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純堿
【俗名】塊堿、純堿、蘇打(Soda)、口堿(歷,一般經(jīng)張家口和古北口轉運全國,因此又有“口堿”之說(shuō)。)、堿面(食用堿),無(wú)結晶水的工業(yè)名稱(chēng)為輕質(zhì)堿,有一個(gè)結晶水的工業(yè)名稱(chēng)為重質(zhì)堿。
【CAS編號】497-19-8
【外觀(guān)】白色粉末狀,是晶體
【口味】澀
【相對密度(水=1)】2.532
【熔點(diǎn)】851℃
【溶解度】21g20℃
【分類(lèi)】強堿弱酸鹽**注意**(純堿不是堿,是鹽類(lèi)?。?
【化學(xué)性質(zhì)】1)溶液顯堿性,能與酸產(chǎn)生一定反應。
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,不溶于水(難溶于水),但可溶于酸】+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(xué)函數(298.15K,100kPa)】[1]
狀態(tài):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(cháng)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,并結成硬塊。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】易溶于水,微溶于無(wú)水乙醇,不溶于丙醇。
碳酸鈉易溶于水,是一種強堿鹽,溶于水后發(fā)生水解反應,使溶液顯堿性,有一定的腐蝕性,能與酸進(jìn)行中和反應,生成相應的鹽并放出二氧化碳。
【制取】
實(shí)驗室制取碳酸鈉:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O.存在于自然界(如鹽水湖)的碳酸鈉稱(chēng)為天然堿,在古代便被用作洗滌劑和用于印染。1791年開(kāi)始用食鹽、硫酸、煤、石灰石為原料生產(chǎn)碳酸鈉,是為呂布蘭法,此法原料利用不充分、勞動(dòng)條件惡劣、產(chǎn)品質(zhì)量不佳,逐漸為索爾維法代替。1859年比利時(shí)索爾維用食鹽、氨水、二氧化碳為原料,于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(jìn)行改進(jìn),將純堿和合成氨兩大工業(yè)聯(lián)合,同時(shí)生產(chǎn)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(xué)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(gè)制取過(guò)程中NH3是循環(huán)使用的:2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O
而侯氏法在整個(gè)制取過(guò)程中,NH4Cl直接做為純堿的副產(chǎn)品----肥料。
碳酸鈉用于肥皂、造紙、洗滌劑、玻璃生產(chǎn),用作冶金工業(yè)的助熔劑、軟水劑。
【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一分子的碳酸氫銨,這是步。第二步是:碳酸氫銨與氯化鈉反應生成一分子的氯化銨和碳酸氫鈉沉淀,碳酸氫鈉之所以沉淀是因為他的溶解度較小。
根據NH4Cl在常溫時(shí)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(shí),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(yōu)點(diǎn):保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn),消除了它的缺點(diǎn),使食鹽的利用率提高到96%;NH4Cl可做氮肥;可與合成氨廠(chǎng)聯(lián)合,使合成氨的原料氣CO轉化成CO2,革除了CaCO3制CO2這一工序。
碳酸鈉的技術(shù)指標:
指標項目指標(1類(lèi)) (2類(lèi)) (3類(lèi))
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
【用途】
是重要的化工原料之一,用于制化學(xué)品、清洗劑、洗滌劑、也用于照相術(shù)和制醫藥品。
絕大部分用于工業(yè),一小部分為民用。在工業(yè)用純堿中,主要是輕工、建材、化學(xué)工業(yè),約占2/3;其次是冶金、紡織、石油、國防、醫藥及其它工業(yè)。玻璃工業(yè)是純堿的消費部門(mén),每噸玻璃消耗純堿0.2噸?;瘜W(xué)工業(yè)用于制水玻璃、、硝酸鈉、氟化鈉、小蘇打、硼砂、磷酸三鈉等。冶金工業(yè)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(yè)用作軟水劑。制革工業(yè)用于原料皮的脫脂、中和鉻鞣革和提高鉻鞣液堿度。還用于生產(chǎn)合成洗滌劑添加劑三聚磷酸鈉和其他磷酸鈉鹽等。食用級純堿用于生產(chǎn)味精、面食等
【禁配物】強酸、鋁、氟!!!
【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(chǎn)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(cháng)時(shí)間接觸本品溶液可發(fā)生濕疹、皮炎、雞眼狀潰瘍和皮膚松弛。接觸本品的作業(yè)工人呼吸器官疾病發(fā)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(xué)資料】
LD50:4090 mg/kg(大鼠經(jīng)口)
LC50:2300mg/m3,2小時(shí)(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:立即脫去污染的衣著(zhù),用大量流動(dòng)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(dòng)清水或生理鹽水沖洗至少15分鐘。就醫。
吸入:脫離現場(chǎng)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。未有特殊的燃燒特性。
有害燃燒產(chǎn)物:自然分解產(chǎn)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(shí)盡可能將容器從火場(chǎng)移至空曠處。
【泄漏應急處理】
隔離泄漏污染區,限制出入。建議應急處理人員戴防塵面具(罩),穿防毒服。避免揚塵,小心掃起,置于袋中轉移至安全場(chǎng)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(chǎng)所處置。
【操作注意事項】
密閉操作,加強通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過(guò)濾式防塵口罩,戴化學(xué)安全防護眼鏡,穿防毒物滲透工作服,戴橡膠手套。避免產(chǎn)生粉塵。避免與酸類(lèi)接觸。搬運時(shí)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(shí),應把堿加入水中,避免沸騰和飛濺。
【儲存注意事項】
儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠離火種、熱源。應與酸類(lèi)等分開(kāi)存放,切忌混儲。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。
【運輸注意事項】
起運時(shí)包裝要完整,裝載應穩妥。運輸過(guò)程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴禁與酸類(lèi)、食用化學(xué)品等混裝混運。運輸途中應防曝曬、雨淋,防高溫。車(chē)輛運輸完畢應進(jìn)行清掃。