碳酸钠(Sodium Carbonate),是一种无机化合物,化学式为Na2CO3,分子量105.99 ,又叫纯碱,但分类属于盐,不属于碱,国际贸易中又名苏打或碱灰。碳酸钠是一种白色粉末,无味无臭,易溶于水,水溶液呈强碱性,在潮湿的空气里会吸潮结块,部分变为碳酸氢钠。碳酸钠的制法有联合制碱法、氨碱法、路布兰法等,也可由天然碱加工精制。它是一种重要的无机化工原料,主要用于板玻璃、玻璃制品和陶瓷釉的生产。还广泛用于生活洗涤、酸类中和以及食品加工等。
百科图谱
碳酸钠
化学无机物
碳酸钠
硫酸镁
碳酸氢钫
氟化锆
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化学上的盐类
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高铼酸钠
高铼酸钠, 无色盐。密度5.39g/cm3。熔点300~414℃。在空气中受热至1000℃不离解,真空中高于500℃部分离解。
硫代硫酸钠
硫代硫酸钠,又名次亚硫酸钠、大苏打、海波,是常见的硫代硫酸盐,化学式为Na2S2O3,是硫酸钠中一个氧原子被硫原子取代的产物,因此两个硫原子的氧化数分别为-2和+6。
钠
钠,是一种无机化合物,化学式为Na2SeO3。2017年10月27日,卫生组织国际症研究机构公布的致物清单初步整理参考,硒和硒化合物在3类致物清单中。
二烷基二碲
二烷基二碲(英文名称:dialkyl ditellurides),化合物。
工业碱分类
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氢氧化钠
工业烧碱
碳酸氢钠
工业重碱
碳酸钠
工业纯碱
中文名
碳酸钠 [4]
外文名
Sodium Carbonate
别 名
苏打、纯碱 [4] 、碱灰
化学式
Na2CO3
分子量
105.99
CAS登录号
497-19-8 [4]
EINECS登录号
231-861-5
熔 点
851 ℃ [4]
沸 点
1600 ℃ [4]
水溶性
可溶
密 度
2.532 g/cm³
外 观
白色结晶性粉末
闪 点
169.8 ℃ [4]
安全性描述
S36/37/39;S26;S22
危险性符号
Xi [4]
危险性描述
R36 [4]
UN危险货物编号
3082 [4]
酸碱性
碱性
目录1 研究简史
2 理化性质
▪ 物理性质
▪ 化学性质
3 制备方法
▪ 实验室方法
▪ 吕布兰法
▪ 索氏制碱法
▪ 侯氏制碱法
▪ 技术指标
4 应用领域
5 安全措施
▪ 危险性
▪ 消防措施
▪ 急救措施
6 苏打四
▪ 苏打
▪ 小苏打
▪ 大苏打
▪ 臭苏打
研究简史编辑 播报
碳酸钠结晶(2张)
在人工合成纯碱之前,古代就发现某些海藻晾晒后,烧成的灰烬中含有碱类,用热水浸取、滤清后可得褐色碱液用于洗涤。大量的天然碱来自矿物,以地下埋藏或碱水湖为主。以沉积层存在的天然碱矿品位高,分布甚广。早发明人工合成纯碱方法是18世纪末,法国路布兰用芒硝加石灰石和煤在高温下还原并进行碳酸化,得到以含Na2CO3为主的粗制品——黑灰,经过浸取、蒸发、精制、再结晶、烘干,获得纯度约为97%的重质纯碱。1861年,比利时欧内斯特·索尔维独自发明了纯碱并获得过。由于技术秘密保护一直未能大范围应用,20世纪20年代才从美国突破,尤其是的化工专家侯德榜于1932年出版了《纯碱制造》一书,将保密70年,索尔维法公布于世。侯德榜还于1939-1942创建了侯氏制碱法,并在四川建立了中试车间。1952年在大连化工厂设立了联合制碱车间。日本旭硝子公司推出的NA法,实质上是联碱和氨碱的折中法。可随意调节纯碱与氯化铵的比例 [5] 。
