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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品含有少量的氯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氯溴碘等鹵素發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方面農藥染料橡膠和化學工業方面石油鉆探精煉石油油脂和提煉焦油的石油工業以及國防工業機械工業木材加工冶金工業醫藥工業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氧化硫)
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?OH2O+CO2+Na2CO3=2NaHCO3
二化學工業
氫氧化鈉在國民經濟中有廣泛應用許多工業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
RCOO3C3H5(油脂)+3NaOH=3RCOONa(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中發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最后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
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?繼續反應生成NaHCO3碳酸氫鈉:
H2O+CO2+Na2CO3=2NaHCO3
三食品工業
我國《食品添加劑使用衛生標準》(GB 2920-1996)規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消除水的硬度調節水的pH值對廢水進行中和通過沉淀消除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濃縮后循環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[AlOH4]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+4FeOH3
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
七 化工及化學試劑
在化學工業中制金屬鈉電解水都要用燒堿許多無機鹽的生產特別是制備一些鈉鹽(如硼砂硅酸鈉磷酸鈉重鉻酸鈉亞硫酸鈉等等)都要用到燒堿或純堿合成染料藥物以及有機中間體等也要用到燒堿或純堿
一塑料
1聚碳酸酯(PC)光氣+氫氧化鈉+二氯甲烷
2聚氨酯(PU) 堿解回收過程中用燒堿
3酚醛環氧樹脂環氧化合物與線型酚醛樹脂在氫氧化鈉催化下縮聚而成的一類樹脂
4糠醛苯酚樹脂
糠醛與苯酚縮聚生成二價熱固生樹脂反應過程以氫氧化鈉為催化劑
5聚乙烯醇 生產過程用氫氧化鈉溶液碳酸鉀或其他氫氧化物催化
6水溶性酚醛樹脂40%氫氧化鈉溶液+37%甲醛制得
二化工及化學試劑
1制藥
1胃藥成分有氫氧化鋁氫氧化鎂碳酸氫鈉和少量氫氧化鈉主要作用是中和胃酸
2羧甲基纖維素鈉(CMC)食品藥品的乳化粘接成膜洗滌劑中作為抗污垢再沉積劑由精制棉與NaOH反應制成堿纖維素后與氯乙酸一步法醚化反應制得
2綠色凈水處理劑 用于污水處理
高鐵酸鈉(Na2FeO4)的制備
3NaClO次氯酸鈉+2FeOH3氫氧化鐵+4NaOH==2Na2FeO4+3NaCl+5H2O
堿式氯化鋁(PAC/BAC)使病毒的蛋白質變性.及水凈化廢水處理,強氧化鈉調節ph值.
3離子交換樹脂
陰離子交換樹脂失效后一般用5%-8%的NaOH溶液再生
4堿性清洗劑
NaOH溶液可以用于各種清洗劑如洗車液洗瓶劑洗潔精除銹劑消毒液的配置主要用于制酒業瓶子的清洗, 陶瓷金屬業的表面處理等等
5次氯酸鈉漂白劑
30%-35%的NaOH溶液低于10℃時吸Cl2濾去NaCl冷至20℃可得NaClO-5H2O晶體低于10℃真空脫去結晶水得到次氯酸鈉
6化學藥品制劑工業品助劑燒堿在醫藥工業中主要用于堿化溶液或調節藥液pH值
八橡膠皮革
1沉淀白炭黑
首先由氫氧化鈉與石英礦SiO2反應制成水玻璃(Na2O.mSO2)
其次水玻璃和硫酸鹽酸二氧化碳反應制成沉淀白炭黑(二氧化硅)
這里說的白炭黑是天然橡膠和合成橡膠的最佳補強劑
2舊橡膠回收
舊橡膠回收中用氫氧化鈉溶液對膠粉進行預處理然后進行后續加工
3皮革
制革一種制革廢灰液循環利用工藝一方面在現有膨脹工序的硫化鈉水溶液浸泡處理和加入石灰粉浸泡處理兩步驟之間增加使用皮重0.3-0.5%的30%氫氧化鈉溶液處理步驟使皮纖維充分膨脹滿足工藝要求提高半成品質量
九膠粘劑工業用作淀粉糊化劑中和劑
十陶瓷 燒堿在陶瓷制造的作用有兩點第一,在陶瓷的燒制過程中,燒堿作為稀釋劑第二,燒制好的陶瓷表面會有劃痕或很粗糙用燒堿溶液清洗后使陶瓷表面更加光滑
十一 儀器工業用作酸中和劑脫色劑脫臭劑
具體運用
1.用于造紙纖維素漿粕的生產用于粘液法人造絲合成纖維
2.用于肥皂合成洗滌劑合成脂肪酸的生產以及動植物油脂的精煉用作皂化劑
