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産品詳細介紹

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碳酸鈉

碳酸鈉(NaCO),俗名蘇打、石碱、纯碱、洗涤碱,化學式:NaCO,含十个结晶水的碳酸鈉为无色晶体,结晶水不稳定,易風化,变成白色粉末NaCO后为强电解质,具有盐的通性和热穩定性,易溶于水,其水溶液呈碱性。

中文名 碳酸鈉

别名 蘇打、纯碱、洗涤碱

分子量 105.99

俗名 蘇打、纯碱、洗涤碱

熔点 851℃

外文名 Sodium Carbonate

化學式 NaCO

CAS号 497-19-8

EINECS号 207-838-8;231-867-5

密度 2.532g/cm


1基本簡介

化學式

NaCO

名稱介紹

中文名称:碳酸鈉

中文别名:蘇打,纯碱;碱粉;碱面;重灰(重质碳酸鈉);轻灰(轻质碳酸鈉);高纯碳酸鈉;食用面碱(食用碳酸鈉)

(小蘇打:碳酸氫鈉;大蘇打:硫代硫酸鈉)

英文名称:Sodium Carbonate

英文别名:Sodium carbonate anhydrous; Sodium carbonate solution;

soda ash; disodium carbonate; Sodium carbonate-12C, 13C-depleted; calcined soda; Carbonic acid disodium salt; Sodium carbonate,high-purity; Sodium carbonate,dense; SODA ASH LIGHT

CAS號:497-19-8

EINECS 231-867-5

中文別名(俗稱):純堿、塊堿、蘇打(Soda) 、口堿(曆史上,一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)。

存在于自然界(如盐水湖)的碳酸鈉称为天然碱。

无结晶水的碳酸鈉的工业名称为轻质碱,有一个结晶水碳酸鈉的工业名称为重质碱。

碳酸鈉属于盐,不属于碱。碳酸鈉的水溶液呈碱性,因此又名纯碱等说法。

名稱來曆

纯碱,学名碳酸鈉,一种重要的化工基本原料,其俗名:块碱、石碱、蘇打(Soda)、口碱(历史上,一般经张家口和古北口转运全国,因此又有“口碱”之说。)

相關性質

1.溶液顯堿性,能與酸反應。

2.Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

3.Na2CO3與堿反應。Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH

4.Na2CO3與BaCl2鹽反應。

Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl

相對分子質量

105.99 一般取106

1.4 上下遊原料産品

上游原料:1,4-苯二酚、二氧化碳、合成氨、焦炭、硫化钠、氯化钠、煤、石灰石、碳酸钙、碳酸鈉、天然碱、液氨、原盐、重油。

下游产品:磷精矿、膨润土、盐酸、氢氧化铝、氢氧化镁、烧碱、烧碱(液体)、离子膜烧碱、碳酸鈉(一水)、无水碳酸鈉、重质纯碱、碳酸氢钠、碳酸氢钠(药用)、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、硅藻土助滤剂。

2化學性質


風化

碳酸鈉的结晶水合物石碱(Na2CO3·10H2O)在干燥的空气中易風化。

與酸反應

Na2CO3+ 2HCl(过量)==== 2NaCl +H2CO3

碳酸不穩定,分解成二氧化碳和水

H2CO3====H2O + CO2↑

Na2CO3+ HCl(少量)==== NaCl + NaHCO3

與堿反應

(碳酸鈣白色沈澱,難溶于水,但可溶于酸)

與鹽反應

(碳酸鋇白色沈澱,難溶于水,但可溶于酸)

(氫氧化鋁白色沈澱,難溶于水,可溶于酸、堿)

與HO、CO反應

(于堿性環境中沈澱析出)

3物理性質

性狀

碳酸鈉常温下为白色粉末或颗粒。无气味。是强碱弱酸盐。有吸水性。露置空气中逐渐吸收1mol/L水分(约15%)。遇酸分解并泡腾。溶于水(室温时3.5份,35℃时2.2份)和甘油,微溶于无水乙醇。水溶液呈强碱性,pH11.6。相对密度(25℃)2.53。熔点851℃。半数致死量(30日)(小鼠,腹腔)116.6mg/kg。有刺激性。可由氢氧化钠和碳酸发生化学反应结合而成。溶液呈碱性。碳酸鈉在2132K分解。

