氢氧化钠（NAOH）：结构，性质，用途，合成 - 化学 - 2024

的氢氧化钠是一种无机化合物，其化学式是NaOH和由碱或碱金属强的。它在水中的5％溶液的pH值接近14。

它是非常吸湿的白色固体，也可以从空气中吸收二氧化碳形成碳酸钠。它在商业上以药丸的形式装在塑料瓶中，不能长时间暴露在空气中，也不能用刮刀处理。

手表玻璃中的氢氧化钠片。资料来源：未提供机器可读的作者。假定为Walkerma（基于版权主张）。

氢氧化钠可以通过使氢氧化钙与碳酸钠反应来合成。然而，目前，它基本上是通过电解盐水来合成的，并且是产生氯气的副产物。

鉴于NaOH的高碱性，它有许多用途和应用，例如纸，肥皂，洗涤剂，染料等的生产。还用于家庭清洁，水处理，铝加工，医药制造等；最重要的是，它是卓越的辅助模式。

氢氧化钠具有很强的腐蚀性，能够引起刺激并灼伤皮肤和眼睛。吸入粉尘可引起肺水肿。同时，它的摄入会严重损害消化道，甚至导致死亡。

结构体

无水的

NaOH离子。资料来源：加布里埃尔·玻利瓦尔（GabrielBolívar）。

上图显示了组成NaOH的离子。中的Na ⁺阳离子是由紫球表示，而羟基阴离子（氢氧化物或羟基）OH ^-由红色和白色的球体。两者的Na ⁺和OH ^-离子彼此通过其相反电荷的静电吸引相互作用。

氢氧化钠的结构

这种相互作用是无方向性的，所以一钠的景点⁺ OH ^-离子对可在一定的距离影响他人的。其结果是，中的Na ⁺离子相互排斥，以同样的方式作为OH ^-离子，直到它们限定最小能量的晶体在那里建立一个有序的和周期性（结晶）结构。

因此，无水NaOH（无水）的正交晶体出现：

表示无水氢氧化钠的晶体结构。资料来源：通过维基百科的Quibik。

离子保持足够的内聚力，因此无水NaOH晶体在323ºC时熔化（只要环境中没有湿度）。

水合物

两者的Na ⁺和OH ^-是很容易被水分子溶剂化（水合）离子。这有利于其水化作用超过其晶体的网状能量，这就是为什么NaOH与水接触时会释放大量能量的原因。

但是，无水晶体可以容纳未溶解的水分子。即，氢氧化钠可以形成许多水合物，氢氧化钠·nH的₂ O的水分子可以形成具有OH氢键^-（HOH-OH ^- ），或用Na坐标⁺（钠⁺ - OH ₂）。

根据NaOH与H ₂ O 的摩尔比，可能会生成一水合物（NaOH·H ₂ O），二水合物（NaOH·2H ₂ O），三水合物（NaOH·3.5H ₂ O），四水合物（NaOH·4H ₂ O） ，七水合物（NaOH·7H ₂ O）等。

