纯碱,学名碳酸钠,又称苏打、碱灰,一种重要的化工基本原料,纯碱工业的主产品。通常为白色粉末,高温下易分解,易溶于水,水溶液呈碱性。碳酸钠与水生成Na2CO3·10H2O、Na2CO3·7H2O、Na2CO3·H2O三种水合物,其中Na2CO3·H2O最为稳定,且溶于水的溶解热非常小,多应用于照相行业,商品名称碳氧。Na2CO3·10H2O 又称晶碱或洗涤碱,溶于水时呈吸热反应,在空气中易风化。Na2CO3·7H2O不稳定,仅在32.5~36℃范围内才能从碳酸钠饱和溶液中析出。
化学式
Na2CO3
性状
白色粉末或颗粒。无气味。有碱性。是碱性的盐。有吸湿性。露置空气中逐渐吸收 1mol/L水分(约15%)。400℃时开始失去二氧化碳。遇酸分解并泡腾。溶于水(室温时3.5份,35℃时2.2份)和甘油,不溶于乙醇。水溶液呈强碱性,pH 11.6。相对密度2.53。熔点851℃。半数致死量(30日)(小鼠,腹腔)116.6mg/kg。有刺激性。可由氢氧化钠和碳酸发生化学反应结合而成。
储存
密封干燥保存。
分类
强碱弱酸盐(纯碱是盐,不是碱。由于水溶液电离出碳酸根与水中氢离子结合成碳酸氢根,导致溶液氢离子减少,剩下电离的氢氧根离子,所以溶液pH显碱性)
Na2CO3==== 2Na+ +CO3 2-
CO3 2-+H2O ==== HCO3- + OH-
HCO3-+ H2O ==== H2CO3 + OH-
化学性质:
1)溶液显碱性,能与酸反应。
2)Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
3)Na2CO3与碱反应。Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH、Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
4)Na2CO3,NaCl与盐反应。
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
热力学函数
(298.15K,100k)
状态:s
标准摩尔生成热ΔfHmθ(kJ·mol^-1):-1130.7
标准摩尔生成吉布斯自由能ΔfGmθ(kJ·mol^-1):-1044.4
标准熵Smθ(J·mol^-1·K^-1):135.0
稳定性:高温下可分解,生成氧化钠和二氧化碳。长期暴露在空气中能吸收空气中的水分及二氧化碳,生成碳酸氢钠,并结成硬块。吸湿性很强,很容易结成硬块,在高温下也不分解。含有结晶水的碳酸钠有3种:Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O。
溶解性:易溶于水,微溶于无水乙醇,不溶于丙醇。碳酸钠易溶于水,是一种弱酸盐,溶于水后发生水解反应,使溶液显碱性,有一定的腐蚀性,能与酸进行中和反应,生成相应的盐并放出二氧化碳。
用途
纯碱主要用于生产玻璃,如平板玻璃、瓶玻璃、光学玻璃和高级器皿;在化学工业中,用于制取钠盐、金属碳酸盐、漂白剂、 填料、 洗涤剂、催化剂及染料等;在冶金工业中,用来脱除硫和磷,用于选矿及铜、铅、镍、锡、铀、铝等金属的生产;在陶瓷工业中,用于制取耐火材料和釉。此外,工业气体脱硫、工业水处理、金属去脂、纤维素和纸的生产、肥皂制造等也需要纯碱。