溶解性

碳酸鈉易溶于水,甘油,20摄氏度时一百克水能溶20克碳酸鈉,35.4摄氏度时溶解度最大,100克水中可溶解49.7克碳酸鈉,微溶于无水乙醇,不溶于丙醇。 碳酸鈉是一种强碱盐,溶于水后发生水解反应(碳酸鈉水解会产生碳酸氢钠和氢氧化钠),使溶液显碱性,有一定的腐蚀性,能与酸进行复分解反应(),生成相应的盐并放出二氧化碳。

穩定性

穩定性较强,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。吸湿性很强,很容易结成硬块,在高温下也不分解。含有结晶水的碳酸鈉有3种:Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O 和Na2CO3·10H2O。

熱力學函數

在(298.15K,100k)的熱力學函數:

狀態:s

標准摩爾生成熱ΔfHmθ(kJ·mol-1):-1130.7

標准摩爾生成吉布斯自由能ΔfGmθ(kJ·mol-1):-1044.4

標准熵Smθ(J·mol-1·K-1):135.0

所屬類別

碳酸鈉属于强碱弱酸盐。(纯碱是盐,不是碱,是强碱弱酸盐。由于碳酸鈉的水溶液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)

由于碳酸鈉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。所以碳酸鈉在酸碱质子理论中属于布朗斯特碱。

穩定性

碳酸鈉相比较碳酸氢钠结构稳定。

1.水溶液呈强碱性。在空气中极易潮解结块,并吸收CO生成碳酸氢钠。按规格使用和贮存,不会发生分解,避免与氧化物接触。工作人员应作好防护,若不慎触及皮肤和眼睛,应立即用大量的流动清水冲洗。易溶于水,有吸湿性,十水合碳酸鈉是无色单斜晶系柱状结晶,密度为1.45g/cm,34~34.5℃时会溶解于结晶水,40~50℃干燥时成粉末。

2.其水溶液水解呈碱性,有一定的腐蚀性,能與酸反應,生成相应的盐并放出二氧化碳。高温可分解,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。

4生産方法

 

發展曆史

4.1.1 實驗室方法

实验室制取碳酸鈉

4.1.2呂布蘭法

最早在1791年,古人就开始用食盐、硫酸、煤、石灰石为原料生产碳酸鈉,是为吕布兰法。

此法原料利用不充分、勞動條件惡劣、産品質量不佳,逐漸爲索爾維法代替。

4.1.3索爾維法

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,即分解为碳酸鈉,人们将此方法称为索氏制碱法,此法一直沿用至今。

4.1.4侯德榜法

1943年中国人侯德榜留学海外归来,他结合中国内地缺盐的国情,对索尔维法进行改进,将纯碱和合成氨两大工业联合,同时生产碳酸鈉和化肥氯化铵,大大地提高了食盐利用率,是为侯氏制堿法。

反應原理

索氏制堿法和侯氏制堿法的主要化學反應式均爲:

反應式一:

NaHCO3(碳酸氫鈉)可溶只是在這種條件下,碳酸氫鈉溶解的量大于該條件下的溶解度,所以析出了碳酸氫鈉固體,經過濾,得到碳酸氫鈉固體。

反應式二:

索氏制堿法和侯氏制堿法所不同的,是索氏法在整個制取過程中NH3是循環使用的:

而侯氏法在整個制取過程中,NH4Cl直接作爲純堿的副産品----肥料。

所以,索氏法的产品是碳酸鈉,副产氯化钙;而侯氏法的产品是碳酸鈉,副产氯化铵。

侯氏制堿法

即:

①NaCl(饱和)+ NH3+ H2O + CO2==== NH4Cl + NaHCO3

氨氣與水和二氧化碳反應生成一分子的碳酸氫铵,這是第一步。

(1)

第二步是:碳酸氫铵與氯化鈉反應生成的碳酸氫鈉沈澱和氯化铵,碳酸氫鈉之所以沈澱是因爲它的溶解度較小。

(2)NHHCO+ NaCl(饱和)==== NHCl + NaHCO↓

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,生成碳酸鈉,生成的二氧化碳可以重新回到第一步!

