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纯碱知识

发布日期:[2009/3/24]    共阅[2077]次
    【化学式】Na2CO3
  【分子量】105.99
  【俗名】块碱、纯碱、石碱、苏打(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。),无结晶水的工业名称为轻质碱,有一个结晶水的工业名称为重质碱。
  【CAS编号】497-19-8
  【外观】白色粉末状,是晶体
  【口味】涩
  【相对密度(水=1)】2.532
  【熔点】851℃
  【分类】强碱弱酸盐 **注意**(纯碱不是碱,是盐类!)
  【化学性质】1)溶液显碱性,能与酸产生一定反应。
  Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
  2) Na2CO3与碱反应。
  Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
  3) Na2CO3,NaCl与盐反应。
  Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓【白色粉末,不溶于水(难溶于水),但可溶于酸】+2NaCl
  NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3
  4)Na2CO3与H2O+CO2反应。
  Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3
  【热力学函数(298.15K,100kPa)】[1]
  状态:s
  标准摩尔生成热ΔfHmθ(kJ·mol^-1):-1130.7
  标准摩尔生成吉布斯自由能ΔfGmθ(kJ·mol^-1):-1044.4
  标准熵Smθ(J·mol^-1·K^-1):135.0
  【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。吸湿性很强 ,很容易结成硬块,在高温下也不分解。含有结晶水的碳酸钠有3种:Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O 和 Na2CO3·10H2O。
  【溶解性】易溶于水,微溶于无水乙醇,不溶于丙醇。
  碳酸钠易溶于水,是一种弱碱盐,溶于水后发生水解反应,使溶液显碱性,有一定的腐蚀性,能与酸进行中和反应,生成相应的盐并放出二氧化碳。

【制取】
  实验室制取碳酸钠:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O.存在于自然界(如盐水湖)的碳酸钠称为天然碱,在古代便被用作洗涤剂和用于印染。1791年开始用食盐、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。1859年比利时索尔维用食盐、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,此法被沿用至今。1943年中国侯德榜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。索氏制碱法和侯氏制碱法的主要化学反应式均为:
  NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl,2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O
  所不同的是索氏法在整个制取过程中NH3是循环使用的:2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O
  而侯氏法在整个制取过程中,NH4Cl直接做为纯碱的副产品----肥料。
  碳酸钠用于肥皂、造纸、洗涤剂、玻璃生产,用作冶金工业的助熔剂、软水剂。

【侯氏制碱法】
   (1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
  (2) NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓
  (3)2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2↑
  即:①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓
  ②2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2↑
  氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵,这是第一步。第二步是:碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀,碳酸氢钠之所以沉淀是因为他的溶解度较小。
  根据 NH4Cl 在常温时的溶解度比 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。
  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。
  碳酸钠的技术指标:
  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

【用途】
  是重要的化工原料之一, 用于制化学品、清洗剂、洗涤剂、也用于照相术和制医药品。
  绝大部分用于工业,一小部分为民用。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、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。化学工业用于制水玻璃、重铬酸钠、硝酸钠、氟化钠、小苏打、硼砂、磷酸三钠等。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。印染工业用作软水剂。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。还用于生产合成洗涤剂添加剂三聚磷酸钠和其他磷酸钠盐等。食用级纯碱用于生产味精、面食等
  【禁配物】强酸、铝、氟!!!

【健康危害】
  本品具有刺激性和腐蚀性。直接接触可引起皮肤和眼灼伤。生产中吸入其粉尘和烟雾可引起呼吸道刺激和结膜炎,还可有鼻粘膜溃疡、萎缩及鼻中隔穿孔。长时间接触本品溶液可发生湿疹、皮炎、鸡眼状溃疡和皮肤松弛。接触本品的作业工人呼吸器官疾病发病率升高。误服可造成消化道灼伤、粘膜糜烂、出血和休克。
  【毒理学资料】
  LD50:4090 mg/kg(大鼠经口)
  LC50:2300mg/m3,2小时(大鼠吸入)
  【燃爆危险】本品不燃,具腐蚀性、刺激性,可致人体灼伤。!!!
  【急救措施】
  皮肤接触: 立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。
  眼睛接触: 立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
  吸入: 脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难,给输氧。就医。
  食入: 用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。
  【消防措施】
  危险特性: 具有腐蚀性。未有特殊的燃烧爆炸特性。
  有害燃烧产物: 自然分解产物未知。
  灭火方法: 消防人员必须穿全身耐酸碱消防服。灭火时尽可能将容器从火场移至空旷处。
  【泄漏应急处理】隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。避免扬尘,小心扫起,置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏,用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。
  【操作注意事项】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。配备泄漏应急处理设备。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。
  【储存注意事项】储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与酸类等分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
  【运输注意事项】起运时包装要完整,装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与酸类、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋,防高温。车辆运输完毕应进行彻底清扫。

纯碱工业
  2006年中国纯碱工业进入快速发展阶段,良好市场需求推动中国纯碱工业稳步发展。在产量不能满足市场需求高增长的影响下,促使国内纯碱价格持续走高。2006年,国内纯碱主流平均出厂价格由年初1300元/吨上涨至年末的1500元/吨,上涨幅度15.38%。2006年是中国纯碱工业发展最好的时期与阶段。纯碱工业良好的发展主要得益于旺盛的国内市场需求、国际贸易环境的改善、国际能源价格的上涨、产品竞争能力的提高和国家对纯碱工业的有序发展的正确规划管理。在国际市场中,中国纯碱产品质量和具有竞争能力的价格,使得中国纯碱在国际市场的贸易份额中不断增加。国际市场需求量的加大,有力地促进了国内纯碱工业的发展。
  2007年全年中国纯碱产量1771.8万吨,同比增长13.1%。增长率比上年提高2.6个百分点。纯碱出口全年170.6万吨,同比增长-5.7%。表观消费量1605.2万吨,同比增长14.7%。价格由年初的平均1500元/吨上升至年末1800元/吨,上涨幅度20%。
  近两年国内化工行业、冶金行业、电子工业、建材行业、装饰行业等快速发展,对纯碱需求十分旺盛,使得中国纯碱产销量呈现连续、稳定的增长,行业开工率保持在90%以上。受下游产业快速增长拉动,预计未来几年中国纯碱将会继续保持较快增长。
  “十一五”期间中国纯碱工业发展重点为:加快产品结构调整、继续增加重质纯碱生产能力和产量、继续增加干铵的能力和产量;进一步提高联碱法纯碱质量;努力降低能耗和物耗,降低成本;严格控制新增能力,推动行业战略性重组;实施国际化经营战略和资源战略。
  到2010年中国重质纯碱产量要达到60%以上;干铵产量达到80%以上;能耗、物耗达到国际先进水平;纯碱出口量达到200万吨。
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