化學式Na2CO3
相對分子質量106
俗名燒堿、純堿、蘇打(Soda)、口子堿(歷史上,壹般通過張家口和古北口轉運全國,故有 "口子堿 "之稱。"堿口 "的 "堿 "指的是蘇打(Soda)、堿液(食用堿),沒有結晶水的工業名稱為輕堿,有結晶水的工業名稱為重堿[2]。
化學文摘社編號:497-19-8
外觀白色粉末狀,為固體
味澀味
相對密度(水=1)2.532
熔點 851 ℃
溶解度 21g 20 ℃
分類 強堿弱酸鹽 **註**(純堿是鹽,不是堿,顯)堿性)
化學性質 1)溶液呈堿性,能與酸發生壹定程度的反應。
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
2)Na2CO3 能與堿反應。
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(不溶於水)、但溶於酸 +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
標準摩爾發熱量 ΔfHmθ(kJ-mol^-1):-1130.7
標準摩爾生成自由能吉布斯 Δ fGmθ(kJ-mol^-1):-1044.4
標準熵 Smθ(J-mol^-1-K^-1):135.0
穩定性很強,但在高溫下會分解生成氧化鈉和二氧化碳。長期暴露在空氣中會吸收空氣中的水分和二氧化碳,生成碳酸氫鈉,形成硬塊。吸濕性很強,易形成硬塊,高溫下不分解。含有結晶水的碳酸鈉有 3 種:
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,使溶液呈堿性,有壹定的腐蝕性,能與酸反應中和生成相應的鹽並放出二氧化碳。[編輯本段]碳酸鈉的制備 實驗室制取碳酸鈉:2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O.存在於自然界(如鹵水湖)中的碳酸鈉被稱為天然堿,在古代被用作洗滌劑和印染。用食鹽、硫酸、煤和石灰石生產碳酸鈉始於 1791 年的盧布郎法,當時原料利用率不足,勞動條件差。1859 年,比利時的索爾維公司用食鹽、氨水和二氧化碳為原料,在常溫下從溶液中析出碳酸氫鈉,加熱分解成碳酸鈉,壹直沿用至今。1943 年,我國侯德榜結合我國內地缺鹽的情況,對索爾維法進行了改進,將純堿和合成氨兩大行業結合起來,同時生產碳酸鈉和化肥氯化銨。碳酸鈉和化肥氯化銨,大大提高了鹽的利用率,這就是侯氏堿法。索氏制堿法和侯氏制堿法的主要化學反應式分別是:
NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl,2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O
不同的是,索氏制堿法的整個過程中NH3是循環使用的:2NH4Cl + Ca (OH) 2 = 2NH3 + CaCl 2NH3+CaCl2+2H2O
而侯氏方法在整個生產過程中,NH4Cl 直接作為純堿的副產物---- 肥料。
碳酸鈉用於肥皂、造紙、洗滌劑、玻璃生產,在冶金工業中用作助熔劑、軟水器。[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↑
氨與水和二氧化碳反應生成壹分子碳酸氫銨,這是第壹步。第二步是:碳酸氫銨與氯化鈉反應生成壹分子氯化銨和碳酸氫鈉沈澱,碳酸氫鈉沈澱是因為他的溶解度較小。
根據NH4Cl在常溫下溶解度比NaCl大,但在低溫下溶解度比NaCl小的原理,在278K~283K(5℃~10℃)時,向母液中加入食鹽細粉,使NH4Cl分離結晶析出,用於氮肥。
此法的優點:保留了氨堿法的優點,消除了其缺點,使食鹽的利用率達到96%;NH4Cl可用作氮肥;可與合成氨廠聯合,使合成氨的原料氣CO轉化為CO2,消除了CaCO3 CO2這壹工藝環節。
碳酸鈉的技術指標:
指標 項目 指標
(壹級) (二級) (三級)
總堿(%) 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
鐵(%) 0.004 0.006 0.010
鐵(%) 0.004 0.006 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.010 0.006 0.010
Sulfate(%) 0.03 0.08 ----
Loss on burning(%) 0.8 1.0 1.3 [編輯本段]用途 它是最重要的化工原料之壹,用於生產化學品、清潔劑、洗滌劑以及照相和醫藥產品。
