碳酸鈉

碳酸鈉又俗稱口鹼（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。），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。存在於自然界（如鹽水湖）的碳酸鈉稱為天然鹼。

碳酸鈉屬於鹽，不屬於鹼。因為碳酸鈉的水溶液呈鹼性，因此又名純鹼等說法。

口味發澀。含有結晶水的碳酸鈉有3種：Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O 和 Na2CO3·1

0H2O。微溶於無水乙醇，不溶於丙醇。有吸濕性。露置空氣中逐漸吸收 1mol/L水分(約15%)。400℃時開始失去二氧化碳。遇酸分解並泡騰。溶於水（室溫時3.5份，35℃時2.2份）和甘油，不溶於乙醇。水溶液呈強鹼性，pH=11.6。半數致死量（30日）（小鼠，腹腔）116.6mg/kg。有刺激性。

碳酸鈉的水溶液呈鹼性且有一定的腐蝕性，能與酸發生複分解反應，也能與一些鈣鹽、鋇鹽發生複分解反應。溶液顯鹼性，可使酚酞變紅。

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↑（酸過量）

Na2CO3+ HCl ==== NaCl + NaHCO3（碳酸鈉過量）

(2) Na2CO3與鹼反應。

Na2CO3+ Ca(OH)2==== CaCO3↓+ 2NaOH

Na2CO3+ Ba(OH)2 ==== BaCO3↓+ 2NaOH

Na2CO3與NaOH不反應。

(3) Na2CO3與鹽反應。

Na2CO3+ BaCl2==== 2NaCl + BaCO3↓[碳酸鋇為白色沉澱，不溶於水(難溶於水)，但可溶於酸]

Na2CO3+ MgCl2==== 2NaCl + MgCO3↓

Na2CO3+ MgSO4==== Na2SO4 + MgCO3↓

Na2CO3+ ZnSO4==== Na2SO4 + ZnCO3↓

3Na2CO3+ Al2(SO4)3+ 3H2O==== 2Al(OH)3↓+ 3Na2SO4+ 3CO2↑[氫氧化鋁白色沉澱，不溶於水，可溶於酸]

(4)Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3

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。

熱力學函數

在標準狀態下（298.15K，100kPa）的熱力學函數：

狀態：固態

標準摩爾生成焓：-1130.8 kJ/mol

標準摩爾生成吉布斯自由能：-1048.1 kJ/mol

標準摩爾熵：138.8 J/mol·K

實驗室製取碳酸鈉：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。

技術發展簡史：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，此法由於其自身的諸多弊端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。

實驗室製取碳酸鈉：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

最早在1791年，古人就開始用食鹽、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。

主要化學反應式為：NaCl + CO2 + NH3 + H2O ==== NaHCO3↓+ NH4Cl ，

NaHCO3(碳酸氫鈉)可溶只是在這種條件下，碳酸氫鈉的產生量大於該條件下的溶解度，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

（1）NH3+ H2O + CO2==== NH4HCO3

（2）NH4HCO3 + NaCl(飽和) ==== NH4Cl+ NaHCO3↓

（平時這樣的反應一般認為不進行，但是由於在某個溫度下，碳酸氫鈉的溶解度較低，會沉澱出來，所以這個反應能夠一定程度上進行）

（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碳酸氫鈉沉澱和氯化銨，碳酸氫鈉之所以沉澱是因為它的溶解度較小。

根據 NH4Cl 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。

碳酸鈉是重要的化工原料之一，廣泛應用於輕工日化、建材、化學工業、食品工業、冶金、紡織、石油、國防、醫藥等領域，用作製造其他化學品的原料、清洗劑、洗滌劑，也用於照相術和分析領域。其次是冶金、紡織、石油、國防、醫藥及其它工業。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、醫藥及其他工業。

建材領域，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，用作冶鍊助熔劑、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。

日化方面，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。

食品工業，食用級純鹼用於生產味精、麵食等。用於食品工業，作中和劑、膨鬆劑，如製造氨基酸、醬油和面制食品如饅頭、麵包等。還可配成鹼水加入麵食中，增加彈性和延展性。

玻璃工業，是純鹼的最大消費部門，每噸玻璃消耗純鹼0.2t。主要用於浮法玻璃、顯像管玻殼、光學玻璃等。

此外，在分析化驗領域，定量分析中標定酸液的基準。測定鋁、硫、銅、鉛和鋅。檢驗尿液和全血葡萄糖。分析水泥中二氧化硅的助熔劑、金屬金相分析等。

健康危害：本品具有刺激性和腐蝕性。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、雞眼狀潰瘍和皮膚松馳。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。

燃爆危險：本品不燃，具腐蝕性、刺激性，可致人體灼傷。

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。

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。

使用須知

穿戴適當的防護服和手套。

不慎與眼睛接觸后，請立即用大量清水沖洗並徵求醫生意見。

切勿吸入粉塵。

穿戴適當的防護服。

戴護目鏡或面具。

吞食有害。

刺激眼睛。

對水生生物有毒，可能對水體環境產生長期不良影響。

刺激眼睛、呼吸系統和皮膚。

刺激呼吸系統和皮膚。

對眼睛有嚴重傷害。

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

該品不燃，具腐蝕性、刺激性.

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。

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。

【禁配物】強酸、鋁、氟

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。

初中階段

初中一般要求掌握有關碳酸鈉的俗稱（純鹼、蘇打），主要用途，化學式以及一些常用反應

如：

要特別注意碳酸鈉雖然俗名純鹼但其實是一種鹽。

高中階段

高中則要求掌握與NaHCO3在性質（溶解性、熱穩定性、鹼性強弱、與酸的反應速率等）用途等方面的區別以及兩者的鑒定方法等。

其中以Na2CO3為代表的強鹼弱酸鹽的電離和水解的概念理解、電離和水解平衡的計算尤為重要。

工業發展

2006年快速發展

2006年碳酸鈉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年高速發展

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。

發展方向

“十一五”期間，中國純鹼工業發展的重點：

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。

純鹼是重要的化工原料之一，用於製造化學品、洗滌劑、醫藥品等。

2011年前三季度，中國純鹼行業受下遊行業拉動經濟運行平穩。截止到9月底，全國累計生產純鹼1725萬噸，比2010年同期增長11.7%。

我國主要大型純鹼企業集中在渤海灣周圍，基本都靠近大型鹽場，能夠滿足大型純鹼裝置需要的原鹽和水資源供應。西北地區青海鹼業公司和西南和邦集團純鹼裝置投產後，生產重心開始向西轉移，地域產業特色已然形成。

我國正處在城市化進程中，對房子的需求非常大，因而平板玻璃行業需求有望保持在15%以上的增長速度，這將繼續拉動純鹼的市場需求。

實驗室製取二氧化碳

碳酸鈉與鹽酸反應生成氯化鈉，水和二氧化碳

家裡的鹼面一般是碳酸鈉，稱為蘇打。

在奇妙的化學王國里，住著小有名氣的“蘇打氏三姐妹”——蘇打（Na2CO3）、小蘇打（NaHCO3）和大蘇打（Na2S2O3·5H2O）。別看它們的名字這樣相似，它們的脾氣(性質)卻不一樣，對人類的貢獻(用途)也各不相同。

蘇打

蘇打是Soda的音譯，化學式為Na2CO3。它的名字頗多，學名叫碳酸鈉，俗名除叫蘇打外，又稱純鹼或蘇打粉。帶有結晶水的叫水合碳酸鈉，有一水碳酸鈉(Na2CO3·H2O)、七水碳酸鈉(Na2CO3·7H2O)和十水碳酸鈉(Na2CO3·10H2O)三種。十水碳酸鈉又叫洗濯蘇打、洗濯鹼或晶鹼。

