片堿的化學和物理性質
極易溶于水,溶解時放出大量的熱。易溶于乙醇、甘油。
片堿在水中的溶解度如下: 片堿溶解度表溫度(°C) 溶解度(g/100mL) 0 42 10 51 20 109 30 119 40 129 50 145 60 174 70 299 80 314 90 329 100 347 片堿溶于水中會完全解離成鈉離子與氫氧根離子,所以它具有堿的通性。
它可與任何質子酸進行酸堿中和反應(也屬于復分解反應):
NaOH + HCl = NaCl + H?O
2NaOH + H?SO?=Na?SO?+2H?O
NaOH + HNO?=NaNO?+H?O
同樣,其溶液能夠與鹽溶液發(fā)生復分解反應:
NaOH + NH?Cl = NaCl +NH?·H?O
2NaOH + CuSO?= Cu(OH)?↓+ Na?SO?
2NaOH+MgCl?= 2NaCl+Mg(OH)?↓ 許多的有機反應中,片堿也扮演著類似催化劑的角色,其中,最具代表性的莫過于皂化反應:
RCOOR' + NaOH = RCOONa + R'OH
之所以片堿在空氣中容易變質成碳酸鈉(Na?CO?),是因為空氣中含有二氧化碳(CO?):
2NaOH + CO? = Na?CO? + H?O
倘若持續(xù)通入過量的二氧化碳,則會生成碳酸氫鈉(NaHCO?),俗稱為小蘇打,反應方程式如下所示:
Na?CO? + CO? + H?O = 2NaHCO?
同樣,片堿能與像二氧化硅(SiO?)、二氧化硫(SO?)等酸性氧化物發(fā)生反應:
2NaOH + SiO? = Na?SiO? + H?O
2NaOH + SO?(微量)= Na?SO? + H?O
NaOH + SO?(過量)= NaHSO?(生成的Na?SO?和水與過量的SO?反應生成了NaHSO?)
它能與指示劑發(fā)生反應:
片堿溶液是堿性,使石蕊試液變藍,使酚酞試液變紅。 鋁會與氫氧化鈉反應生成氫氣。1986年,英國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的鋁產(chǎn)生化學變化,導致油罐因內(nèi)部壓力過載而永久受損,反應方程式如下所示:
2Al + 2NaOH + 6H?O = 2NaAl(OH)?(四羥基合鋁酸鈉) + 3H?↑
注:四羥基合鋁酸鈉可認為是偏鋁酸鈉與2個水結合的產(chǎn)物
兩性非金屬也會與氫氧化鈉反應生成氫氣,如:
Si + 2NaOH + H?O=Na?SiO? + 2H?↑
氫氧化鋁的制備也牽涉到片堿的使用:
6NaOH +2KAl(SO?)?=2Al(OH)?↓ + K?SO? +3Na?SO?
注:Al(OH)?(氫氧化鋁)為一種常用于除去水中雜質的膠狀凝聚劑。因過渡金屬的氫氧化物大都不太溶于水,且氫氧化鋁表面的面積大可以吸附小微粒,故于自來水中添加明礬(KAl(SO4)2·12H2O)1可促使過渡金屬以氫氧化物的形式沉淀析出2,再利用簡單的過濾設備,即可完成自來水的初步過濾。
1氫氧化鋁可用于制取明礬(KAl(SO4)2·12H2O):將氫氧化鋁溶于硫酸,再加入計量的硫酸鉀溶液加熱反應、經(jīng)過濾、濃縮、結晶、離心分離、干燥,制得硫酸鋁鉀成品。
2凈水詳細原理是明礬在水中可以電離出兩種金屬離子:KAl(SO4)2= K+ + Al3+ + 2SO4 2-,而Al3+很容易生成膠狀的氫氧化鋁Al(OH)3:Al3+ + 3H2O ≒Al(OH)3+ 3H+,氫氧化鋁膠體的吸附能力很強,可以吸附水里懸浮的雜質,并形成沉淀,使水澄清。