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基本介紹

　　【化學(xué)式】Na₂CO₃
　　【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(zhuǎn)運(yùn)全國，因此又有“口堿”之說。）、堿面（食用堿）,無結(jié)晶水的工業(yè)名稱為輕質(zhì)堿，有一個(gè)結(jié)晶水的工業(yè)名稱為重質(zhì)堿[1]。
　　【CAS編號(hào)】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(diǎn)】851℃
　　【溶解度】21g 20℃
　　【分類】強(qiáng)堿弱酸鹽 **注意**（純堿是鹽，不是堿，只是溶液顯強(qiáng)堿性）
　　【化學(xué)性質(zhì)】
　　(1)其水溶液呈堿性，能與酸產(chǎn)生一定反應(yīng)。
　　Na₂CO₃+ 2HCl ==== 2NaCl + H₂O + CO₂↑
　　(2) Na₂CO₃與堿反應(yīng)。
　　Na₂CO₃+ Ca(OH)₂==== CaCO₃↓+ 2NaOH
　　Na₂CO₃與NaOH不反應(yīng)。
　　(3) Na₂CO₃與鹽反應(yīng)。
　　Na₂CO₃+ BaCl₂==== 2NaCl + Ba₂CO₃↓【碳酸鋇白色沉淀，不溶于水(難溶于水)，但可溶于酸】
　　3Na₂CO₃+ Al₂(SO₄)₃+ 3H₂O → 2Al(OH)₃↓+ 3Na₂SO₄+ 3CO₂↑
　　(4)Na₂CO₃+H₂O+CO₂=2NaHCO₃
　　【熱力學(xué)函數(shù)（298.15K，100kPa）】[2]
　　狀態(tài)：s
　　標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱ΔfHmθ(kJ·mol^-1)：-1130.7
　　標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能ΔfGmθ(kJ·mol^-1)：-1044.4
　　標(biāo)準(zhǔn)熵Smθ(J·mol^-1·K^-1)：135.0
　　【穩(wěn)定性】穩(wěn)定性較強(qiáng)，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(jié)成硬塊。吸濕性很強(qiáng) ，很容易結(jié)成硬塊，在高溫下也不分解。含有結(jié)晶水的碳酸鈉有3種：Na₂CO₃·H₂O、Na₂CO₃·7H₂O 和 Na₂CO₃·10H₂O。
　　【溶解性】易溶于水，微溶于無水乙醇，不溶于丙醇。
　　碳酸鈉易溶于水，是一種強(qiáng)堿鹽，溶于水后發(fā)生水解反應(yīng)，使溶液顯堿性，有一定的腐蝕性，能與酸進(jìn)行中和反應(yīng)，生成相應(yīng)的鹽并放出二氧化碳。

【制取】

　　實(shí)驗(yàn)室制取碳酸鈉：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O.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(dòng)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(shí)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(jié)合中國內(nèi)地缺鹽的國情 ，對索爾維法進(jìn)行改進(jìn)，將純堿和合成氨兩大工業(yè)聯(lián)合，同時(shí)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(xué)反應(yīng)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(jīng)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(gè)制取過程中NH3是循環(huán)使用的：
　　2NH₄Cl + Ca(OH)₂==Δ== 2NH₃↑+ CaCl₂+ 2H₂O
　　而侯氏法在整個(gè)制取過程中，NH₄Cl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。