这些水合物中的每一种都可以从具有不同质量百分比和不同温度的NaOH水溶液中结晶。因此，NaOH表现出复杂的水溶性图。

一般而言，水合物的晶体密度较小并且熔点较低。这是由于这样的事实，水分子“阻碍”中的Na之间的相互作用⁺和OH ^-在离子吸引牺牲，加入偶极-偶极力。

物理和化学特性

名字

IUPAC的首选名称：氢氧化钠。其他名称：苛性苏打，磷灰石（较不常见）

摩尔质量

39.9971克/摩尔

出现

白色，浆液状或不透明固体或晶体。

熔点

323摄氏度

沸点

1,388摄氏度

水溶性

在25°C的温度下为1,000 g / L 这表明它可以溶解在水中。

它们的水溶液是粘性的，其粘度值约为水的八十倍，并且最初会释放大量热量。如果您与它们接触，由于皮肤中脂肪酸的皂化作用，它们会使皮肤光滑。

碱度（pKb）

-0.56

pH值

5％w / w的水溶液的pH值接近14

折光率（nD）

在580.4 nm的波长下：320°C下为1,433，420°C下为1,421

稳定性

装有它的容器必须密闭，以防止碳酸钠的形成。这是由于其高吸湿性，导致其从周围环境吸收水分并吸收其CO ₂含量。

分解

加热分解时，会散发出氧化钠烟雾。

自燃点

不易燃

黏度

在350°C时为4.0泊

汽化热

175 kJ / mol在1,388ºC

表面张力

在18°C的水中以2.72％w / w的溶液溶解74.35达因/厘米。

反应性

与酸

与有机和无机无机酸反应，生成水和相应的盐。在硫酸的情况下，反应是放热的。

2 NaOH + H ₂ SO ₄ => Na ₂ SO ₄ + 2 H ₂ O

与酸性氧化物

与二氧化硫反应，例如得到的亚硫酸盐和水：

2 NaOH + SO ₂ => Na ₂ SO ₃ + H ₂ O

与金属

其水溶液与某些金属反应生成复杂的钠盐。例如，它与锌的反应生成锌酸钠：

锌+ 2氢氧化钠+ 2 H ₂ O => Na ₂ + H ₂

合成

氢氧化钠主要通过两种方法合成：最初使用碳酸钠，目前在更大的工业用途中电解氯化钠。

碳酸钠与氢氧化钙反应

碳酸钠与氢氧化钙以苛化反应的方式发生反应：

Ca（OH）₂ + Na ₂ CO ₃ => CaCO ₃ + NaOH

碳酸钙沉淀，在上清液中留下氢氧化钠，其通过蒸发浓缩。

碳酸钠先前来自苏威工艺：

2 NaCl + CaCO ₃ => Na ₂ CO ₃ + CaCl ₂

氯化钠电解

存在于盐水中的氯化钠的电解会在水溶液中产生氢气，氯化物气体和氢氧化钠：

2 Nacl + 2 H ₂ O => H ₂ + Cl ₂ + 2 NaOH

电解室由一个由钛金属制成的，包含阳极（+）的隔室和一个放置盐水的地方组成。该隔室通过多孔膜与阴极隔室（-）隔开。

在阳极发生以下反应：

2 Cl ^- =>氯₂ + 2e的^- （氧化）

同时，该反应发生在阴极：

2小时₂ O + 2e中^- =>ħ ₂ + OH ^- （还原）

钠（Na ⁺）通过分隔它们的膜从阳极室扩散到阴极室，形成氢氧化钠。

应用领域

清洁产品

氢氧化钠用于制造家庭和商业中使用的肥皂和洗涤剂。氢氧化钠和氯的结合产生氯漂白剂，用于洗涤白衣服。

它也消除了油脂在排水管中的积聚，通过皂化过程将其转化为肥皂来消除油脂。这样可以从房屋和其他建筑物中清除堵塞的管道。

药品

氢氧化钠用于制造常见的止痛药，例如阿司匹林。具有抗凝作用的药物也可阻止血凝块的形成，并具有降低高胆固醇血症的药物。

能源过程

氢氧化钠用于制造燃料电池，其功能类似于电池，可为包括运输在内的各种应用发电。在氢氧化钠的干预下制造的环氧树脂被用于风力涡轮机中。

水处理

氢氧化钠用于中和水的酸度，并有助于从水中去除重金属。它还用于生产水消毒剂次氯酸钠。

氢氧化钠与硫酸铝反应形成氢氧化铝：在水处理厂中使用的一种絮凝剂，可增加颗粒的沉降，使其澄清。

造纸业

氢氧化钠与硫化钠一起用于木材的处理中，以得到几乎纯净的形式的纤维素，这构成了纸张的基础。它也可用于纸张的回收，因为通过帮助分离墨水，它可以再次使用。

工业制造

氢氧化钠用于制造人造丝，氨纶，炸药，环氧树脂，玻璃和陶瓷。它在纺织工业中用于制造染料和加工棉织物。

在甘蔗处理厂中，使用低温氢氧化钠从甘蔗渣中生产乙醇。

风险性

氢氧化钠是一种高度腐蚀性的化合物，因此与皮肤接触会引起灼伤，水泡，甚至永久性疤痕。

接触眼睛会导致严重的灼伤，肿胀，疼痛，视力模糊，在严重的情况下会导致永久性失明。

吞咽氢氧化钠会灼伤嘴唇，舌头，喉咙，食道和胃。常见症状包括恶心，呕吐，胃痉挛和腹泻。

尽管吸入氢氧化钠的情况很少见，并且只能因空气中存在化合物粉尘或形成包含该化合物的雾而发生，但它会刺激肺部。

在慢性暴露的情况下，这可能会导致肺水肿和严重的呼吸急促，这是医疗紧急情况。

参考文献

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