碳酸鈉 [497-19-8]是一種無機(jī)化合物,分子式為Na2CO3,分子量105.99 。化學(xué)品的純度多在99.5%以上(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),又叫純堿,但分類屬于鹽,不屬于堿。
【溶解性】易溶于水,微溶于無水乙醇,不溶于丙醇。
碳酸鈉易溶于水,是一種強(qiáng)堿鹽,溶于水后發(fā)生水解反應(yīng),使溶液顯堿性,有一定的腐蝕性,能與酸進(jìn)行中和反應(yīng),生成相應(yīng)的鹽并放出二氧化碳。
實(shí)驗(yàn)室制取碳酸鈉:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O.存在于自然界(如鹽水湖)的碳酸鈉稱為天然堿,在古代便被用作洗滌劑和用于印染。1791年開始用食鹽、硫酸、煤、石灰石為原料生產(chǎn)碳酸鈉,是為呂布蘭法,此法原料利用不充分、勞動條件惡劣、產(chǎn)品質(zhì)量不佳,逐漸為索爾維法代替。1859年比利時索爾維用食鹽、氨水、二氧化碳為原料,于室溫下從溶液中析出碳酸氫鈉,將它加熱,即分解為碳酸鈉,此法被沿用至今。1943年中國侯德榜結(jié)合中國內(nèi)地缺鹽的國情 ,對索爾維法進(jìn)行改進(jìn),將純堿和合成氨兩大工業(yè)聯(lián)合,同時生產(chǎn)碳酸鈉和化肥氯化銨,大大地提高了食鹽利用率,是為侯氏制堿法。索氏制堿法和侯氏制堿法的主要化學(xué)反應(yīng)式均為:
NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl,2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O
所不同的是索氏法在整個制取過程中NH3是循環(huán)使用的:2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O
而侯氏法在整個制取過程中,NH4Cl直接做為純堿的副產(chǎn)品----肥料。
碳酸鈉用于肥皂、造紙、洗滌劑、玻璃生產(chǎn),用作冶金工業(yè)的助熔劑、軟水劑。
【消防措施】
危險(xiǎn)特性: 具有腐蝕性。未有特殊的燃燒爆炸特性。
有害燃燒產(chǎn)物: 自然分解產(chǎn)物未知。
滅火方法: 消防人員穿全身耐酸堿消防服。滅火時盡可能將容器從火場移至空曠處。
純堿工業(yè)
2006年中國純堿工業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段,良好市場需求推動中國純堿工業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。在產(chǎn)量不能滿足市場需求高增長的影響下,促使國內(nèi)純堿價(jià)格持續(xù)走高。2006年,國內(nèi)純堿主流平均出廠價(jià)格由年初1300元/噸上漲至年末的1500元/噸,上漲幅度15.38%。2006年是中國純堿工業(yè)發(fā)展好的時期與階段。純堿工業(yè)良好的發(fā)展主要得益于旺盛的需求、國際貿(mào)易環(huán)境的改善、國際能源價(jià)格的上漲、產(chǎn)品競爭能力的提高和國家對純堿工業(yè)的有序發(fā)展的正確規(guī)劃管理。在國際市場中,中國純堿產(chǎn)品質(zhì)量和具有競爭能力的價(jià)格,使得中國純堿在國際市場的貿(mào)易份額中不斷增加。國際市場需求量的加大,有力地促進(jìn)了國內(nèi)純堿工業(yè)的發(fā)展。
2007年全年中國純堿產(chǎn)量1771.8萬噸,同比增長13.1%。增長率比上年提高2.6個百分點(diǎn)。純堿出口全年170.6萬噸,同比增長-5.7%。表觀消費(fèi)量1605.2萬噸,同比增長14.7%。價(jià)格由年初的平均1500元/噸上升至年末1800元/噸,上漲幅度20%。
“十一五”期間中國純堿工業(yè)發(fā)展為:加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、繼續(xù)增加重質(zhì)純堿生產(chǎn)能力和產(chǎn)量、繼續(xù)增加干銨的能力和產(chǎn)量;進(jìn)一步提高聯(lián)堿法純堿質(zhì)量;努力降低能耗和物耗,降低成本;嚴(yán)格控制新增能力,推動行業(yè)戰(zhàn)略性重組;實(shí)施國際化經(jīng)營戰(zhàn)略和資源戰(zhàn)略。
碳酸鈉制備方法
步,氨氣與水和二氧化碳反應(yīng)生成一分子的碳酸氫銨。
第二步,碳酸氫銨與氯化鈉反應(yīng)生成的碳酸氫鈉沉淀和氯化銨,碳酸氫鈉之所以沉淀是因?yàn)樗娜芙舛容^小。經(jīng)過濾得到碳酸氫鈉固體。
第三步,合成的碳酸氫鈉部分可以直接出廠銷售,其余的碳酸氫鈉會被加熱分解,生成碳酸鈉,生成的二氧化碳可以重新回到步循環(huán)利用。
根據(jù)NH4Cl溶解度比NaCl大,而在低溫下卻比NaCl溶解度小的原理,在278K-283K(5℃-10℃)時,向母液中加入食鹽細(xì)粉,而使NH4Cl單結(jié)晶析出供做氮肥。
索氏制堿法和侯氏制堿法所不同的,是索氏法在整個制取過程中NH3是循環(huán)使用的,而侯氏法在整個制取過程中,CO2被循環(huán)利用,NH4Cl直接作為純堿的副產(chǎn)品——肥料。所以,索氏法的產(chǎn)品是碳酸鈉,副產(chǎn)品氯化鈣;而侯氏法的產(chǎn)品是碳酸鈉,副產(chǎn)品氯化銨。
玻璃制造、清潔劑、冶金工業(yè)、造紙工業(yè)、食品加工。
1、玻璃制造:碳酸鈉是玻璃制造中的主要原料之一,可以降低玻璃的熔點(diǎn),改善玻璃的穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。
2、清潔劑:碳酸鈉可以用于清潔劑的制作,例如洗衣粉、洗潔精等。它能夠去除污漬和油脂,使物品表面更加干凈。
3、冶金工業(yè):在冶金工業(yè)中,碳酸鈉可以被用作脫硫劑和脫氧劑,幫助去除鐵水中的硫和氧。
4、造紙工業(yè):碳酸鈉在造紙工業(yè)中用作蒸煮劑,可以提高紙張的亮度和白度。
5、食品加工:碳酸鈉也可以在食品工業(yè)中用作酸度調(diào)節(jié)劑、穩(wěn)定劑和膨松劑等。