特性
碳酸鈉在室溫下為白色無味粉末或顆粒。它具有吸水性,暴露在空氣中會逐漸吸收 1 mol/L 的水(約 15%)。其水合物為 Na2CO3-H2O、Na2CO3-7H2O 和 Na2CO3-10H2O。
溶解性
碳酸鈉易溶於水和甘油。
在 20℃時,每 100 克水可溶解 20 克碳酸鈉,在 35.4℃時溶解度最大,100 克水中可溶解 49.7 克碳酸鈉。在 100 克水中能溶解 49.7 克碳酸鈉,微溶於無水乙醇,不溶於丙醇。
溶液呈堿性,能使酚酞變紅。
化學性質
穩定性
穩定,但在高溫下可分解,生成氧化鈉和二氧化碳:
長期暴露在空氣中,能吸收水分和二氧化碳,生成碳酸氫鈉,並結成硬塊:
碳酸鈉的結晶水合物石英(Na2CO3-10H2O)在幹燥的空氣中容易風化:
熱力學函數
(298.15K,100k)時的熱力學函數:
狀態:s
標準摩爾發熱量ΔfHm θ(kJ-mol-1):-1130.8[1]?
標準摩爾生成吉布斯自由能 ΔfGmθ (kJ-mol-1):-1048.1[1]?
標準熵 Smθ (J-mol-1-K-1):138.8[1]?
水解反應
由於碳酸鈉在水溶液中水解,電離出的碳酸根離子與水中的氫離子結合生成碳酸氫根離子,導致溶液中的氫離子減少,電離出的氫氧根離子剩余,溶液的 pH 呈堿性。
由於碳酸鹽能與水中的質子(即氫離子)結合生成碳酸氫鹽和碳酸,並能與酸中的質子結合釋放出二氧化碳。因此,碳酸鈉是酸堿質子理論中的勃朗斯特堿。
與酸的反應
以鹽酸為例。當鹽酸足量存在時,會生成氯化鈉和碳酸,不穩定的碳酸會立即分裂
成二氧化碳和水。這個反應可以用來制備二氧化碳
總的化學方程式為:
當鹽酸少量存在時,會發生以下反應:
碳酸鈉可以與其他種類的酸發生類似的反應。
與堿的反應
碳酸鈉可與氫氧化鈣和氫氧化鋇等堿發生復雜的分解反應,生成沈澱和氫氧化鈉。這種反應在工業上常用於制備燒堿(俗稱苛化):
與鹽類的反應
碳酸鈉可以與鈣鹽、鋇鹽等發生復分解反應,生成沈澱和新的鈉鹽:
由於碳酸鈉在水中水解生成氫氧化鈉和碳酸,它與某些鹽發生反應,把化學平衡推向正方向。
延伸信息:
碳酸鈉簡介:
碳酸鈉簡介:
在人工合成純堿之前,人們在古代就發現某些海藻曬幹後,燒成灰含有堿,用熱水浸泡後過濾,可得到褐色的堿液,用於洗滌。
大量天然堿來源於礦物質,以地下埋藏或湖泊中的堿水為多。品位最高的天然堿礦物存在於沈積層中,分布廣泛。
最早發明合成純堿的方法是18世紀末,法國魯布蘭用硝酸錳加石灰石和煤在高溫下還原和碳化,得到含Na2CO3的粗產品--黑灰,經過浸出、蒸發、精制、重結晶、幹燥,得到純度約為97%的重質純堿。
1861年,比利時人E.索爾維獨自發明並申請了專利。由於技術秘密保護壹直未能大範圍應用,20世紀20年代才從美國突破,特別是我國著名化工專家侯德榜1932年出版的《純堿制造》壹書,將保密70年的索爾維法公布於世。
侯德榜還與1939-1942年創立了侯氏制堿法,並在
四川建立了中試廠。1952年在大連化工廠建立了聯合堿廠。日本旭硝子推出的 NA 法實質上是純堿和氨堿的折中組合。純堿和氯化銨的比例可以隨意調整。
參考資料: