化學式Na2CO3
相對分子質量106
俗名塊堿、純堿、蘇打(Soda) 、口堿(歷史上,壹般經張家口和古北口轉運全國,因此又有“口堿”之說。)、堿面(食用堿),無結晶水的工業名稱為輕質堿,有壹個結晶水的工業名稱為重質堿[2]。
CAS編號497-19-8
外觀白色粉末狀,是固體
口味澀
相對密度(水=1)2.532
熔點851℃
溶解度21g 20℃
分類強堿弱酸鹽 **註意**(純堿是鹽,不是堿,顯堿性)
化學性質1)溶液顯堿性,能與酸產生壹定反應。
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
2) Na2CO3與堿反應。
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
Na2CO3+NaOH不反應。
3) Na2CO3,NaCl與鹽反應。
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓白色粉末,不溶於水(難溶於水),但可溶於酸+2NaCl
NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3
3Na2CO3+Al2(SO4)3+3H2O=2Al(OH)3↓+3Na2SO4+3CO2↑
4)Na2CO3與H2O+CO2反應。
Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3
熱力學函數(298.15K,100kPa)[1]
狀態:s
標準摩爾生成熱ΔfHmθ(kJ·mol^-1):-1130.7
標準摩爾生成吉布斯自由能ΔfGmθ(kJ·mol^-1):-1044.4
標準熵Smθ(J·mol^-1·K^-1):135.0
穩定性穩定性較強,但高溫下也可分解,生成氧化鈉和二氧化碳。長期暴露在空氣中能吸收空氣中的水分及二氧化碳,生成碳酸氫鈉,並結成硬塊。吸濕性很強 ,很容易結成硬塊,在高溫下也不分解。含有結晶水的碳酸鈉有3種:Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O 和 Na2CO3·10H2O。
溶解性易溶於水,微溶於無水乙醇,不溶於丙醇。
碳酸鈉易溶於水,是壹種強堿鹽,溶於水後發生水解反應,使溶液顯堿性,有壹定的腐蝕性,能與酸進行中和反應,生成相應的鹽並放出二氧化碳。 [編輯本段]制取 實驗室制取碳酸鈉:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O.存在於自然界(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於印染。1791年開始用食鹽、硫酸、煤、石灰石為原料生產碳酸鈉,是為呂布蘭法,此法原料利用不充分、勞動條件惡劣、產品質量不佳,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,於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年中國侯德榜結合中國內地缺鹽的國情 ,對索爾維法進行改進,將純堿和合成氨兩大工業聯合,同時生產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反應式均為:
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品----肥料。
碳酸鈉用於肥皂、造紙、洗滌劑、玻璃生產,用作冶金工業的助熔劑、軟水劑。 [編輯本段]侯氏制堿法 (1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
(2) NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓
(3)2NaHCO3=加熱=Na2CO3+H2O+CO2↑
即:①NaCl(飽和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓
②2NaHCO3=加熱=Na2CO3+H2O+CO2↑
氨氣與水和二氧化碳反應生成壹分子的碳酸氫銨,這是第壹步。第二步是:碳酸氫銨與氯化鈉反應生成壹分子的氯化銨和碳酸氫鈉沈澱,碳酸氫鈉之所以沈澱是因為他的溶解度較小。
根據 NH4Cl 在常溫時的溶解度比 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粉,而使 NH4Cl 單獨結晶析出供做氮肥。
此法優點:保留了氨堿法的優點,消除了它的缺點,使食鹽的利用率提高到 96 %; NH4Cl 可做氮肥;可與合成氨廠聯合,使合成氨的原料氣 CO 轉化成 CO2 ,革除了 CaCO3 制 CO2 這壹工序。
碳酸鈉的技術指標:
指標項目 指 標
(1類) (2類) (3類)
總堿量(%) 99 98 96
氯化物(%) 0.5 0.9 1.2
水不溶物(%)0.04 0.1 0.15
鐵(%) 0.004 0.006 0.010
硫酸鹽(%) 0.03 0.08 ---
燒失量(%) 0.8 1.0 1.3 [編輯本段]用途 是重要的化工原料之壹, 用於制化學品、清洗劑、洗滌劑、也用於照相術和制醫藥品。
絕大部分用於工業,壹小部分為民用。在工業用純堿中,主要是輕工、建材、化學工業,約占2/3;其次是冶金、紡織、石油、國防、醫藥及其它工業。玻璃工業是純堿的最大消費部門,每噸玻璃消耗純堿0.2噸。化學工業用於制水玻璃、重鉻酸鈉、硝酸鈉、氟化鈉、小蘇打、硼砂、磷酸三鈉等。冶金工業用作冶煉助熔劑、選礦用浮選劑,煉鋼和煉銻用作脫硫劑。印染工業用作軟水劑。制革工業用於原料皮的脫脂、中和鉻鞣革和提高鉻鞣液堿度。還用於生產合成洗滌劑添加劑三聚磷酸鈉和其他磷酸鈉鹽等。食用級純堿用於生產味精、面食等
禁配物強酸、鋁、氟!!! [編輯本段]健康危害 本品具有刺激性和腐蝕性。直接接觸可引起皮膚和眼灼傷。生產中吸入其粉塵和煙霧可引起呼吸道刺激和結膜炎,還可有鼻粘膜潰瘍、萎縮及鼻中隔穿孔。長時間接觸本品溶液可發生濕疹、皮炎、雞眼狀潰瘍和皮膚松弛。接觸本品的作業工人呼吸器官疾病發病率升高。誤服可造成消化道灼傷、粘膜糜爛、出血和休克。
毒理學資料
LD50:4090 mg/kg(大鼠經口)
LC50:2300mg/m3,2小時(大鼠吸入)
燃爆危險本品不燃,具腐蝕性、刺激性.
急救措施
皮膚接觸: 立即脫去汙染的衣著,用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫。
眼睛接觸: 立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。
吸入: 脫離現場至空氣新鮮處。如呼吸困難,給輸氧。就醫。
食入: 用水漱口,給飲牛奶或蛋清。就醫。
消防措施
危險特性: 具有腐蝕性。未有特殊的燃燒爆炸特性。
有害燃燒產物: 自然分解產物未知。
滅火方法: 消防人員必須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。
泄漏應急處理隔離泄漏汙染區,限制出入。建議應急處理人員戴防塵面具(全面罩),穿防毒服。避免揚塵,小心掃起,置於袋中轉移至安全場所。若大量泄漏,用塑料布、帆布覆蓋。收集回收或運至廢物處理場所處置。
操作註意事項密閉操作,加強通風。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩,戴化學安全防護眼鏡,穿防毒物滲透工作服,戴橡膠手套。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。
儲存註意事項儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。應與酸類等分開存放,切忌混儲。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。
運輸註意事項起運時包裝要完整,裝載應穩妥。運輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴禁與酸類、食用化學品等混裝混運。運輸途中應防曝曬、雨淋,防高溫。車輛運輸完畢應進行徹底清掃。 [編輯本段]教育要點 初中壹般要求掌握有關碳酸鈉的俗稱,主要用途,化學式以及壹些常用反應(如Na2CO3+BaCl2=2NaCl+BaCO3↓等)
高中則要求掌握與NaHCO3的性質對比等。 [編輯本段]純堿工業 2006年中國純堿工業進入快速發展階段,良好市場需求推動中國純堿工業穩步發展。在產量不能滿足市場需求高增長的影響下,促使國內純堿價格持續走高。2006年,國內純堿主流平均出廠價格由年初1300元/噸上漲至年末的1500元/噸,上漲幅度15.38%。2006年是中國純堿工業發展最好的時期與階段。純堿工業良好的發展主要得益於旺盛的國內市場需求、國際貿易環境的改善、國際能源價格的上漲、產品競爭能力的提高和國家對純堿工業的有序發展的正確規劃管理。在國際市場中,中國純堿產品質量和具有競爭能力的價格,使得中國純堿在國際市場的貿易份額中不斷增加。國際市場需求量的加大,有力地促進了國內純堿工業的發展。
2007年全年中國純堿產量1771.8萬噸,同比增長13.1%。增長率比上年提高2.6個百分點。純堿出口全年170.6萬噸,同比增長-5.7%。表觀消費量1605.2萬噸,同比增長14.7%。價格由年初的平均1500元/噸上升至年末1800元/噸,上漲幅度20%。
近兩年國內化工行業、冶金行業、電子工業、建材行業、裝飾行業等快速發展,對純堿需求十分旺盛,使得中國純堿產銷量呈現連續、穩定的增長,行業開工率保持在90%以上。受下遊產業快速增長拉動,預計未來幾年中國純堿將會繼續保持較快增長。
“十壹五”期間中國純堿工業發展重點為:加快產品結構調整、繼續增加重質純堿生產能力和產量、繼續增加幹銨的能力和產量;進壹步提高聯堿法純堿質量;努力降低能耗和物耗,降低成本;嚴格控制新增能力,推動行業戰略性重組;實施國際化經營戰略和資源戰略。
到2010年中國重質純堿產量要達到60%以上;幹銨產量達到80%以上;能耗、物耗達到國際先進水平;純堿出口量達到200萬噸。