名詞解釋
堿石灰主要作為幹燥劑(其中氧化鈣起到幹燥作用),可用來幹燥中性氣體比如氧氣.同時也可以用來吸收酸性氣體,如二氧化碳、二氧化硫。如果只有氫氧化鈉存在,這種幹燥劑將不能在較高溫度下使用,因為氫氧化鈉可以與實驗室最常用的玻璃儀器(主要成分為二氧化矽)發生反應腐蝕儀器。實驗室制取少量甲烷可以用堿石灰和乙酸鈉(醋酸鈉)***熱,生成碳酸鈉和甲烷。
折疊編輯本段化學成分
堿石灰的主要成分:氧化鈣CaO,大約75%),氫氧化鈉(NaOH,大約3%),和氫氧化鉀(KOH,大約1%),水(H2O,大約20%)。(高中教材中的氧化鈣與氫氧化鈉和水是堿石灰的代替品)
工業堿石灰是煆燒堿石(即Na2CO3·NaHCO3·2H2O,富鉀鈉的石灰石)獲得Na2O.CaO或K2O.CaO產品,澄清水溶液濃縮制成燒堿.
在不同化學反應中起的作用不同:
碳酸鹽加熱分解能產生CO2,只有(NH4)2CO3或NH4HCO3,其分解產生的混合氣體通過堿石灰後,CO2和H2O被吸收,可得到純凈的NH3。(起幹燥作用)
運用其幹燥作用能實現氣體除雜,如NH?(H?O)
堿石灰還可以除去SO?,H?S,HCl,CO? 等酸性氣體
初中常用的幹燥劑有酸性\堿性\中性之分
幹燥劑顧名思義就是用來幹燥用的(中學常見的是幹燥氣體當然也可幹燥液體,中學不常見),當然根據幹燥劑的性質不同幹燥的物質類型也不同.
常見的幹燥劑(括號中為幹燥劑的狀態):
酸性幹燥劑:濃硫酸(H?SO?),五氧化二磷(P?O5)等;主要幹燥酸性或中性氣體
如SO?,CO?,CO,NO?,O?,NO,H?,N?
堿性幹燥劑:堿石灰(CaO),NaOH等;主要幹燥堿性或中性氣體
如NH?,CO,O?,N?,H?,PH?
中性幹燥劑:CaCl?(s),MgSO?(s)等;這類幹燥劑不常用因為很復雜,如CaCl?(s),看上去好像不和酸性氣體反應似乎可以幹燥酸性氣體,但它不能幹燥鹵化氫(HCl HBr),因會發生復雜的化學反應中學階段沒學;再者它也不能幹燥NH?,因它可以和NH?形成復雜的絡合物.總之這類幹燥劑壹般主要是幹燥中性氣體.
另:①,幹燥劑的選擇既要看幹燥劑的性質還要看所幹燥物質的性質,如濃硫酸是酸所以不能幹燥堿性氣體;另外濃硫酸還具有強氧化性,因此不能用來幹燥還原性的物質如H?S,HI,HBr等
②對液體幹燥劑來說壹般裝在洗氣瓶中(氣體從長管進,短管出).而固體幹燥劑裝在幹燥管或U形管中。
折疊編輯本段錯誤認識
認為堿石灰是氫氧化鈉和氧化鈣的混合物是壹種誤解,可能源於"制堿石灰實驗",即在氫氧化鈉溶液中加入氧化鈣,加熱,制成堿石灰。堿石灰可以由氫氧化鈉和氧化鈣制成,只是代替,而沒說就是二者。但考試的時候還是盡量寫氫氧化鈉和氧化鈣的混合物。制備甲烷時,堿石灰中的生石灰並不參加反應,但生石灰可稀釋混合物的濃度,使混合物疏松,使生成的甲烷易於外逸,同時也減少了固體NaOH在高溫時跟玻璃的作用,防止試管爆裂.生石灰的吸水性可以防止NaOH的潮解.制備甲烷時堿石灰的作用是提供反應物NaOH和幹燥劑(CaO)。
折疊編輯本段用途
