氫氧化鈉

氫氧化鈉（sodium hydroxide）又稱苛性鈉（caustic soda），俗稱鹼液（lye）、片鹼、火鹼、燒鹼、液鹼等，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
別名	燒鹼、固鹼、粒鹼、片鹼、苛性鈉、火鹼、液堿、苛性鈉。哥士的[註 1]
識別
CAS號	1310-73-2  Y
PubChem	14798
ChemSpider	14114
SMILES	[OH-].[Na+]
InChI	1/Na.H2O/h;1H2/q 1;/p-1
InChIKey	HEMHJVSKTPXQMS-REWHXWOFAM
Gmelin	68430
UN編號	1823
EINECS	215-185-5
ChEBI	32145
RTECS	WB4900000
KEGG	D01169
MeSH	Sodium+Hydroxide
性質
化學式	NaOH
摩爾質量	40.00 g·mol⁻¹
外觀	白色不透明的蠟狀固體
密度	2.13 g/cm3
熔點	318 ℃ (591 K)
沸點	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
危險性
歐盟危險性符號 腐蝕性 C
警示術語	R：R35-R37/38
安全術語	S：S1/2, S26, S37/39, S45
MSDS	External MSDS
歐盟編號	011-002-00-6
GHS危險性符號
NFPA 704	0 4 0 ALK
閃點	不可燃
相關物質
相關氫氧化物	氫氧化鋰 氫氧化鉀 氫氧化銣 氫氧化銫 氫氧化鈁
若非註明，所有數據均出自標準狀態（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：常用於製造木漿紙張、紡織品、肥皂^[2]及其他清潔劑，另也用於煙氣脫硫與家用的水管疏通劑等。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]

化學性質

和酸反應

氫氧化鈉溶於水中會完全解離成鈉離子與氫氧根離子，可以和酸進行酸鹼中和反應：

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

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

利用這一性質，可以製備一些酸的鈉鹽，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與之反應：

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

和酸性氧化物反應

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發生了反應：

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

在溶液中發生，過量的二氧化碳會將碳酸鈉轉化為碳酸氫鈉（俗稱小蘇打）：

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

由於玻璃製品中含有二氧化矽，氫氧化鈉會與之反應生成矽酸鈉，使得玻璃儀器中的活塞黏着於儀器上，無法再次使用。因此，存放氫氧化鈉的細口瓶一般用橡膠塞封口。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，甚至破裂的情況。

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

同樣地，氫氧化鈉也能和三氧化鉻、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應，生成它們的鹽：

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

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

和兩性氧化物及氫氧化物的反應

氫氧化鈉可以和兩性氧化物或氫氧化物反應，生成鹽和水，如：

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

和單質的反應

硼、矽和兩性金屬（如鈹、鋁、鋅等）和氫氧化鈉反應，放出氫氣：

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

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、白磷等單質和氫氧化鈉發生歧化反應：

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

和鹽的反應

過渡金屬的鹽類和一些主族金屬的鹽可以和氫氧化鈉反應，生成更難溶的氫氧化物，或轉化為可溶性的羥基配合物再次溶解。

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

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

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

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

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。

對於汞等氫氧化物不能穩定存在的物質來說，會生產氧化物或氧化物的水合物沉澱：

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

氫氧化鈉可以將過渡金屬的酰基離子轉化為陰離子酸根（簡單離子或多聚離子），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。

和其它無機物的反應

二氧化氯、二氧化氮等可以和氫氧化鈉發生反應。

高錳酸鈉在氫氧化鈉溶液中煮沸，可以還原為錳酸鈉。

和有機物的反應

氫氧化鈉可以將鹵代烴、酯和酰鹵水解。其醇溶液可以用於鹵代烴的消去。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：

工業製法

氫氧化鈉為工業中製氯氣過程的副產物，工業上，透過電解大量飽和食鹽水以量產氯氣，然而，當氯離子氧化成氯氣逸出的同時，溶液中也只剩下氫氧化鈉一種溶質，反應方程式如下所示^[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鹼法生成前驅物碳酸鈉，再通過高溫煅燒，使得碳酸鈉分解為氧化鈉與二氧化碳，最後，將氧化鈉溶於水中，便可製得氫氧化鈉：

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

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

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

氫氧化鈉固體或其溶液皆能灼傷皮膚，對無防護措施者可造成永久性傷害（如疤痕）。倘若讓氫氧化鈉直接接觸眼睛的話，嚴重者甚至可造成失明。個人防護措施，諸如橡膠手套、防護衣與護目鏡等便能大大降低接觸氫氧化鈉所帶來的危險。

氫氧化鈉溶於水中（如稀釋），抑或是與酸反應，都會放出大量的熱量，可能導致灼傷或點燃易燃物（如有機溶劑）。除此之外，氫氧化鈉能夠腐蝕一些金屬（如鋁）生成易燃的氫氣，還能夠輕度腐蝕玻璃製品，應慎選儲存氫氧化鈉的容器材質。^[8]

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

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

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

參看

• 鹼
• 氫氧根：氫氧化鉀、氫氧化鈣
• 皂化反應

參考資料

1. Sortierte Liste: pKb-Werte, nach Ordnungszahl sortiert. – Das Periodensystem online. [2019-01-15]. （原始內容存檔於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. 物競數據庫. [2021-01-19]. （原始內容存檔於2021-02-06） （中文）. 添加微量的酸或鹼能促進水解反應。
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. 物競數據庫. [2021-01-19]. （原始內容存檔於2021-02-06） （中文）. 將二次精製鹽水電解，於陽極室生成氯氣，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
7. Chemistry:Precision and Design.Verne Biddle, Gregory Parker.A Beka Book, Inc.
8. aluminium_water_hydrogen.pdf (application/pdf Object) (PDF). www1.eere.energy.gov. 2008 [January 15, 2013]. （原始內容 (PDF)存檔於2012年9月14日）.

註釋

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」。

外部連結

• Chemistry WebBook上的化學數據
• 科學空間 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）