索尔维制碱法
1859年,比利时人索尔维,用食盐、氨水、为原料,于室温下从溶液中析出碳酸,将它加热,即分解为碳酸,人们将此方法称为索氏制碱法,此法一直沿用至今:
氨气与水和反应生成一分子的碳酸铵,这是步:
第二步是:碳酸铵与反应生成的碳酸沉淀和,碳酸之所以沉淀是因为它的溶解度较小。经过滤得到碳酸固体:
这两步总的化学方程式是:
第三步:加热分解碳酸,生成水、和碳酸即我们要的纯碱:
第四步:将第二步中副产的和熟石灰混合加热,得到的氨气可循环利用:
碳酸常温下为白色无气味的粉末或颗粒。有吸水性,露置空气中逐渐吸收 1mol/L水分(约=15%)。其水合物有Na2CO3·H2O,Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O。
溶解性
碳酸易溶于水和甘油。20℃时每一百克水能溶解20克碳酸,35.4℃时溶解度,100克水中可溶解49.7克碳酸,微溶于无水,难溶于。溶液显碱性,能使酞变红。
在人工合成纯碱之前,古代就发现某些海藻晾晒后,烧成的灰烬中含有碱类,用热水浸取、滤清后可得褐色碱液用于洗涤。大量的**碱来自矿物,以地下埋藏或碱水湖为主。以沉积层存在的**碱矿品位,分布甚广。早发明人工合成纯碱方法是18世纪末,法国路布兰用芒硝加石灰石和煤在高温下还原并进行碳酸化,得到以含Na2CO3为主的粗制品-黑灰,经过浸取、蒸发、精制、再结晶、烘干,获得纯度约为97%的重质纯碱。1861年,比利时E.索尔维自发明了纯碱并获得过**。由于技术秘密保护一直未能大范围应用,20世纪20年代才从美国突破,尤其是中国的化工侯德榜于1932年出版了《纯碱制造》一书,将保密70年,索尔维法公布于世。侯德榜还与1939-1942创建了侯氏制碱法,并在 四川建立了中试车间。1952年在大连化工厂设立了联合制碱车间。日本旭硝子公司推出的NA法,实质上是联碱和氨碱的折中法。可随意调节纯碱与的比例。
碳酸的水溶液呈强碱性(pH=11.6)且有一定的腐蚀性,能与酸发生复分解反应,也能与一些钙盐、钡盐发生复分解反应。含有结晶水的碳酸有3种:Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O 和 Na2CO3·10H2O。
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