無水碳酸鈉是白色粉末或細粒，易溶於水，水溶液呈鹼性。它有很強的吸濕性，在空氣中能吸收水分而結成硬塊。十水碳酸鈉是無色晶體，室溫下放置空氣中，會失去結晶水而成為一水碳酸鈉。無論十水碳酸鈉還是一水碳酸鈉，加熱都會變成無水碳酸鈉。碳酸鈉很穩定，受熱不易分解。遇酸能放出二氧化碳：

碳酸鈉溶液還能吸收二氧化碳而成碳酸氫鈉：

在三種蘇打中，碳酸鈉的用途最廣。它是一種十分重要的化工產品，是玻璃、肥皂、紡織、造紙、製革等工業的重要原料。冶金工業以及凈化水也都用到它。它還可用於其他鈉化合物的製造。早在十八世紀，它就和硫酸、鹽酸、硝酸、燒鹼並列為基礎化工原料--三酸兩鹼之一。在日常生活中，蘇打也有很多用途，比如它可以直接作為洗滌劑使用，在蒸饅頭時加一些蘇打，可以中和發酵過程中產生的酸性物質。

小蘇打

小蘇打的化學式是NaHCO3。它的名字也有很多，學名碳酸氫鈉，又稱重碳酸鈉或酸式碳酸鈉。俗名除小蘇打外，還有焙燒蘇打、發酵蘇打和重鹼等。

小蘇打是白色晶體，溶於水，水溶液呈弱鹼性。在熱空氣中，它能緩慢分解，放出一部分二氧化碳；加熱至270℃時全部分解放出二氧化碳：它也能與酸(如鹽酸)作用放出二氧化碳：

小蘇打的這些性質，使它在生產和生活中有許多重要的用途。在滅火器里，它是產生二氧化碳的原料之一；在食品工業上，它是發酵粉的一種主要原料；在製造清涼飲料時，它也是常用的一種原料；在醫療上，它是治療胃酸過多的一種藥劑。

大蘇打

大蘇打是硫代硫酸鈉的俗名，又叫海波(Hypo的音譯)，帶有五個結晶水(Na2S2O3·5H2O)，故也叫做五水硫代硫酸鈉。大蘇打是無色透明的晶體，易溶於水，水溶液顯弱鹼性。它在33℃以上的乾燥空氣中風化而失去結晶水。在中性、鹼性溶液中較穩定，在酸性溶液中會迅速分解。大蘇打具有很強的絡合（配位）能力，能跟溴化銀形成絡合物（配合物）。反應式：

AgBr + 2[S2O3]2- == Ag(S2O3)2-3 + Br-

根據這一性質，它可以作定影劑。洗相時，過量的大蘇打跟底片上未感光部分的溴化銀反應，轉化為可溶的Na3[Ag(S2O3)2]，把AgBr除掉，使顯影部分固定下來。

大蘇打還具有較強的還原性，能將氯氣等物質還原出來。所以，它可以作為綿織物漂白后的脫氯劑。類似的道理，織物上的碘漬也可用它除去。另外，大蘇打還用於鞣製皮革、電鍍以及由礦石中提取銀等。

從上面的介紹可知，“三姐妹”的名字雖然只有一字之差，但它們的性質和用途卻又如此不同。在使用它們時，要名實統一，避免張冠李戴。

2012年我國碳酸鈉產能區域分佈

2012年華東地區碳酸鈉產量佔全年總產量的40%，華北佔21%，華中地區佔19%，相比2011年增長5個百分點。

受平板玻璃行業產能過剩，需求量減少影響，2012年平板玻璃消費比例略有下降，佔總消費額的34%，日用玻璃行業需求保持平穩，化工行業需求上升較快。[

諾美觀點：未來我國將鼓勵對產業升級有重大作用的大型碳酸鈉企業，通過技改項目、重組等方式做大做強，並對新建項目嚴格控制，新建項目進入風險加大。