3.紡織印染工業用作棉布退漿劑煮煉劑絲光劑和還原染料海昌藍染料的溶劑用于紡織品的絲光處理染料中間體織物漂染
4.化學工業用于生產硼砂氰.化鈉甲酸草酸苯酚等
5.石油工業用于精煉石油制品煤油并用于油田鉆井泥漿中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.食品級產品在食品工業上用做酸中和劑可作柑橘桃子等水果的去皮劑也可用作脫色劑脫臭劑
7.可用做堿性干燥劑
8.可用于鍋爐脫硫
9廣泛用作中和劑用于制造各種鈉鹽肥皂紙漿整理棉織品絲粘膠纖維橡膠制品的再生金屬清洗電鍍漂白等
10用作高純試劑基本分析試劑配制分析用標準堿液在分析上用作酸的標定薄層分析法測定酮固醇的顯色劑
11冶煉工業用制造氫氧化鋁氧化鋁及金屬表面處理劑用于生產金屬鈉金屬鋅和金屬銅的表面處理
12在化妝品膏霜類中本品和硬脂酸等皂化起乳化劑作用用以制造雪花膏洗發膏等
13用作配合掩蔽劑沉淀劑沉淀掩蔽劑少量二氧化碳和水的吸收劑
生產方法
工業上生產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
1純堿苛化法將純堿石灰分別經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澄清蒸發濃縮至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其
Na2CO3+CaOH2→2NaOH+CaCO3
2天然堿苛化法天然堿經粉碎溶解或者堿鹵澄清后加人石灰乳在95~100℃進行苛化苛化液經澄清蒸發濃縮至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其
Na2CO3+CaOH2→2NaOH+CaCO3↓
NaHCO3+CaOH2→NaOH+CaCO3↓+H2O
3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預熱后送去電解電解液經預熱蒸發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其2NaCl+2H2O[電解] →2NaOH+Cl2↑+H2↑
4離子交換膜法將原鹽化鹽后按傳統的辦法進行鹽水精制把一次精鹽水經微孔燒結碳素管式過濾器進行過濾后再經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0H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%質量可以直接作為液堿產品也可以進一步熬濃制得周體燒堿成品其2NaCl+2H2O→2NaOH+H2↑+Cl2↑
氫氧化鈉質量標準GB 51752000
指標名稱 | 固體 | 液體 |
總堿量/% | 95.0~100.5 | 97.0~103.0按NaOH標示值折算 |
碳酸鈉/% | ≤3.0 | ≤3.0 按NaOH標示值折算 |
砷/% | ≤0.0003 | ≤0.0003干基計 |
重金屬Pb/% | ≤0.002 | ≤0.002干基計 |
鉛/% | ≤0.001 | ≤0.001干基計 |
不溶物及有機雜質 | 通過試驗 | - |
汞/%GT-22 | ≤0.00001 | ≤0.0001干基計 |
注當重金屬含量的實測結果小于0.001%時可不測定鉛含量
1. AR 2. CP 3. GR 4. ACS
項目Item 優級純 分析純 化學純 GR AR CP含量NaOHAssay,% ≥ 97.0 96.0 95.0碳酸鹽以NaCO3計Carbonate,% ≤ 1.0 1.5 3.0澄清度試驗Clarity 合格 合格 合格氯化物ClChloride,% ≤ 0.002 0.005 0.01硫酸鹽SO4Sulfate,% ≤ 0.002 0.005 0.02總氮量NTotal nitrogen,% ≤ 0.0005 0.001 0.002磷酸鹽PO4Phosphate,% ≤ 0.0005 0.001 0.002硅酸鹽SiO3Silicate,% ≤ 0.005 0.01 0.05鎂MgMagnesium,% ≤ 0.0005 -- --鋁AlAluminum,% ≤ 0.001 0.002 0.005鉀KPotassium,% ≤ 0.02 0.05 --鈣CaCalcium,% ≤ 0.002 0.01 0.05鐵FeIron,% ≤ 0.005 0.001 0.002鎳NiNickel,% ≤ 0.001 -- --鋅ZnZinc,% ≤ 0.001 -- --砷AsArsenic,% ≤ 0.001 -- --重金屬以Pb計Heavy metals,% ≤ 0.001 0.003 0.003
ACS級項目名稱 ACS Grade含量NaOHAssay ≥97%碳酸鈉Sodium carbonate ≤1.0%硫酸鹽SO4Sulfate ≤0.003%氯化物ClChloride ≤0.005%氮化合物以N計Nitrogen compounds ≤0.001%磷酸鹽PO4Phosphate ≤0.001%重金屬以Pb計Heavy metals ≤0.002%鐵FeIronFe ≤0.001%鎳NiNickel ≤0.001%汞HgMercurous ≤0.1ppm鈣CaCalcium ≤0.005%鎂MgMagnesium ≤0.002%鉀KPotassium ≤0.02%