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。
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好的时期与阶段。纯碱工业良好的发展主要得益于旺盛的需求、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。
“十一五”期间中国纯碱工业发展为: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。
碳酸钠的用途很广,一般都是利用它的碱性。
1、可用于制造玻璃,如平板玻璃、瓶玻璃、光学玻璃和器皿;
2、可利用脂肪酸与纯碱的反应制肥皂;
3、在硬水的软化、石油和油类的精制、冶金工业中脱除硫和磷、选矿、以及铜、铅、镍、锡、铀、铝等金属的制备、化学工业中制取钠盐、金属碳酸盐、漂白剂、填料、洗涤剂、催化剂及染料;
4、在陶瓷工业中制取耐火材料和釉也要用到纯碱。
碳酸钠制备方法
步,氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵。
第二步,碳酸氢铵与氯化钠反应生成的碳酸氢钠沉淀和氯化铵,碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。经过滤得到碳酸氢钠固体。
第三步,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,生成碳酸钠,生成的二氧化碳可以重新回到步循环利用。
根据NH4Cl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单结晶析出供做氮肥。
索氏制碱法和侯氏制碱法所不同的,是索氏法在整个制取过程中NH3是循环使用的,而侯氏法在整个制取过程中,CO2被循环利用,NH4Cl直接作为纯碱的副产品——肥料。所以,索氏法的产品是碳酸钠,副产品氯化钙;而侯氏法的产品是碳酸钠,副产品氯化铵。
玻璃制造、清洁剂、冶金工业、造纸工业、食品加工。
1、玻璃制造:碳酸钠是玻璃制造中的主要原料之一,可以降低玻璃的熔点,改善玻璃的稳定性和机械强度。
2、清洁剂:碳酸钠可以用于清洁剂的制作,例如洗衣粉、洗洁精等。它能够去除污渍和油脂,使物品表面更加干净。
3、冶金工业:在冶金工业中,碳酸钠可以被用作脱硫剂和脱氧剂,帮助去除铁水中的硫和氧。
4、造纸工业:碳酸钠在造纸工业中用作蒸煮剂,可以提高纸张的亮度和白度。
5、食品加工:碳酸钠也可以在食品工业中用作酸度调节剂、稳定剂和膨松剂等。