大部分用於工業,小部分用於民用。在工業純堿中,主要是輕工、建材、化工等行業,約占 2/3;其次是冶金、紡織、石油、國防、醫藥等行業。玻璃工業是純堿的最大消費行業,每噸玻璃消耗純堿 0.2 噸。化工行業用於制造水玻璃、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、選礦浮選劑、煉鋼和煉銻的脫硫劑。在印染工業中用作軟水劑。在制革工業中,它可用於生皮脫脂、中和鉻鞣革和提高鉻鞣液的堿度。它還用於生產合成洗滌劑添加劑,如三聚磷酸鈉和其他磷酸鈉鹽。食用級純堿用於生產味精、面食等。
禁用物質 強酸、鋁、氟!!!!!。[編輯本段]健康危害 本品具有刺激性和腐蝕性。直接接觸會造成皮膚和眼睛灼傷。生產過程中吸入其粉塵和煙霧可引起呼吸道刺激和結膜炎,還可引起鼻粘膜潰瘍、萎縮和鼻中隔穿孔。長期接觸該產品溶液會出現濕疹、皮炎、雞眼樣潰瘍和皮膚松弛。接觸該產品的操作工人呼吸器官疾病的發病率較高。意外攝入會導致消化道灼傷、粘膜糜爛、出血和休克。
毒理學信息
LD50:4090 毫克/千克(大鼠口服)
LC50:2300 毫克/立方米,2 小時(大鼠吸入)
燃燒和爆炸危險本品不燃,有腐蝕性、刺激性。
急救措施
皮膚接觸:立即脫掉受汙染的衣物,用大量流動清水沖洗至少 15 分鐘。就醫。
眼睛接觸:立即擡起眼瞼,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:離開現場,呼吸新鮮空氣。如果呼吸困難,請吸氧。就醫。
吸入:用水漱口,餵牛奶或蛋白。就醫。
滅火措施
危險特性:腐蝕性。無特定的燃燒或爆炸特性。
危險燃燒產物:自然分解產物未知。
滅火方法:消防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地帶。
泄漏應急反應 隔離泄漏汙染區並限制進入。建議應急人員佩戴防塵口罩(全面罩)和防護服。避免揚塵,小心清掃並裝入袋中轉移到安全地點。如果大量泄漏,用塑料布和帆布覆蓋。收集並回收,或運往廢物處理場所進行處理。
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,並嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩、防化安全眼鏡、防毒穿透工作服和橡膠手套。避免產生粉塵。避免接觸酸性物質。搬運時輕裝輕卸,防止損壞包裝和容器。配備泄漏應急設備。清空的容器可能殘留有害物質。稀釋或配制溶液時,將堿加入水中,以避免沸騰和飛濺。
儲存註意事項儲存在陰涼通風的倉庫中。遠離火源和熱源。應與酸等分開存放。不要混合存放。儲存區應配備適當的材料,以防泄漏。
運輸註意事項包裝要完整,裝載要平穩。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、食用化學品混合運輸。運輸過程中應避免暴曬、雨淋和高溫。運輸後應徹底清洗車輛。[編輯本段]教學要點 初中壹般要求掌握碳酸鈉的俗名、主要用途、化學式及壹些常見反應(如Na2CO3+BaCl2=2NaCl+BaCO3↓等)
高中要求掌握與NaHCO3的性質比較等。[編輯本段]純堿工業 2006年,我國純堿工業進入快速發展階段,良好的市場需求推動我國純堿工業穩步發展。在產量無法滿足市場需求高速增長的影響下,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的 1300 元/噸上漲到年末的 1500 元/噸,漲幅達 15.38%。2006 年是中國純堿工業發展最好的時期和階段。純堿行業的良好發展主要得益於國內市場需求旺盛、國際貿易環境的改善、國際能源價格的上漲、產品競爭力的提高以及國家對純堿行業有序發展的正確規劃和管理。在國際市場上,中國純堿產品的質量和具有競爭力的價格使中國純堿在國際市場上的貿易份額不斷增加。國際市場需求的增加,有力地促進了國內純堿行業的發展。
2007年中國純堿年產量為1771.8萬噸,同比增長13.1%。增速比上年提高2.6個百分點。全年純堿出口 170.6 萬噸,同比增長-5.7%。表觀消費量1605.2萬噸,增長14.7%。價格由年初的平均每噸1500元上漲到年末的每噸1800元,增長20%。
近兩年國內化工、冶金、電子、建材、裝飾等行業的快速發展,對純堿的需求十分旺盛,使我國純堿產銷量呈持續穩定增長態勢,行業開工率保持在90%以上。在下遊行業快速增長的帶動下,預計未來幾年我國純堿仍將保持較快增長。
"十壹五 "期間,我國純堿工業發展的重點是加快產品結構調整,繼續提高重質純堿產能和產量,繼續提高幹銨產能和產量;進壹步提高聯堿法純堿質量;努力降低能耗、物耗,降低成本;嚴格控制新增產能,推進戰略重組;實施國際化經營戰略和戰略重組;實施國際化戰略和戰略重組。業戰略重組;實施國際化經營戰略和資源戰略。
到2010年,我國重質純堿產量達到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。