片碱是什么
片碱是氢氧化钠,也称苛性钠、烧碱、火碱,是一种无机化合物,化学式NaOH,氢氧化钠具有强碱性,腐蚀性极强,可作酸中和剂、配合掩蔽剂、沉淀剂、沉淀掩蔽剂、显色剂、皂化剂、去皮剂、洗涤剂等。
发现时间:
1787年,医生NicolasLeblanc(1762-1806)发明了用食盐制取氢氧化钠的合适工艺,并进行了大规模生产。
1887年,瑞典化学家阿伦尼乌斯创立了酸碱电离理论(即水溶液酸碱理论),他提出酸即在水溶液中凡是电离产生的阳离子全部都是氢离子的物质,碱即在水溶液中凡是电离产生的阴离子全部都是氢氧根离子的物质。从此氢氧化钠的碱性得到了明确的定义。
化学信息:
化学式:NaOH
分子量:40.00
CAS号:1310-73-2
EINECS号:215-185-5
性质:
物理性质
密度:2.13g/cm3
熔点:318℃
沸点:1388℃
临界压力:25MPa[2]
饱和蒸气压:0.13kPa(739℃)
外观:白色结晶性粉末
溶解性:易溶于水、乙醇、甘油,不溶于丙酮、乙醚
氢氧化钠在水中的溶解度变化如下:
化学性质
碱性
氢氧化钠溶于水中会完全解离成钠离子与氢氧根离子,所以它具有碱的通性。
它可与任何质子酸进行酸碱中和反应(也属于复分解反应):
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O
NaOH+HNO₃=NaNO₃+H₂O
同样,其溶液能够与盐溶液发生复分解反应与配位反应:
NaOH+NH₄Cl=NaCl+NH₃·H₂O
2NaOH+CuSO₄=Cu(OH)₂↓+Na₂SO₄
2NaOH+MgCl₂=2NaCl+Mg(OH)₂↓
ZnCl2+4NaOH(过量)=Na2[Zn(OH)4]+2NaCl
氢氧化钠在空气中容易变质成碳酸钠(Na₂CO₃),因为空气中含有酸性氧化物二氧化碳(CO₂):
2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O这也是其碱性的体现。
倘若持续通入过量的二氧化碳,则会生成碳酸氢钠(NaHCO₃),俗称为小苏打,反应方程式如下所示:
Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃
同样,氢氧化钠能与像二氧化硅(SiO₂)、二氧化硫(SO₂)等酸性氧化物发生反应:
2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O
2NaOH+SO₂(微量)=Na₂SO₃+H₂O
NaOH+SO₂(过量)=NaHSO₃(生成的Na₂SO₃和水与过量的SO₂反应生成了NaHSO₃)
应用领域:
氢氧化钠(NaOH)的用途极广。用于生产纸、肥皂、染料、人造丝,冶炼金属、石油精制、棉织品整理、煤焦油产物的提纯,以及食品加工、木材加工及机械工业等方面。
化学实验
可以用作化学实验。除了用做试剂以外,由于它有很强的吸水性和潮解性,还可用做碱性干燥剂。也可以吸收酸性气体(如在硫在氧气中燃烧的实验中,氢氧化钠溶液可装入瓶中吸收有毒的二氧化硫)。
中性、碱性气体中混有CO₂,可用NaOH除杂,生成Na₂CO₃(碳酸钠)和H₂O(生成的Na₂CO₃溶于H₂O中):
CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O;H2O+CO2+Na2CO3=2NaHCO3
化学工业
氢氧化钠在国民经济中有广泛应用,许多工业部门都需要氢氧化钠。使用氢氧化钠最多的部门是化学药品的制造,其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外,在生产染料、塑料、药剂及有机中间体,旧橡胶的再生,制金属钠、水的电解以及无机盐生产中,制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等,也要使用大量的烧碱。同时氢氧化钠是生产聚碳酸酯、超级吸收质聚合物、沸石、环氧树脂、磷酸钠、亚硫酸钠和大量钠盐的重要原材料之一。
生产洗涤剂
肥皂:制造肥皂是烧碱最古老和最广泛的用途。
氢氧化钠一直被用于传统的生活用途。直到今天,肥皂、香皂和其它种类的洗涤用品对烧碱的需求量依然占烧碱的15%左右。
脂肪和植物油的主要成分是三酸甘油酯(三酰甘油),它的碱水解方程式为:
(RCOO)3C3H5(油脂)+3NaOH=3(RCOONa)(高级脂肪酸钠)+C3H8O3(甘油)
该反应为生产肥皂的原理,故得名皂化反应。
R基可能不同,但生成的R-COONa都可以做肥皂。常见的R-有:
C17H33-:8-十七碳烯基。R-COOH为油酸。
C15H31-:正十五烷基。R-COOH为软脂酸。
C17H35-:正十七烷基。R-COOH为硬脂酸。
