碳酸鈉晶體

用於化工和食品的單斜晶系

碳酸鈉俗稱蘇打石鹼等,其晶體屬單斜晶系,又稱為碳酸鈉石。是重要的化工原料和食品添加劑。

碳酸鈉是白色粉末狀,分子式為Na2CO3,晶體稱碳酸鈉石。常溫下屬單斜晶系,440 ℃ 轉變β變體;500 ℃轉變為α變體,熔點為854℃。熔融狀態下晶格受到破壞,但仍保持短程的有序結構。碳酸鈉分子式為Na2CO3。與水反應生成,因反應溫度的不同會生成3種不同的結晶水合物,分別為一水合碳酸鈉(Na2CO3·H2O)、七水合碳酸鈉(Na2CO3·7H2O)以及十水合碳酸鈉(Na2CO3·10H2O)。

碳酸鈉的存在在自然界某些鹽湖或鹼性土壤里常含有碳酸鈉。我國內蒙古自治區的某些鹽湖就出產天然鹼(俗稱純鹼)。

理化性質


碳酸鈉俗稱石鹼、蘇打、口鹼。易溶於水,水解后呈顯鹼性。碳酸鈉從溶液里結晶析出時,晶體里結合著一定數目的水分子,這樣的水分子叫做結晶水。含有結晶水的碳酸鈉水合物叫做“水合碳酸鈉",與不含結晶水的碳酸鈉晶體有著本質的不同。水合碳酸鈉包括:NaCO·10HO,NaCO·7HO,NaCO·HO等多種變體,常溫時放在乾燥的空氣里,能逐漸失去結晶水而成為粉末,這種現象叫做風化。碳酸鈉和碳酸鈣相似,跟鹽酸起反應都能生成二氧化碳氣體。 NaCO+2HCl=2NaCl+HO+CO↑ 組成里含有CO離子的鹽跟鹽酸起反應都能生成二氧化碳,利用這種反應既可以製取二氧化碳,又可以鑒別鹽類中是否含有CO離子。
主要性質
碳酸鈉的商品名為純鹼。視產品堆積密度的不同分為:超重質純鹼、重質純鹼、輕質純鹼和超輕質純鹼。碳酸鈉易溶於水,水溶液呈現鹼性,可以與強酸、中強酸發生反應生產水與二氧化碳。
碳酸鈉是重要的基本化工原料之一,是進出口的大眾化工產品。碳酸鈉等在食品加工過程中經常使用的食品添加劑等有效成分構成,並已被科學實驗所證明,具有較高的安全性。
主要用途
碳酸鈉是化學工業的重要產品之一,它廣泛用在玻璃、造紙、紡織、洗滌劑等工業。
純鹼工業史簡述
純鹼的應用有著上千年的歷史,最早人類通過植物中提取或者通過鹼性礦、鹼水等大自然中獲取。後來,人類發明了呂布蘭發純鹼製造技術(主要發生在固相之間的純鹼生產技術),曾經風靡一時;十八世紀,比利時化學家索爾維在從事合成氨生產,用鹽水吸收氨時,無意間發現氨鹽水中通入二氧化碳后,發生了化學反應,得到了碳酸氫鈉結晶,碳酸氫鈉結晶通過煅燒分解可以獲取高純度的碳酸鈉(即純鹼),從此至今,索爾維法純鹼大型裝置工業化生產得到了迅速發展。
在我國,純鹼工業鼻祖、著名的化學家侯德榜先生通過研究,攻克了索爾維法純鹼技術秘密,並公開與世界,這又一次推動了世界純鹼工業的發展。侯老先生研究發明了聯合制鹼法,在生產純鹼的同時副產氯化銨(化學氮肥)。並在天津永利鹼廠成功投產。
純鹼製造技術
呂布蘭法(已淘汰)、氨鹼法(索爾維法)、聯鹼法(侯氏制鹼法、新旭法等)、天然鹼加工法等。現在隨著工業技術的發展,在原有的純鹼生產技術基礎上,衍生出了純鹼與其他無機化工行業的優化結合的制鹼新技術。

侯氏制鹼法


侯德榜
侯德榜
我國作為工業大國,工業發展是 尤為艱辛的。在製造純鹼方面,成就顯著。我國著名化學家侯德榜被公認為是我國制鹼業的先驅。上世紀二三十年代,當時較為先進的制鹼技術都為歐美大國所壟斷。中國被迫進口高價的純鹼。留學歸來的侯德榜看到這種情況暗暗立下決心,一定要打破歐美國家對制鹼技術的壟斷,把中國的制鹼業做大,做強。經過幾年的摸索,侯德榜和同事們攻克了一個又一個技術難題,創造性地發明了舉世聞名的"侯氏制鹼法",為我國掌握成本低,質量高的制鹼技術做出了重大貢獻。至今,他的名字還出現在中學教科書中,以此來紀念這位偉大的科學家和愛國者.