(3)

根據NH4Cl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。

技術指標

 

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

5主要用途

 

碳酸鈉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、国防、医药等领域,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、国防、医药及其它工业。玻璃工业是纯碱的最大消费部门,每吨玻璃消耗纯碱0.2吨。

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、醫藥及其他工業。玻璃工業是純堿的攝大消費部門,每噸玻璃消耗純堿0.2t。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。制革工業用于原料皮的脫脂、中和鉻鞣革和提高鉻鞣液堿度。還用于生産合成洗滌劑添加劑三聚磷酸鈉和其他磷酸鈉鹽等。

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。③印染工業用作軟水劑。制革工業用于原料皮的脫脂、中和鉻鞣革和提高鉻鞣液堿度。④還用于生産合成洗滌劑添加劑三聚磷酸鈉和其他磷酸鈉鹽等。食用級純堿用于生産味精、面食等。

1.絕大部分用于工業,一小部分爲民用。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、醫藥及其他工業。玻璃工業是純堿的攝大消費部門,每噸玻璃消耗純堿0.2t。化學工業用于制水玻璃、重鉻酸鈉、硝酸鈉、氟化鈉、小蘇打、硼砂、磷酸三鈉等。冶金工業用作冶煉助熔劑、選礦用浮選劑,煉鋼和煉銻用作脫硫劑。

2.主要用于浮法玻璃、顯像管玻殼、光學玻璃等。也可用于化工、冶金等其他部門。使用重質純堿可以減少堿塵飛揚、降低原料消耗、改善勞動條件,還可提高産品質量,同時減輕堿粉對耐火材料的侵蝕作用,延長窯爐的使用壽命。

3.作緩沖劑、中和劑和面團改良劑,可用于糕點和面制食品,按生産需要適量使用。

4.基本化工原料,廣泛用于醫藥、造紙、冶金、玻璃、紡織、染料等工業。

5.作爲洗滌劑用于羊毛漂洗,浴鹽和醫藥用,鞣革中的堿劑。

6.用于食品工業,作中和劑、膨松劑,如制造氨基酸、醬油和面制食品如饅頭、面包等。還可配成堿水加入面食中,增加彈性和延展性。

7.彩電專用試劑

8.廣泛用于玻璃制品、化學品、造紙、冶金、醫藥、紡織和食品等工業

9.用作分析試劑,也用于制藥工業和照相制版

10.无水碳酸鈉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

11.基本化工原料之一,用途廣泛,是玻璃、肥皂、洗滌劑、紡織、制革、香料、染料、藥品等的重要原料

12.定量分析中標定酸液的基准。測定鋁、硫、銅、鉛和鋅。檢驗尿液和全血葡萄糖。分析水泥中二氧化矽的助溶劑。金屬金相分析等

13.解酸藥、滲透性輕瀉劑。

消費領域

建材領域,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,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,用于原料皮的脫脂、中和鉻鞣革和提高鉻鞣液堿度。

日化方面,用于生産合成洗滌劑添加劑三聚磷酸鈉和其他磷酸鈉鹽等。

食品工業,食用級純堿用于生産味精、面食等。

此外,在分析化驗領域,定量分析中標定酸液的基准。測定鋁、硫、銅、鉛和鋅。檢驗尿液和全血葡萄糖。分析水泥中二氧化矽的助熔劑、金屬金相分析等。

消費結構

绝大部分碳酸鈉用于工业,一小部分为民用。

在工業領域,純堿主要是輕工、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,約占1/3。

6相關危害

 

健康危害

該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。生産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。長時間接觸該品溶液可發生濕疹、皮炎、雞眼狀潰瘍和皮膚松弛。接觸該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。

使用須知

穿戴適當的防護服和手套。

不慎與眼睛接觸後,請立即用大量清水沖洗並征求醫生意見。

切勿吸入粉塵。

穿戴適當的防護服。

戴護目鏡或面具。

吞食有害。

刺激眼睛。

對水生生物有毒,可能對水體環境産生長期不良影響。

刺激眼睛、呼吸系統和皮膚。

刺激呼吸系統和皮膚。

對眼睛有嚴重傷害。

燃爆危險

該品不燃,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分鍾。就醫。

(在實驗裏,不小心沾到了堿液的時候,我們要用較多的水去沖洗,然後再塗上硼酸溶液來進行反應)

眼睛接觸:立即提起眼睑,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鍾。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。

