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、液鹼、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：

${\displaystyle {\ce {NaOH + HCl -> NaCl + H2O}}}$

${\displaystyle {\ce {2 NaOH + H2SO4 -> NaSO4 + 2 H2O}}}$

利用這一性質，可以製備一些酸的鈉鹽，如：

${\displaystyle {\ce {NaOH + CH3COOH -> CH3COONa + H2O}}}$

${\displaystyle {\ce {NaOH + C6H5COOH -> C6H5COONa + H2O}}}$

酸性很弱的苯酚也能與之反應：

${\displaystyle {\ce {NaOH + C6H5OH -> C6H5ONa + H2O}}}$

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：

${\displaystyle {\ce {2 NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O}}}$

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）：

${\displaystyle {\ce {Na2CO3 + CO2 + H2O -> 2 NaHCO3}}}$

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。

${\displaystyle {\ce {2NaOH + SiO2 -> Na2SiO3 + H2O}}}$

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：

${\displaystyle {\ce {2 NaOH + CrO_3 -> Na2CrO4 + H2O}}}$

${\displaystyle {\ce {2 NaOH + 2 CrO_3 -> Na2Cr2O7 + H2O}}}$

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，生成羥基配合物，如：

${\displaystyle {\ce {2 NaOH + Al2O3 + 3 H2O -> 2 Na[Al(OH)4]}}}$

${\displaystyle {\ce {NaOH + Al(OH)3 -> Na[Al(OH)4]}}}$

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：

${\displaystyle {\ce {Si + 2 NaOH + H2O -> Na2SiO3 + 2 H2 ^}}}$

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：

${\displaystyle {\ce {2 Al + 2 NaOH + 6 H2O -> 2 Na[Al(OH)4] + 3 H2 ^}}}$

氯、溴、碘、硫、白磷等單質和氫氧化鈉發生歧化反應：

${\displaystyle {\ce {Cl2 + 2 NaOH -> NaCl + NaClO + H2O}}}$（冷的情況下）

${\displaystyle {\ce {Cl2 + 6 NaOH -> 5 NaCl + NaClO3 + 3 H2O}}}$（熱的情況下）

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。

${\displaystyle {\ce {2 NaOH + CoSO4 -> Na2SO4 + Co(OH)2 v}}}$

${\displaystyle {\ce {2 NaOH + Co(OH)2 -> Na2[Co(OH)4]}}}$

${\displaystyle {\ce {2 NaOH + CuCl2 -> 2 NaCl + Cu(OH)2 v}}}$

${\displaystyle {\ce {2 NaOH + Cu(OH)2 -> Na2[Cu(OH)4]}}}$

${\displaystyle {\ce {3 NaOH + Cr(NO3)3 -> 3 NaNO3 + Cr(OH)3 v}}}$

${\displaystyle {\ce {NaOH + Cr(OH)3 -> Na[Cr(OH)4]}}}$

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：

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

${\displaystyle {\ce {2 NaOH + HgCl2 -> 2 NaCl + HgO + H2O}}}$

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：

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

${\displaystyle {\ce {6 NaOH + 2 UO2(NO3)2 -> 4 NaNO3 + Na2U2O7 + 3 H2O}}}$

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。

${\displaystyle {\ce {NaOH + NH4^+ -> Na^+ + NH3 (^) + H2O}}}$

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。

${\displaystyle {\ce {2 NaOH + 2 ClO2 -> NaClO2 + NaClO3 + H2O}}}$

${\displaystyle {\ce {2 NaOH + 2 NO2 -> NaNO2 + NaNO3 + H2O}}}$

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]：

${\displaystyle {\ce {CH3COOC2H5 (aq) + OH- (aq) ->CH3COO- (aq) + C2H5OH (aq)}}}$

• 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

氯鹼工業中電解飽和食鹽水，陽極生成氯氣：

${\displaystyle {\ce {2 Cl^- -> Cl2 (^) + 2 e^-}}}$

同時由於氫離子的氧化性大於鈉離子，陰極生成氫氣：

${\displaystyle {\ce {2 H^+ + 2 e^- -> H2 (^)}}}$

而鈉離子與剩下的氫氧根離子結合生成氫氧化鈉：

${\displaystyle {\ce {Na^+ + OH^- -> NaOH}}}$

總反應方程式如下^[6]：

${\displaystyle {\ce {2 NaCl + 2 H2O -> 2 NaOH + Cl2 ^ + H2 ^}}}$

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：

${\displaystyle {\ce {Na2CO3 -> Na2O + CO2 ^}}}$

${\displaystyle {\ce {Na2O + H2O -> 2 NaOH}}}$

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]

${\displaystyle {\ce {Na2CO3 + Ca(OH)2 -> CaCO3 v + 2 NaOH}}}$

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]

${\displaystyle {\ce {2 Al + 2 NaOH + 6 H2O -> 2 Na[Al(OH)4] + 3 H2 ^}}}$

參看

• 鹼
• 氫氧根：氫氧化鉀、氫氧化鈣
• 皂化反應