燒堿在國民經濟中有廣泛應用,許多工業部門都需要燒堿。使用燒堿最多的部門是化學藥品的制造,其次是造紙、煉鋁、煉鎢、人造絲、人造棉和肥皂制造業。另外,在生產染料、塑料、藥劑及有機中間體,舊橡膠的再生,制金屬鈉、水的電解以及無機鹽生產中,制取硼砂、鉻鹽、錳酸鹽、磷酸鹽等,也要使用大量的燒堿。工業用氫氧化鈉應符合國家標準GB 209-93;工業用離子交換膜法氫氧化鈉應符合國家標準GB/T 11199-89;化纖用氫氧化鈉應符合國家標準GB 11212-89;食用氫氧化鈉應符合國家標準GB 5175-85。
折疊編輯本段對人體的傷害
它對蛋白質有溶解作用,有強烈刺激性和腐蝕性。用0.02%溶液滴入兔眼,可引起角膜上皮損傷。小鼠腹腔內LD50: 40 mg/kg,兔經口LDLo:500 mg/kg。粉塵刺激眼和呼吸道,腐蝕鼻中隔;濺到皮膚上,尤其是濺到黏膜,可產生軟痂,並能滲入深層組織,灼傷後留有瘢痕;濺入眼內,不僅損傷角膜,而且可使眼睛深部組織損傷,嚴重者可致失明;誤服可造成消化道灼傷,絞痛、粘膜糜爛、嘔吐血性胃內容物、血性腹瀉,有時發生聲啞、吞咽困難、休克、消化道穿孔,後期可發生胃腸道狹窄。
折疊編輯本段防護辦法
大量接觸堿石灰時應佩帶防護用具,工作服或工作帽應用棉布或適當的合成材料制作。操作人員工作時必須穿戴工作服、口罩、防護眼鏡、橡皮手套、橡皮圍裙、長統膠靴等勞保用品。應塗以中性和疏水軟膏於皮膚上。接觸片狀或粒狀堿石灰時,工作場所應有通風裝置,室內空氣中最大允許濃度為中國MAC 0.5毫克/米3(以NaOH計),美國ACGIH TLVC 2毫克/米3。可能接觸其粉塵時,必須佩戴頭罩型電動送風過濾式防塵呼吸器。必要時,佩戴空氣呼吸器。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴頭罩型電動送風過濾式防塵呼吸器,穿橡膠耐酸堿服,戴橡膠耐酸堿手套。遠離易燃、可燃物。避免產生粉塵。避免與酸類接觸。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。稀釋或制備溶液時,應把堿加入水中,避免沸騰和飛濺。
折疊編輯本段包裝儲運
堿石灰的包裝儲運:
堿石灰壹般采用25kg三層塑編袋,內層和外層為塑料編織袋,中間壹層為塑料內膜袋。片堿被《常用危險化學品的分類及標誌 (GB 13690-92)》劃為第8.2 類堿性腐蝕品,屬八級危險品,危規編碼:1823。應貯存在通風、幹燥的庫房或貨棚內。包裝容器要完整、密封。不得與易燃物和酸類***貯混運。運輸過程中要註意防潮、防雨。失火時,可用水、砂土和各種滅火器撲救,但消防人員應註意水中溶入燒堿後的腐蝕性。
物化性質 純品為無色透明晶體,相對密度2.130。熔點318.4℃。沸點1390℃。市售燒堿有固態和液態兩種:純固體燒堿呈白色,有塊裝、片狀、棒狀、粒狀,質脆;純液體燒堿為無色透明液體。固體燒堿有很強的吸濕性。易溶於水,溶解時放熱,水溶液呈堿性,有滑膩感;溶於乙醇和甘油;不溶於丙酮、乙醚。腐蝕性極強,對纖維、皮膚、玻璃、陶瓷等有腐蝕作用。與金屬鋁和鋅、非金屬硼和矽等反應放出氫;與氯、溴、碘等鹵素發生歧化反應;與酸類起中和作用而生成鹽和水。
