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纯碱

纯碱

【俗名】块碱、纯碱、苏打(Soda)、口碱(历史上,一般经张家口和古北口转运全国,因此又有“口碱”之说。)、碱面(食用碱),无结晶水的工业名称为轻质碱,有一个结晶水的工业名称为重质碱。

【CAS编号】497-19-8

【外观】白色粉末状,是晶体

【口味】涩

【相对密度(水=1)】2.532

【熔点】851℃

【溶解度】21g20℃

【分类】强碱弱酸盐**注意**(纯碱不是碱,是盐类!)

【化学性质】1)溶液显碱性,能与酸产生一定反应。

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

2) Na2CO3与碱反应。

Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH

Na2CO3+NaOH不反应。

3) Na2CO3,NaCl与盐反应。

  Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓【白色粉末,不溶于水(难溶于水),但可溶于酸】+2NaCl

NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3

3Na2CO3+Al2(SO4)3+3H2O=2Al(OH)3↓+3Na2SO4+3CO2↑

4)Na2CO3与H2O+CO2反应。

 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3

【热力学函数(298.15K,100kPa)】[1]

状态:s

标准摩尔生成热ΔfHmθ(kJ·mol^-1):-1130.7

标准摩尔生成吉布斯自由能ΔfGmθ(kJ·mol^-1):-1044.4

标准熵Smθ(J·mol^-1·K^-1):135.0

【稳定性】稳定性较强,但高温下也可分解,生成氧化钠和二氧化碳。长期暴露在空气中能吸收空气中的水分及二氧化碳,生成碳酸氢钠,并结成硬块。吸湿性很强,很容易结成硬块,在高温下也不分解。含有结晶水的碳酸钠有3种:Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O。

【溶解性】易溶于水,微溶于无水乙醇,不溶于丙醇。

碳酸钠易溶于水,是一种强碱盐,溶于水后发生水解反应,使溶液显碱性,有一定的腐蚀性,能与酸进行中和反应,生成相应的盐并放出二氧化碳。

【制取】

实验室制取碳酸钠:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O.存在于自然界(如盐水湖)的碳酸钠称为天然碱,在古代便被用作洗涤剂和用于印染。1791年开始用食盐、硫酸、煤、石灰石为原料生产碳酸钠,是为吕布兰法,此法原料利用不充分、劳动条件恶劣、产品质量不佳,逐渐为索尔维法代替。1859年比利时索尔维用食盐、氨水、二氧化碳为原料,于室温下从溶液中析出碳酸氢钠,将它加热,即分解为碳酸钠,此法被沿用至今。1943年中国侯德榜结合中国内地缺盐的国情,对索尔维法进行改进,将纯碱和合成氨两大工业联合,同时生产碳酸钠和化肥氯化铵,大大地提高了食盐利用率,是为侯氏制碱法。索氏制碱法和侯氏制碱法的主要化学反应式均为:

NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl,2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O

所不同的是索氏法在整个制取过程中NH3是循环使用的:2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O

而侯氏法在整个制取过程中,NH4Cl直接做为纯碱的副产品----肥料。

碳酸钠用于肥皂、造纸、洗涤剂、玻璃生产,用作冶金工业的助熔剂、软水剂。

【侯氏制碱法】

(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3

(2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓

(3)2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2↑

即:①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓

②2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2↑

氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵,这是第一步。第二步是:碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀,碳酸氢钠之所以沉淀是因为他的溶解度较小。

根据NH4Cl在常温时的溶解度比NaCl大,而在低温下却比NaCl溶解度小的原理,在278K~283K(5℃~10℃)时,向母液中加入食盐细粉,而使NH4Cl单独结晶析出供做氮肥。

此法优点:保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高到96%;NH4Cl可做氮肥;可与合成氨厂联合,使合成氨的原料气CO转化成CO2,革除了CaCO3制CO2这一工序。

碳酸钠的技术指标:

指标项目指标(1类) (2类) (3类)

总碱量(%) 99 98 96

氯化物(%) 0.5 0.9 1.2

水不溶物(%)0.04 0.1 0.15

铁(%) 0.004 0.006 0.010

硫酸盐(%) 0.03 0.08 ---

烧失量(%) 0.8 1.0 1.3

【用途】

是重要的化工原料之一,用于制化学品、清洗剂、洗涤剂、也用于照相术和制医药品。

绝大部分用于工业,一小部分为民用。在工业用纯碱中,主要是轻工、建材、化学工业,约占2/3;其次是冶金、纺织、石油、国防、医药及其它工业。玻璃工业是纯碱的最大消费部门,每吨玻璃消耗纯碱0.2吨。化学工业用于制水玻璃、重铬酸钠、硝酸钠、氟化钠、小苏打、硼砂、磷酸三钠等。冶金工业用作冶炼助熔剂、选矿用浮选剂,炼钢和炼锑用作脱硫剂。印染工业用作软水剂。制革工业用于原料皮的脱脂、中和铬鞣革和提高铬鞣液碱度。还用于生产合成洗涤剂添加剂三聚磷酸钠和其他磷酸钠盐等。食用级纯碱用于生产味精、面食等

【禁配物】强酸、铝、氟!!!

【健康危害】

本品具有刺激性和腐蚀性。直接接触可引起皮肤和眼灼伤。生产中吸入其粉尘和烟雾可引起呼吸道刺激和结膜炎,还可有鼻粘膜溃疡、萎缩及鼻中隔穿孔。长时间接触本品溶液可发生湿疹、皮炎、鸡眼状溃疡和皮肤松弛。接触本品的作业工人呼吸器官疾病发病率升高。误服可造成消化道灼伤、粘膜糜烂、出血和休克。

【毒理学资料】

LD50:4090 mg/kg(大鼠经口)

LC50:2300mg/m3,2小时(大鼠吸入)

【燃爆危险】本品不燃,具腐蚀性、刺激性.

【急救措施】

皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。

眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

吸入:脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难,给输氧。就医。

食入:用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。

【消防措施】

危险特性:具有腐蚀性。未有特殊的燃烧爆炸特性。

有害燃烧产物:自然分解产物未知。

灭火方法:消防人员必须穿全身耐酸碱消防服。灭火时尽可能将容器从火场移至空旷处。

【泄漏应急处理】

隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。避免扬尘,小心扫起,置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏,用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。

【操作注意事项】

密闭操作,加强通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜,穿防毒物渗透工作服,戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与酸类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。稀释或制备溶液时,应把碱加入水中,避免沸腾和飞溅。

【储存注意事项】

储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与酸类等分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

【运输注意事项】

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。严禁与酸类、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋,防高温。车辆运输完毕应进行彻底清扫。

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