氢氧化钠

氫氧化鈉，又称火碱、烧碱、液碱和苛性钠（sodium hydroxide；lye and caustic soda）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
IUPAC名 Sodium hydroxide
别名	燒鹼、固碱、粒鹼、片鹼、苛性钠、火碱、液堿、哥士的^[註 1]
识别
CAS号	1310-73-2
PubChem	14798
ChemSpider	14114
SMILES	[OH-].[Na+]
InChI	1/Na.H2O/h;1H2/q 1;/p-1
InChIKey	HEMHJVSKTPXQMS-REWHXWOFAM
Gmelin	68430
UN编号	1823
EINECS	215-185-5
ChEBI	32145
RTECS	WB4900000
KEGG	D01169
MeSH	Hydroxide Sodium Hydroxide
性质
化学式	NaOH
摩尔质量	40.00 g·mol⁻¹
精确质量	40.00 g/mol
外观	白色不透明的蠟狀固体
密度	2.13 g/cm^3
熔点	318 ℃ (591 K)
沸点	1388 ℃ (1661 K)
溶解性（水）	111 g/100 ml (20 ℃)
溶解性（甲醇）	238 g/L
溶解性（乙醇）	<139 g/L
蒸氣壓	<2.4 kPa (20 ℃)
pKb	-0.56 (NaOH(aq) ↔ Na^+ + OH^–) ^[1]
折光度n D	1.3576
危险性
欧盟危险性符号 腐蚀性 C
警示术语	R：R35-R37/38
安全术语	S：S1/2, S26, S37/39, S45
MSDS	External MSDS
欧盟编号	011-002-00-6
GHS危险性符号
NFPA 704	0 4 0 ALK
闪点	不可燃
相关物质
相关氢氧化物	氫氧化鋰 氫氧化鉀 氫氧化銣 氫氧化銫 氢氧化钫
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

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^[2]及其他清潔劑等，另也用於家用的水管疏通剂。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。^[3]

化学性質

和酸反应

氢氧化钠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：

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

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

利用这一性质，可以制备一些酸的钠盐，如：

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

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

酸性很弱的苯酚也能与之反应：

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

和酸性氧化物反应

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：

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

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）：

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

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。

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

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：

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

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

和两性氧化物及氢氧化物的反应

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：

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

和单质的反应

硼、硅和两性金属（如铍、铝、锌等）和氢氧化钠反应，放出氢气：

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

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：

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

氯、溴、碘、硫、白磷等单质和氢氧化钠发生歧化反应：

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

和盐的反应

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。

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

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

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

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

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：

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

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：

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

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。

和其它无机物的反应

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。

和有机物的反应

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： ${\displaystyle {\ce {EtCl + NaOH -> EtOH + NaCl}}}$ 
• 乙酸乙酯的加鹼水解^[4]： ${\displaystyle {\ce {CH3COOC2H5 + OH- ->[H2O] CH3COO- + C2H5OH}}}$ 
• 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，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^[5]。這叫鹼催化酮-烯醇互變異構：

 

工业制法

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^[6]：

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

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：

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

${\displaystyle {\ce {Na_2O + H_2O -> 2NaOH}}}$ 

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：^[7]

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

安全性

 

 

皮膚與氫氧化鈉溶液直接接觸所產生之灼傷，照片攝於患者與氫氧化鈉溶液直接接觸後44小時

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。^[8]

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

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

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

参看

• 碱
• 氢氧根：氢氧化钾、氢氧化钙
• 皂化反应

參考資料

1. . [2019-01-15]. （原始内容存档于2018-11-16）. 
2. Morfit, Campbell. A treatise on chemistry applied to the manufacture of soap and candles. Parry and McMillan. 1856. 
3. Cetin Kurt, Jürgen Bittner, Sodium Hydroxide, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, 2005, doi:10.1002/14356007.a24_345.pub2 
4. 乙酸乙酯 Ethyl acetate. 物竞数据库. [2021-01-19]. （原始内容于2021-02-06） （中文）. 添加微量的酸或碱能促进水解反应。 
5. 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. 
6. 氢氧化钠 Sodium hydroxide. 物竞数据库. [2021-01-19]. （原始内容于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 
7. Chemistry:Precision and Design.Verne Biddle, Gregory Parker.A Beka Book, Inc.
8. (PDF). www1.eere.energy.gov. 2008 [January 15, 2013]. （原始内容 (PDF)存档于2012年9月14日）. 

注释

1. 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”。

外部链接

• 科学空间 （页面存档备份，存于互联网档案馆）