洗涤剂:氢氧化钠被用于生产各种洗涤剂,甚至如今的洗衣粉(十二烷基苯磺酸钠等成分)也是由大量的烧碱制造出来的,烧碱被用于磺化反应后对过剩的发烟硫酸进行中和。
造纸
氢氧化钠在造纸工业中发挥着重要的作用。由于其碱性特质,它被用于煮和漂白纸页的过程。
造纸的原料是木材或草类植物,这些植物里除含纤维素外,还含有相当多的非纤维素(木质素、树胶等)。加入稀的氢氧化钠溶液可将非纤维素成分溶解而分离,从而制得以纤维素为主要成分的纸浆。
人造纤维和纺织
人造纤维如人造棉、人造毛、人造丝等,大都是粘胶纤维,它们是用纤维素、氢氧化钠、二硫化碳(CS2)为原料制成粘胶液,经喷丝、凝结而制得。
在纺织工业中,氢氧化钠被用于纤维的处理和染色,且用于对棉纤维进行丝光处理。棉织品用烧碱溶液处理后,能除去覆盖在棉织品上的蜡质、油脂、淀粉等物质,同时能增加织物的丝光色泽,使染色更均匀。
精炼石油
石油产品经硫酸洗涤后还含有一些酸性物质,必须用氢氧化钠溶液洗涤,再经水洗,才能得到精制产品。
食品工业
中国《食品添加剂使用卫生标准》(GB2920-1996)规定:可作加工助剂,按生产需要适量使用。
氢氧化钠可以被广泛使用于下列生产过程:容器的清洗过程;淀粉的加工过程;羧甲基纤维素的制备过程;谷氨酸钠的制造过程。[6]
水处理
氢氧化钠被广泛应用于水处理。在污水处理厂,氢氧化钠可以通过中和反应减小水的硬度。在工业领域,是离子交换树脂再生的再生剂。氢氧化钠具有强碱性,且在水中具有相对高的可溶性。由于氢氧化钠在水中具有相对高的可溶性,所以容易衡量用量,可以方便地在水处理的各个领域使用。
氢氧化钠被使用在水处理方面的如下课题:消除水的硬度;调节水的pH值;对废水进行中和;通过沉淀消除水中重金属离子;离子交换树脂的再生。
冶金
氢氧化钠被用于处理铝土矿,在铝土矿中含有氧化铝,氧化铝是制取铝的原料。用氢氧化钠可以把氧化铝从精矿中提纯。
反应方程式:Al2O3+2NaOH+H2O=2Na[Al(OH)4]或Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
氢氧化钠也用于从黑钨矿中提取炼钨的原料钨酸盐:
4FeWO4+8NaOH+2H2O+O2=4Na2WO4+4Fe(OH)3
氢氧化钠还被用于生产锌合金和锌锭。
储存方法
固体氢氧化钠装入0.5毫米厚的钢桶中严封,每桶净重不超过100公斤;塑料袋或二层牛皮纸袋外全开口或中开口钢桶;螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶(罐)外普通木箱;螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或镀锡薄钢板桶(罐)外满底板花格箱、纤维板箱或胶合板箱;镀锡薄钢板桶(罐)、金属桶(罐)、塑料瓶或金属软管外瓦楞纸箱。包装容器要完整、密封,有明显的“腐蚀性物品”标志。
氢氧化钠对玻璃制品有轻微的腐蚀性,两者会生成硅酸钠,使得玻璃仪器中的活塞黏着于仪器上。因此盛放氢氧化钠溶液时不可以用玻璃瓶塞,否则可能会导致瓶盖无法打开。
如果以玻璃容器长时间盛装热的氢氧化钠溶液,也会造成玻璃容器损坏。
(玻璃中含有SiO₂:2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O)
运输方法
铁路运输时,钢桶包装的可用敞车运输。起运时包装要完整,装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏,防潮防雨。如发现包装容器发生锈蚀、破裂、孔洞、溶化淌水等现象时,应立即更换包装或及早发货使用,容器破损可用锡焊修补。严禁与易燃物或可燃物、酸类、食用化学品等混装混运。运输时运输车辆应配备泄漏应急处理设备。
烧碱、片碱、纯碱和液碱的区别
烧碱,也称火碱,其主要化学成分是氢氧化钠,碱性强,吸水性强,如果直接置于空气中,可吸收空气中的水分,潮解成液态的氢氧化钠,即液碱。固态时,烧碱又可分为片碱、固碱和粒碱。
纯碱属于盐类,主要成分是碳酸钠,溶于水呈碱性,含十个结晶水的碳酸钠为无色晶体,它的结晶体不稳定,在空气中容易风化,形成白色粉末状的碳酸钠。
片碱被广泛应用于工业、农业等领域,如:石油钻探、印染业、农药制造、造纸业以及合成洗涤、肥皂等。片碱的碱性比烧碱的大,对碱性要求高的用户来说,烧碱无疑比片碱好用。片碱可当作干燥剂使用,吸收空气中的水分子能力较强。烧碱的价格一般都比片碱贵。
液碱就是液态状的氢氧化钠,也被称为烧碱、苛性钠,液碱的浓度通常为30-32%或40-42%。在仪器工业中,可用作酸中和剂、脱色剂、脱臭剂。在胶粘剂工业用作淀粉糊化剂、中和剂。
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