根等雜質(zhì)。經(jīng)澄清、砂濾、加鹽酸,再經(jīng)預熱、電解而得。隔膜電解法是將食鹽化鹽后,加入純堿、燒堿和氯化鋇,除去鎢、鎂和硫酸根而得。 檢測方法 方法名稱:氫氧化鈉—氫氧化鈉的測定—中和滴定法。 應用范圍:該方法采用滴定法測定氫氧化鈉的含量。 該方法適用于氫氧化鈉。 方法原理:供試品加新沸過的冷水適量使溶解后,放冷,用水稀釋至刻度,搖勻,精密量取25mL,加酚酞指示液3滴,用硫酸滴定液(0.1mol/L)滴定至紅色消失,記錄消耗硫酸滴定液(0.1mol/L)的容積(mL),加甲基橙指示液2滴,繼續(xù)加硫酸滴定液(0.1mol/L)至顯持續(xù)的橙紅色,根據(jù)前后兩次消耗硫酸滴定液(0.1mol/L)的容積(mL),算出供試量中的堿含量(作為NaOH計算)并根據(jù)加甲基橙指示液后消耗硫酸滴定液(0.1mol/L)的容積(mL),算出供試量中Na₂CO₃的含量。 試劑: 1. 水(新沸放冷) 2. 硫酸滴定液(0.1mol/L) 3. 酚酞指示液 4.甲基橙指示液:取甲基橙0.1g,加水100mL使溶解,即得。 試樣制備: 硫酸滴定液(0.1mol/L) 配制:取硫酸6mL,緩緩注入適量的水中,冷卻至室溫,加水稀釋至1000mL,搖勻。 標定:取在270~300℃干燥恒重的基準無水碳酸鈉約0.3g,精密稱定,加水50mL使溶解,加甲基紅-溴甲酚綠混合指示液10滴,用本液滴定至溶液由綠色變?yōu)樽霞t色時,煮沸2分鐘,冷卻至室溫,繼續(xù)滴定至溶液顏色有綠色變?yōu)榘底仙C?mL硫酸滴定液(0.1mol/L)相當于10.60mg的無水碳酸鈉。根據(jù)本液消耗量與無水碳酸鈉的取用量,算出本液的濃度,即得。 注1:“精密稱取”系指稱取重量應準確至所稱取重量的千分之一,“精密量取”系指量取體積的準確度應符合國家標準中對該體積移液管的精度要求。 變質(zhì)檢驗 NaOH變質(zhì)后會生成Na₂CO₃ 2NaOH + CO₂==== Na₂CO₃+ H₂O(復分解反應) 1.樣品中滴加過量稀鹽酸若有氣泡產(chǎn)生,則氫氧化鈉變質(zhì)。 原理:2HCl + Na₂CO₃==== 2NaCl + CO₂↑+ H₂O (空氣中含有少量的二氧化碳,而敞口放置的NaOH溶液能夠與CO₂反應 HCl中的氫離子能夠與碳酸根離子反應生成氣體) 注:HCl會優(yōu)先與NaOH反應生成NaCl和H₂O。因為NaOH是強堿,而Na₂CO₃是水溶液顯堿性。 2.樣品中加澄清石灰水,若有白色沉淀生成,則氫氧化鈉變質(zhì)。 原理:Na₂CO₃ + Ca(OH)₂==== CaCO₃↓+ 2NaOH 3.樣品中加氯化鋇,若有白色沉淀生成,則氫氧化鈉變質(zhì)。 原理:Na₂CO₃ + BaCl₂==== BaCO₃↓+ 2NaCl 4、部分變質(zhì): ①加入BaCl₂或BaNO₃,有沉淀產(chǎn)生,證明有Na₂CO₃產(chǎn)生,待沉淀完全靜止后,取上層清液于試管內(nèi),滴加無色酚酞溶液,酚酞變紅,則證明有NaOH。 注:不滴加NH₄Cl,Na₂CO₃溶于水后呈堿性是因為會有OHˉ根離子,NH₄+與OHˉ跟結(jié)合也會有刺激性氣味,故不能。 ②在NaOH中加入氯化鈣,若有白色沉淀生成,則說明NaOH變質(zhì)。加入無色酚酞,若無色酚酞不變色,則說明完全變質(zhì)。若無色酚酞變紅,說明部分變質(zhì)。 主要用途 用途極廣。用于制造紙漿、肥皂、染料、人造絲、制鋁、石油精制、棉織品整理、煤焦油產(chǎn)物的提純,以及食品加工、木材加工及機械工業(yè)等方面。 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氧化硫。) 工業(yè)方面 氫氧化鈉在國民經(jīng)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(chǎn)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(chǎn)中,制取硼砂、鉻鹽、錳酸鹽、磷酸鹽等,也要使用大量的燒堿。 農(nóng)業(yè)方面 燒堿殺菌力強,價廉易得,在畜牧業(yè)生產(chǎn)中,常用于雞白痢、雞瘟、鴨瘟、禽霍亂、豬丹毒、牛流感、結(jié)核病、布氏桿菌病、口蹄疫等傳染病的消毒。在實際應用中,一般將其稀釋成2%~5%的溶液用于牧場、畜舍、運畜車輛等的消毒[2]。 化學工業(yè) 氫氧化鈉的特性決定了這一產(chǎn)品在大量的化學反應中是不可缺少的重要物質(zhì)。氫氧化鈉是生產(chǎn)聚碳酸酯,超級吸收質(zhì)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。 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。 向溶液中加入氯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(jīng)填充劑處理可得塊狀肥皂。 皂化反應 脂肪和植物油的主要成分是三酸甘油酯,它的堿水解方程式為: 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。 吸收二氧化碳氣體 中性,堿性氣體中混有CO₂可用下面的反應除雜 CO₂+2NaOH = Na₂CO₃+H₂O 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(zhì),它被用于煮和漂白紙頁的過程。 食品工業(yè) 氫氧化鈉可以被廣泛使用于下列生產(chǎn)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。 |
XXXXXXXXXX電器集團
Copyright 2015 xxxx電器集團 京ICP備10011451號-6
關(guān)注官方微信