碳酸鈉
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碳酸鈉，俗名蘇打、純鹼、洗滌鹼，化學式：Na2CO3，普通情況下為白色粉末，為強電解質。密度為2.532g/cm3，熔點為851°C，易溶於水，具有鹽的通性。
目錄 |
基本介紹
【化學式】Na₂CO₃
【相對分子質量】106
【俗名】塊鹼、純鹼、蘇打(Soda) 、鹼面、口鹼（歷史上，一般經張家口和古北口轉運全國，因此又有「口鹼」之說。）、鹼面（食用鹼）,無結晶水的工業名稱為輕質鹼，有一個結晶水的工業名稱為重質鹼。
【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】強鹼弱酸鹽 **注意**（純鹼是鹽，不是鹼，只是溶液顯鹼性）
【化學性質】
在空氣中易風化
(1)其水溶液呈鹼性，能與酸產生一定反應。
Na₂CO₃+ 2HCl ==== 2NaCl + H₂O + CO₂↑
(2) Na₂CO₃與鹼反應。
Na₂CO₃+ Ca(OH)₂==== CaCO₃↓+ 2NaOH
Na₂CO₃與NaOH不反應。
(3) Na₂CO₃與鹽反應。
Na₂CO₃+ BaCl₂==== 2NaCl + Ba₂CO₃↓【碳酸鋇白色沉澱，不溶於水(難溶於水)，但可溶於酸】
3Na₂CO₃+ Al₂(SO₄)₃+ 3H₂O → 2Al(OH)₃↓+ 3Na₂SO₄+ 3CO₂↑
(4)Na₂CO₃+H₂O+CO₂=2NaHCO₃
【熱力學函數（298.15K，100kPa）】
狀態：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，並結成硬塊。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。
碳酸鈉易溶於水，是一種強鹼鹽，溶於水後發生水解反應，使溶液顯鹼性，有一定的腐蝕性，能與酸進行中和反應，生成相應的鹽並放出二氧化碳。
製取
實驗室製取碳酸鈉：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O.存在於自然界（如鹽水湖）的碳酸鈉稱為天然鹼，在古代便被用作洗滌劑和用於印染。1791年開始用食鹽、硫酸、煤、石灰石為原料生產碳酸鈉，是為呂布蘭法，此法原料利用不充分、勞動條件惡劣、產品質量不佳，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，於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。用於生產玻璃、造紙、紡織、洗滌劑1943年中國侯德榜結合中國內地缺鹽的國情 ，對索爾維法進行改進，將純鹼和合成氨兩大工業聯合，同時生產碳酸鈉和化肥氯化銨，大大地提高了食鹽利用率，是為侯氏制鹼法。索氏制鹼法和侯氏制鹼法的主要化學反應式均為：
NaCl + CO₂+ NH₃+ H₂O ==== NaHCO₃↓+ NH₄Cl ，NaHCO₃(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，經過濾，得到碳酸氫鈉固體！
2NaHCO₃==Δ== Na₂CO₃+ CO₂↑+ H₂O
所不同的是索氏法在整個製取過程中NH3是循環使用的：
2NH₄Cl + Ca(OH)₂==Δ== 2NH₃↑+ CaCl₂+ 2H₂O
而侯氏法在整個製取過程中，NH₄Cl直接做為純鹼的副產品----肥料。
碳酸鈉用於肥皂、造紙、洗滌劑、玻璃生產，用作冶金工業的助熔劑、軟水劑。
侯氏制鹼法
（1）NH₃+ H₂O + CO₂==== NH₄HCO₃
（2） NH₄HCO₃ + NaCl(飽和) ==== NH₄Cl+ NaHCO₃↓
（3）2NaHCO₃==Δ== Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑
即：
①NaCl(飽和) + NH₃+ H₂O + CO₂==== NH₄Cl + NaHCO₃↓
②2NaHCO₃==Δ== 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澱，碳酸氫鈉之所以沉澱是因為他的溶解度較小。
根據 NH₄Cl 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 NH₄Cl 單獨結晶析出供做氮肥。
此法優點：保留了氨鹼法的優點，消除了它的缺點，使食鹽的利用率提高到 96 ％； NH₄Cl 可做氮肥；可與合成氨廠聯合，使合成氨的原料氣 CO 轉化成 CO₂ ，革除了 CaCO₃制 CO₂這一工序。
碳酸鈉的技術指標:
指標項目 指 標
(1類) (2類) (3類)
總鹼量(%) 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, 用於制化學品、清洗劑、洗滌劑、也用於照相術和制醫藥品。
絕大部分用於工業，一小部分為民用。在工業用純鹼中，主要是輕工、建材、化學工業，約佔2/3；其次是冶金、紡織、石油、國防、醫藥及其它工業。玻璃工業是純鹼的最大消費部門，每噸玻璃消耗純鹼0.2噸。化學工業用於制水玻璃、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，鍊鋼和煉銻用作脫硫劑。印染工業用作軟水劑。製革工業用於原料皮的脫脂、中和鉻鞣革和提高鉻鞣液鹼度。還用於生產合成洗滌劑添加劑三聚磷酸鈉和其他磷酸鈉鹽等。食用級純鹼用於生產味精、麵食等
【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生濕疹、皮炎、雞眼狀潰瘍和皮膚鬆弛。接觸本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。
【毒理學資料】
LD50：4090 mg/kg(大鼠經口)
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。
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。
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。
有害燃燒產物： 自然分解產物未知。
滅火方法： 消防人員必須穿全身耐酸鹼消防服。滅火時儘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，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，置於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。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。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。稀釋或製備溶液時，應把鹼加入水中，避免沸騰和飛濺。
【儲存注意事項】儲存於陰涼、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。
【運輸注意事項】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。運輸途中應防曝晒、雨淋，防高溫。車輛運輸完畢應進行徹底清掃。
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Na₂CO₃＋BaCl₂＝2NaCl＋BaCO₃↓ BaCl₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2HCl 等）
高中則要求掌握與NaHCO₃的性質對比等。
純鹼工業
2006年中國純鹼工業進入快速發展階段，良好市場需求推動中國純鹼工業穩步發展。在產量不能滿足市場需求高增長的影響下，促使國內純鹼價格持續走高。2006年，國內純鹼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年是中國純鹼工業發展最好的時期與階段。純鹼工業良好的發展主要得益於旺盛的國內市場需求、國際貿易環境的改善、國際能源價格的上漲、產品競爭能力的提高和國家對純鹼工業的有序發展的正確規劃管理。在國際市場中，中國純鹼產品質量和具有競爭能力的價格，使得中國純鹼在國際市場的貿易份額中不斷增加。國際市場需求量的加大，有力地促進了國內純鹼工業的發展。
2007年全年中國純鹼產量1771.8萬噸，同比增長13.1%。增長率比上年提高2.6個百分點。純鹼出口全年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%。
近兩年國內化工行業、冶金行業、電子工業、建材行業、裝飾行業等快速發展，對純鹼需求十分旺盛，使得中國純鹼產銷量呈現連續、穩定的增長，行業開工率保持在90%以上。受下游產業快速增長拉動，預計未來幾年中國純鹼將會繼續保持較快增長。
「十一五」期間中國純鹼工業發展重點為：加快產品結構調整、繼續增加重質純鹼生產能力和產量、繼續增加干銨的能力和產量；進一步提高聯鹼法純鹼質量；努力降低能耗和物耗，降低成本；嚴格控制新增能力，推動行業戰略性重組；實施國際化經營戰略和資源戰略。
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