保存固體氫氧化鈉時要註意把封嚴,防止暴露在空氣中吸收水分潮解或與二氧化碳。在用玻璃瓶盛放片堿或者其他形態的氫氧化鈉時,不可用玻璃瓶塞,應換用膠塞,因氫氧化鈉會與玻璃中的二氧化矽反應生成矽酸鈉導致瓶塞與瓶體粘接不易打開。
折疊編輯本段生產方法
天然堿苛化法先將天然堿粉碎、溶解、澄清,再將石灰乳加入清液中進行苛化反應;苛化液澄清後所得清液經壹次蒸發,過濾除去雜質鹽;濾液經二次蒸發後,再過濾除鹽;最後濾液熬制成燒堿。
NaHCO?+Ca(OH)?→NaOH+H?O+CaCO?↓2純堿苛化法先將純堿溶於水,與石灰乳混合進行苛化反應。苛化液澄清後,清液蒸發濃縮至壹定濃度的液體產品,將濃縮液進壹步熬濃可得固體產品。
Na?CO?+Ca(OH)?→2NaOH+CaCO?↓3.隔膜電解法將原鹽(食鹽)溶於水(化鹽)後,分別加入適量的純堿、燒堿和氯化鋇,以除去鈣、鎂和硫酸根離子。為加速沈澱,可加入苛化麩皮類沈澱劑。鹽泥過濾、洗滌,洗水用於化鹽。澄清液經砂濾後,用鹽酸中和,經預熱後進人電解槽電解。電解液經預蒸發後過濾除去氯化鈉等鹽,最後熬制成固體燒堿。2NaCl+2H?O[電解] →2NaOH+Cl?↑+H?↑;
工業上生產燒堿的方法有苛化法和電解法兩種。
苛化法按原料不同分為純堿苛化法和天然堿苛化法;電解法可分為隔膜電解法和離子交換膜法。純堿苛化法將純堿、石灰分別經化堿制成純堿溶液、化灰制成石灰乳,於99~101℃進行苛化反應,苛化液經澄清、蒸發濃縮至40%以上,制得液體燒堿。將濃縮液進壹步熬濃固化,制得固體燒堿成品。
苛化泥用水洗滌,洗水用於化堿。其Na?CO?+Ca(OH)?→2NaOH+CaCO?天然堿苛化法 天然堿經粉碎、溶解(或者堿鹵)、澄清後加人石灰乳在95~100℃進行苛化,苛化液經澄清、蒸發濃縮至NaOH濃度46%左右、清液冷卻、析鹽後進壹步熬濃.制得固體燒堿成品。苛化泥用水洗滌,洗水用於溶解天然堿。
其Na?CO?+Ca(OH)?→2NaOH+CaCO?↓ NaHCO?+Ca(OH)?→NaOH+CaCO?↓+H?O隔膜電船法將原鹽化鹽後加入純堿、燒堿、氯化鋇精制劑除去鈣、鎂、硫酸根離子等雜質,再於澄清槽中加入聚丙烯酸鈉或苛化麩皮以加速沈澱,砂濾後加入鹽酸中和,鹽水經預熱後送去電解,電解液經預熱、蒸發、分鹽、冷卻,制得液體燒堿,進壹步熬濃即得固體燒堿成品。
鹽泥洗水用於化鹽。其2NaCl+2H?O[電解] →2NaOH+Cl?↑+H?↑離子交換膜法將原鹽化鹽後按傳統的辦法進行鹽水精制,把壹次精鹽水經微孔燒結碳素管式過濾器進行過濾後,再經螫合離子交換樹脂塔進行二次精制,使鹽水中鈣、鎂含量降到0.002%以下,將二次精制鹽水電解,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。
電解過程中向陽極室加入適量的高純度鹽酸以中和返遷的OH-,陰極室中應加入所需純水。在陰極室生成的高純燒堿濃度為30%~32%(質量),可以直接作為液堿產品,也可以進壹步熬濃,制得固體燒堿成品。其2NaCl+2H?O→2NaOH+H?↑+Cl?↑。