有害燃燒産物:自然分解産物未知。

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。

注意事項

密闭操作,加强通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜,穿防毒物渗透工作服,戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与酸类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备泄漏應急處理设备。倒空的容器可能残留有害物。稀释或制备溶液时,应把碱加入水中,避免沸腾和飞溅。

储存注意事項

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。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。

【禁配物】強酸、鋁、氟

运输注意事項

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。

 

7,三姐妹

編輯

家里的碱面一般是碳酸鈉,称为蘇打。

在奇妙的化學王國裏,住著小有名氣的“蘇打氏三姐妹”——蘇打(Na2CO3)、小蘇打(NaHCO3)和大蘇打(Na2S2O3·5H2O)。別看它們的名字這樣相似,它們的脾氣(性質)卻不一樣,對人類的貢獻(用途)也各不相同。

蘇打

蘇打是Soda的音译,化學式为Na2CO3。它的名字颇多,学名叫碳酸鈉,俗名除叫蘇打外,又称纯碱或蘇打粉。带有结晶水的叫水合碳酸鈉,有一水碳酸鈉(Na2CO3·H2O)、七水碳酸鈉(Na2CO3·7H2O)和十水碳酸鈉(Na2CO3·10H2O)三种。十水碳酸鈉又叫洗濯蘇打、洗濯碱或晶碱。

无水碳酸鈉是白色粉末或细粒,易溶于水,水溶液呈碱性。它有很强的吸湿性,在空气中能吸收水分而结成硬块。十水碳酸鈉是无色晶体,室温下放置空气中,会失去结晶水而成为一水碳酸鈉。无论十水碳酸鈉还是一水碳酸鈉,加热都会变成无水碳酸鈉。碳酸鈉很稳定,受热不易分解。遇酸能放出二氧化碳:

碳酸鈉溶液还能吸收二氧化碳而成碳酸氢钠:

在三种蘇打中,碳酸鈉的用途最广。它是一种十分重要的化工产品,是玻璃、肥皂、纺织、造纸、制革等工业的重要原料。冶金工业以及净化水也都用到它。它还可用于其他钠化合物的制造。早在十八世纪,它就和硫酸、盐酸、硝酸、烧碱并列为基础化工原料--三酸两碱之一。在日常生活中,蘇打也有很多用途,比如它可以直接作为洗涤剂使用,在蒸馒头时加一些蘇打,可以中和发酵过程中产生的酸性物质。

小蘇打

小蘇打的化學式是NaHCO3。它的名字也有很多,学名碳酸氢钠,又称重碳酸鈉或酸式碳酸鈉。俗名除小蘇打外,还有焙烧蘇打、发酵蘇打和重碱等。

小蘇打是白色晶体,溶于水,水溶液呈弱碱性。

在熱空氣中,它能緩慢分解,放出一部分二氧化碳;加熱至270℃時全部分解放出二氧化碳:;

它也能與酸(如鹽酸)作用放出二氧化碳:

小蘇打的这些性质,使它在生产和生活中有许多重要的用途。在灭火器里,它是产生二氧化碳的原料之一;在食品工业上,它是发酵粉的一种主要原料;在制造清凉饮料时,它也是常用的一种原料;在医疗上,它是治疗胃酸过多的一种药剂。

大蘇打

大蘇打是硫代硫酸钠的俗名,又叫海波(Hypo的音译),带有五个结晶水(Na2S2O3·5H2O),故也叫做五水硫代硫酸钠。

大蘇打是无色透明的晶体,易溶于水,水溶液显弱碱性。

它在33℃以上的干燥空气中風化而失去结晶水。在中性、碱性溶液中较稳定,在酸性溶液中会迅速分解。

大蘇打具有很强的络合能力,能跟溴化银形成络合物。反应式:,

根据这一性质,它可以作定影剂。洗相时,过量的大蘇打跟底片上未感光部分的溴化银反应,转化为可溶的Na3[Ag(S2O3)2],把AgBr除掉,使显影部分固定下来。

大蘇打还具有较强的还原性,能将氯气等物质还原。

所以,它可以作爲綿織物漂白後的脫氯劑。類似的道理,織物上的碘漬也可用它除去。

另外,大蘇打还用于鞣制皮革、电镀以及由矿石中提取银等。

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