【侯氏制堿法】

　?。?）NH₃+ H₂O + CO₂==== NH₄HCO₃
　　（2） NH₄HCO₃ + NaCl(飽和) ==== NH₄Cl+ NaHCO₃↓
　?。?）2NaHCO₃==Δ== Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑
　　即：
　　①NaCl(飽和) + NH₃+ H₂O + CO₂==== NH₄Cl + NaHCO₃↓
　?、?NaHCO₃==Δ== Na₂CO₃+ H₂O + CO₂↑
　　氨氣與水和二氧化碳反應(yīng)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(yīng)生成的氯化銨和碳酸氫鈉沉淀，碳酸氫鈉之所以沉淀是因?yàn)樗娜芙舛容^小。
　　根據(jù) NH₄Cl 在常溫時(shí)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(shí)，向母液中加入食鹽細(xì)粉，而使 NH₄Cl 單獨(dú)結(jié)晶析出供做氮肥。
　　此法優(yōu)點(diǎn)：保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn)，消除了它的缺點(diǎn)，使食鹽的利用率提高到 96 ％； NH₄Cl 可做氮肥；可與合成氨廠聯(lián)合，使合成氨的原料氣 CO 轉(zhuǎn)化成 CO₂ ，革除了 CaCO₃制 CO₂這一工序。
　　碳酸鈉的技術(shù)指標(biāo):
　　指標(biāo)項(xiàng)目 指 標(biāo)
　　(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(xué)品、清洗劑、洗滌劑、也用于照相術(shù)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(xué)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(fèi)部門，每噸玻璃消耗純堿0.2噸?；瘜W(xué)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(jí)純堿用于生產(chǎn)味精、面食等
　　【禁配物】強(qiáng)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(jié)膜炎，還可有鼻粘膜潰瘍、萎縮及鼻中隔穿孔。長時(shí)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(xué)資料】
　　LD50：4090 mg/kg(大鼠經(jīng)口)
　　LC50：2300mg/m3，2小時(shí)(大鼠吸入)
　　【燃爆危險(xiǎn)】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(dòng)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(dòng)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(xiǎn)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(shí)盡可能將容器從火場移至空曠處。
　　【泄漏應(yīng)急處理】隔離泄漏污染區(qū)，限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴防塵面具（全面罩），穿防毒服。避免揚(yáng)塵，小心掃起，置于袋中轉(zhuǎn)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(yùn)至廢物處理場所處置。
　　【操作注意事項(xiàng)】密閉操作，加強(qiáng)通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，嚴(yán)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(xué)安全防護(hù)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(yùn)時(shí)要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。稀釋或制備溶液時(shí)，應(yīng)把堿加入水中，避免沸騰和飛濺。
　　【儲(chǔ)存注意事項(xiàng)】儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠(yuǎn)離火種、熱源。應(yīng)與酸類等分開存放，切忌混儲(chǔ)。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有合適的材料收容泄漏物。
　　【運(yùn)輸注意事項(xiàng)】起運(yùn)時(shí)包裝要完整，裝載應(yīng)穩(wěn)妥。運(yùn)輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴(yán)禁與酸類、食用化學(xué)品等混裝混運(yùn)。運(yùn)輸途中應(yīng)防曝曬、雨淋，防高溫。車輛運(yùn)輸完畢應(yīng)進(jìn)行徹底清掃。

【教育要點(diǎn)】

　　初中一般要求掌握有關(guān)碳酸鈉的俗稱，主要用途，化學(xué)式以及一些常用反應(yīng)（如Na₂CO₃＋BaCl₂＝2NaCl＋BaCO₃↓ BaCl₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2HCl 等）
　　高中則要求掌握與NaHCO₃的性質(zhì)對比等。

純堿工業(yè)

　　2006年中國純堿工業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段，良好市場需求推動(dòng)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(jià)格持續(xù)走高。2006年，國內(nèi)純堿主流平均出廠價(jià)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(shí)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(jià)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(jià)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(jìn)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(gè)百分點(diǎn)。純堿出口全年170.6萬噸，同比增長-5.7%。表觀消費(fèi)量1605.2萬噸，同比增長14.7%。價(jià)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(dòng)，預(yù)計(jì)未來幾年中國純堿將會(huì)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(diǎn)為：加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)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(jìn)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(yán)格控制新增能力，推動(dòng)行業(yè)戰(zhàn)略性重組；實(shí)施國際化經(jīng)營戰(zhàn)略和資源戰(zhàn)略。
　　到2010年中國重質(zhì)純堿產(chǎn)量要達(dá)到60%以上；干銨產(chǎn)量達(dá)到80%以上；能耗、物耗達(dá)到國際先進(jìn)水平；純堿出口量達(dá)到200萬噸。