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物理性质碳酸钠常温下为白色无气味的粉末或颗粒,密度为2.54g/cm3,熔点为856ºC。易溶于水,还溶于甘油,20℃时每一百克水能溶解20克碳酸钠,35.4℃时溶解度大,100克水中可溶解49.7克碳酸钠,微溶于无水乙醇,难溶于丙醇,1%水溶液PH为11.5,在水溶液或熔融状态下能导电,并且水溶液有涩味和滑腻感。碳酸钠有吸水性,露置空气中逐渐吸收 1mol/L水分(约=15%)。其水合物有Na2CO3·H2O,Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O [6] 。
化学性质碳酸钠的水溶液呈碱性且有一定的腐蚀性,能与酸发生复分解反应,也能与一些钙盐、钡盐发生复分解反应。溶液显碱性,可使酚酞变红。
稳定性
稳定性较强,但高温下也可分解,生成氧化钠和二氧化碳:
长期暴露在空气中能吸收空气中的水分及二氧化碳,生成碳酸氢钠,并结成硬块:
碳酸钠的结晶水合物石碱(Na2CO3·10H2O)在干燥的空气中易风化:
热力学函数
在(298.15K,100K)的热力学函数:
状态:固态
标准摩尔生成焓
:-1130.8 kJ·mol-1 [1]
标准摩尔生成吉布斯自由能
:-1048.1 kJ·mol-1 [1]
标准熵
:138.8 J·mol-1·K-1 [1]
水解反应
由于碳酸钠在水溶液中水解,电离出的碳酸根离子与水中氢离子结合成碳酸氢根离子,导致溶液中氢离子减少,剩下电离的氢氧根离子,所以溶液pH显碱性。
由于碳酸根可以结合水中的质子(即氢离子)生成碳酸氢根和碳酸,并且能结合酸中的质子释放二氧化碳。所以碳酸钠在酸碱质子理论中属于布朗斯特碱。
与酸反应
以为例。当足量时,生成氯化钠和碳酸,不稳定的碳酸立刻分解成二氧化碳和水。这个反应可以用来制备二氧化碳: [2]
总的化学方程式是:
当少量时发生如下反应:
碳酸钠与其他种类的酸也能发生类似的反应。
与碱反应
碳酸钠能和氢氧化钙、氢氧化钡等碱发生复分解反应,生成沉淀和氢氧化钠。工业上常用这种反应制备烧碱(俗称苛化法): [3]
与盐反应
碳酸钠能和钙盐、钡盐等发生复分解反应,生成沉淀和新的钠盐:
由于碳酸钠在水中水解生成氢氧化钠和碳酸,它与某些盐的反应则会推动化学衡向正方向移动,生成相应的碱和二氧化碳:
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实验室方法实验室制取碳酸钠:
。
早在1791年,古人就开始用食盐、硫酸、煤、石灰石为原料生产碳酸钠,是为吕布兰法。
此法原料利用不充分、劳动条件恶劣、产品质量不佳,逐渐为索尔维法代替。
索氏制碱法1859年,比利时人索尔维,用食盐、氨水、二氧化碳为原料,于室温下从溶液中析出碳酸氢钠,将它加热,即分解为碳酸钠,人们将此方法称为索氏制碱法,此法一直沿用至今 [9] 。
氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵,这是步:
第二步是:碳酸氢铵与氯化钠反应生成的碳酸氢钠沉淀和氯化铵,碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。经过滤得到碳酸氢钠固体:
这两步总的化学方程式是:
第三步:加热分解碳酸氢钠,生成水、二氧化碳和碳酸钠即我们要的纯碱:
第四步:将第二步中副产的氯化铵和熟石灰混合加热,得到的氨气可循环利用:
1943年人侯德榜留学海外归来,他结合内地缺盐的国情 ,对索尔维法进行改进,将纯碱和合成氨两大工业联合,同时生产碳酸钠和化肥氯化铵,大大地提高了食盐利用率,是为侯氏制碱法 [9] 。
步,氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵,第二步碳酸氢铵与氯化钠反应生成的碳酸氢钠沉淀和氯化铵,碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。经过滤得到碳酸氢钠固体。(这两步和上面的索氏制碱法相同)。
