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碳酸钠的制取与应用

发布日期:2021/7/13 15:33:34
碳酸钠(英语:sodium carbonate),俗称苏打(soda)、纯碱(soda ash 、soda crystals)、洗涤碱(washing soda)。化学式:Na2CO3,普通情况下为白色粉末,为强电解质。密度为2.532g/cm3,熔点为850℃,易溶于水,并呈碱性。具有盐的通性。

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制取方法

把氢氧化钠通入二氧化碳来制取碳酸钠。 2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O

侯氏制碱法

主条目:联合制碱法

反应分三个步骤进行:

NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3

NH4HCO3 + NaCl → NaHCO3 + NH4Cl

2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O

反应过程中,由于碳酸氢钠的溶解度明显低于碳酸氢铵和氯化钠,所以可从水中结晶而出。反应生成的二氧化碳(CO2)可以回收再用,而氯化铵(NH4Cl)又可以与生石灰反应,产生NH3,重新作为原料使用:

2NH4Cl + CaO → 2NH3 + CaCl2 + H2O

氨碱法使生产实现了连续性生产,食盐的利用率得到提高,产品质量纯净,因而被称为“纯碱”,但最大的优点还在于成本低廉。

索尔维制碱法

侯氏(联合制碱法)与索氏两法的区别是对于碳酸氢铵的处理。索氏是加入生石灰发使氨逸出,而侯氏是加入食盐使氯化铵结晶而出。

应用

碳酸钠的主要工业应用领域为平板玻璃、日用玻璃、合成洗衣粉、中和酸性废料、氧化铝等行业。

在生产生活中,碳酸钠用于制作面点,制取氢氧化钠等,或作为多种洗涤剂的配方。水的净化用它来做软化剂。

碳酸钠在极高的温度(1000℃以上)会少量分解,但是在没有外加助剂的情况下,即使到1270℃,在数小时内仍然只是少部分分解(<2%)。

19世纪以前,氢氧化钠的制备通常会先以勒布朗法〈Leblanc process〉生成前驱物碳酸钠,再通过高温煅烧,使得碳酸钠分化为氧化钠与二氧化碳,最终,将氧化钠溶于水中,便可制得氢氧化钠:

Na2CO3 → Na2O + CO2

Na 2O+H2O→2NaOH

这个反应是勒布朗法生产氢氧化钠的原理。