碳酸鈉
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碳酸鈉，俗名蘇打、純堿、洗滌堿，化學式：Na2CO3，普通情況下為白色粉末，為強電解質(zhì)。密度為2.532g/cm3，熔點為851°C，易溶于水，具有鹽的通性。
目錄 |
基本介紹
【化學式】Na?CO?
【相對分子質(zhì)量】106
【俗名】塊堿、純堿、蘇打(Soda) 、堿面、口堿（歷史上，一般經(jīng)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(yè)名稱為輕質(zhì)堿，有一個結晶水的工業(yè)名稱為重質(zhì)堿。
【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 **注意**（純堿是鹽，不是堿，只是溶液顯堿性）
【化學性質(zhì)】
在空氣中易風化
(1)其水溶液呈堿性，能與酸產(chǎn)生一定反應。
Na?CO?+ 2HCl ==== 2NaCl + H?O + CO?↑
(2) Na?CO?與堿反應。
Na?CO?+ Ca(OH)?==== CaCO?↓+ 2NaOH
Na?CO?與NaOH不反應。
(3) Na?CO?與鹽反應。
Na?CO?+ BaCl?==== 2NaCl + Ba?CO?↓【碳酸鋇白色沉淀，不溶于水(難溶于水)，但可溶于酸】
3Na?CO?+ Al?(SO?)?+ 3H?O → 2Al(OH)?↓+ 3Na?SO?+ 3CO?↑
(4)Na?CO?+H?O+CO?=2NaHCO?
【熱力學函數(shù)（298.15K，100kPa）】
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(wěn)定性】穩(wěn)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，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：Na?CO?.H?O、Na?CO?.7H?O 和 Na?CO?.10H?O。
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，能與酸進行中和反應，生成相應的鹽并放出二氧化碳?！ ?/p>
制取
實驗室制取碳酸鈉：2NaOH+CO?=Na?CO?+H?O.存在于自然界（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于印染。1791年開始用食鹽、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。用于生產(chǎn)玻璃、造紙、紡織、洗滌劑1943年中國侯德榜結合中國內(nèi)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(yè)聯(lián)合，同時生產(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反應式均為：
NaCl + CO?+ NH?+ H?O ==== NaHCO?↓+ NH?Cl ，NaHCO?(碳酸氫鈉)可溶只是在這種條件下，碳酸氫鈉溶解的量大約該條件下的溶解度，所以析出了碳酸氫鈉固體，經(jīng)過濾，得到碳酸氫鈉固體！
2NaHCO?==Δ== Na?CO?+ CO?↑+ H?O
所不同的是索氏法在整個制取過程中NH3是循環(huán)使用的：
2NH?Cl + Ca(OH)?==Δ== 2NH?↑+ CaCl?+ 2H?O
而侯氏法在整個制取過程中，NH?Cl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?！ ?/p>
侯氏制堿法
（1）NH?+ H?O + CO?==== NH?HCO?
（2） NH?HCO? + NaCl(飽和) ==== NH?Cl+ NaHCO?↓
（3）2NaHCO?==Δ== Na?CO? + H?O + CO?↑
即：
①NaCl(飽和) + NH?+ H?O + CO?==== NH?Cl + NaHCO?↓
②2NaHCO?==Δ== Na?CO?+ H?O + CO?↑
氨氣與水和二氧化碳反應生成一分子的碳酸氫銨，這是第一步。第二步是：碳酸氫銨與氯化鈉反應生成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(jù) NH?Cl 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 NH?Cl 單獨結晶析出供做氮肥。
此法優(yōu)點：保留了氨堿法的優(yōu)點，消除了它的缺點，使食鹽的利用率提高到 96 ％； NH?Cl 可做氮肥；可與合成氨廠聯(lián)合，使合成氨的原料氣 CO 轉化成 CO? ，革除了 CaCO?制 CO?這一工序。
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
用途
是重要的化工原料之一, 用于制化學品、清洗劑、洗滌劑、也用于照相術和制醫(yī)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、化學工業(yè)，約占2/3；其次是冶金、紡織、石油、國防、醫(yī)藥及其它工業(yè)。玻璃工業(yè)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(yè)用于制水玻璃、重鉻酸鈉、硝酸鈉、氟化鈉、小蘇打、硼砂、磷酸三鈉等。冶金工業(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
本品具有弱刺激性和弱腐蝕性。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。長時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。
【毒理學資料】
LD50：4090 mg/kg(大鼠經(jīng)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： 立即脫去污染的衣著，用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。
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(yī)。
吸入： 脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。如呼吸困難，給輸氧。就醫(yī)。
食入： 用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。
【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(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。滅火時盡可能將容器從火場移至空曠處。
【泄漏應急處理】隔離泄漏污染區(qū)，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，置于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。
【操作注意事項】密閉操作，加強通風。操作人員必須經(jīng)過專門培訓，嚴格遵守操作規(guī)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(chǎn)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。
【儲存注意事項】儲存于陰涼、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(qū)應備有合適的材料收容泄漏物。
【運輸注意事項】起運時包裝要完整，裝載應穩(wěn)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?！ ?/p>
教育要點
初中一般要求掌握有關碳酸鈉的俗稱，主要用途，化學式以及一些常用反應（如Na?CO?＋BaCl?＝2NaCl＋BaCO?↓ BaCl?+H?SO?=BaSO?↓+2HCl 等）
高中則要求掌握與NaHCO?的性質(zhì)對比等。
純堿工業(yè)
2006年中國純堿工業(yè)進入快速發(fā)展階段，良好市場需求推動中國純堿工業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。在產(chǎn)量不能滿足市場需求高增長的影響下，促使國內(nèi)純堿價格持續(xù)走高。2006年，國內(nèi)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(yè)發(fā)展最好的時期與階段。純堿工業(yè)良好的發(fā)展主要得益于旺盛的國內(nèi)市場需求、國際貿(mào)易環(huán)境的改善、國際能源價格的上漲、產(chǎn)品競爭能力的提高和國家對純堿工業(yè)的有序發(fā)展的正確規(guī)劃管理。在國際市場中，中國純堿產(chǎn)品質(zhì)量和具有競爭能力的價格，使得中國純堿在國際市場的貿(mào)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(nèi)純堿工業(yè)的發(fā)展。
2007年全年中國純堿產(chǎn)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(nèi)化工行業(yè)、冶金行業(yè)、電子工業(yè)、建材行業(yè)、裝飾行業(yè)等快速發(fā)展，對純堿需求十分旺盛，使得中國純堿產(chǎn)銷量呈現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定的增長，行業(yè)開工率保持在90%以上。受下游產(chǎn)業(yè)快速增長拉動，預計未來幾年中國純堿將會繼續(xù)保持較快增長。
“十一五”期間中國純堿工業(yè)發(fā)展重點為：加快產(chǎn)品結構調(diào)整、繼續(xù)增加重質(zhì)純堿生產(chǎn)能力和產(chǎn)量、繼續(xù)增加干銨的能力和產(chǎn)量；進一步提高聯(lián)堿法純堿質(zhì)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(yè)戰(zhàn)略性重組；實施國際化經(jīng)營戰(zhàn)略和資源戰(zhàn)略。
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