侯氏制碱法生产流程
第三步,合成的碳酸氢钠部分可以直接出厂销售,其余的碳酸氢钠会被加热分解,生成碳酸钠,生成的二氧化碳可以重新回到步循环利用。
根据NH4Cl溶解度比NaCl大,而在低温下却比NaCl溶解度小的原理,在 278K~283K(5 ℃~10 ℃) 时,向母液中加入食盐细粉,而使NH4Cl单独结晶析出供做氮肥。
索氏制碱法和侯氏制碱法所不同的,是索氏法在整个制取过程中NH3是循环使用的,而侯氏法在整个制取过程中,CO2被循环利用,NH4Cl直接作为纯碱的副产品——肥料。所以,索氏法的产品是碳酸钠,副产品氯化钙;而侯氏法的产品是碳酸钠,副产品氯化铵。
此法优点:保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高到96%;NH4Cl可做氮肥;可与合成氨厂联合,使合成氨的原料气CO 转化成CO2,革除了CaCO3制CO2这一工序。
技术指标指标项目
指 标
1类
2类
3类
总碱量(%)
99
98
96
氯化物(%)
0.5
0.9
1.2
水不溶物(%)
0.04
0.1
0.15
铁(%)
0.004
0.006
0.010
硫酸盐(%)
0.03
0.08
-
烧失量(%)
0.8
1.0
1.3
应用领域编辑 播报
碳酸钠是重要的化工原料之一,广泛应用于轻工日化、建材、化学工业、食品工业、冶金、纺织、石油、、等领域, 用作制造其他化学品的原料、清洗剂、洗涤剂,也用于照相术和分析领域。其次是冶金、纺织、石油、、及其它工业。玻璃工业是纯碱的大消费部门,每吨玻璃消耗纯碱0.2吨。在工业用纯碱中,主要是轻工、建材、化学工业,约占2/3,其次是冶金、纺织、石油、、及其他工业 [8] 。
1、玻璃工业是纯碱的大消费来源,每吨玻璃消耗纯碱0.2t。主要用于浮法玻璃、显像管玻壳、光学玻璃等。
2、用于化工、冶金等。使用重质纯碱可以减少碱尘飞扬、降低原料消耗、改善劳动条件,还可提高产品质量,同时减轻碱粉对耐火材料的侵蚀作用,延长窑炉的使用寿命。
3、作缓冲剂、中和剂和面团改良剂,可用于糕点和面制食品,按生产需要适量使用。
4、作为洗涤剂用于羊毛漂洗,浴盐和用,鞣革中的碱剂。
5、用于食品工业,作中佳县纯碱内蒙碳酸钠联系方式2023已更新(今天/动态)榆林纯碱
与酸反应以为例。当足量时,生成氯化钠和碳酸,不稳定的碳酸立刻分解成二氧化碳和水。这个反应可以用来制备二氧化碳:[2]总的化学方程式是:当少量时发生如下反应:碳酸钠与其他种类的酸也能发生类似的反应。与碱反应碳酸钠能和氢氧化钙、氢氧化钡等碱发生复分解反应,生成沉淀和氢氧化钠。工业上常用这种反应制备烧碱(俗称苛化法):[3]与盐反应碳酸钠能和钙盐、钡盐等发生复分解反应,生成沉淀和新的钠盐:由于碳酸钠在水中水解生成氢氧化钠和碳酸,它与某些盐的反应则会推动化学衡向正方向移动,生成相应的碱和二氧化碳:制备方法编辑播报实验室方法实验室制取碳酸钠:。吕布兰法早在1791年,古人就开始用食盐、硫酸、煤、石灰石为原料生产碳酸。和剂、膨松剂,如制造氨基酸、酱油和面制食品如馒头、面包等。还可配成碱水加入面食中,增加弹性和延展性。碳酸钠还可以用于生产味精
6、彩电试剂
7、用于制药工业,作解酸药、渗透性轻泻剂。
8、用于化学及电化学除油、化学镀铜、铝的浸蚀、铝及合金的电解抛光、铝的化学氧化、磷化后的封闭、工序间的防锈、电解退除铬镀层和退除铬的氧化膜等,亦用于预镀铜、镀钢、镀钢铁合金电解液中
9、冶金工业用作冶炼助熔剂、选矿用浮选剂,炼钢和炼锑用作脱硫剂。
10、印染工业用作软水剂。
11、制革工业用于原料皮的脱脂、中和铬鞣革和提高铬鞣液碱度。
12、定量分析中标定酸液的基准。测定铝、硫、铜、铅和锌。检验尿液和全血葡萄糖。分析水泥中二氧化硅的助溶剂。金属金相分析等。