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📜  烧碱、洗涤苏打和小苏打 – 制备、化学式、性质

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:57:12.303000             🧑  作者: Mango

烧碱、洗涤苏打和小苏打 – 制备、化学式、性质

盐是一种主要由氯化钠 (NaCl) 组成的矿物质，氯化钠是一种属于更广泛盐类的化学成分；岩盐或岩盐是天然结晶矿物形式的盐。海水中含有大量的盐分。开阔海域的盐度为 3.5%，每升海水中的固体含量约为 35 克（1.2 盎司）。盐是通过蒸发海水（海盐）和浅水池以及盐矿中富含矿物质的泉水制成的。

烧碱和氯气是其主要工业产品；盐用于各种工业过程，包括聚氯乙烯、聚合物、纸浆和各种其他物品的生产。全世界每年约 2 亿吨的盐产量中，只有约 6% 用于人类使用。

其他应用包括水处理、道路除冰和农业用途。例如，海盐和食盐是食用盐，通常含有抗结块剂，可以加碘以防止碘短缺。钠作为电解质和渗透溶质，使其成为人类健康的重要营养素。儿童和成人摄入过多盐分可能会增加患心血管疾病（如高血压）的风险。因此，一些国际卫生组织和工业化国家的专家建议减少咸食。根据世界卫生组织的说法，成年人每天应摄入少于 2,000 毫克钠或 5 克盐。

苛性钠（氢氧化钠）

烧碱的制备：

氢氧化钠可以通过多种方式制备，包括：

  1. Castner-Kellner 过程
  2. 纳尔逊隔膜电池
  3. 洛维格的过程

Castner-Kellner 工艺：

原理： Castner-Kellner工艺采用盐水溶液电解制取氢氧化钠。

Castner-Kellner 细胞：这是一个由钢制成的矩形钢罐。水箱内衬硬橡胶。阳极是钛，而阴极是水箱底部的一层汞。

引起盐水溶液电离的反应如下：

2NaCl → 2Na + + 2Cl -

当盐水溶液与电流接触时会发生电离。结果，正离子和负离子都被吸引到电极上。当钠离子沉积在汞阴极时会形成钠汞齐。氯离子从电池顶部移动到阳极。

  • 阳极反应：

2Cl - → Cl 2 + 2e -

  • 阴极反应：

2Na + + 2e - → 2Na

NaOH 的形成：然后将汞合金转移到称为 denuder 的腔室中。它在剥脱器中用水处理以产生氢氧化钠溶液。当溶液蒸发时产生固体氢氧化钠。获得纯烧碱是一种非常有效的方法。

烧碱的性质：

  • 它是一种白色固体，熔点为 591 摄氏度。
  • 它是一种持久的物质。
  • NaOH摸起来是苦的和肥皂味的。
  • 它具有高水溶性和适度的醇溶性。
  • 氢氧化钠是一种碱性物质。

烧碱的用途

  1. 它是一种清洁剂，也用于制造洗衣粉。
  2. 在一些实验室，氢氧化钠也被用作试剂。
  3. 它是生产碱石灰的关键成分。
  4. 它用于净化铝土矿以获得铝。

洗涤碱（碳酸钠）

碳酸钠的制备：

碳酸钠的合成需要索尔维法，碳酸钠制造涉及的步骤如下：

第 1 步：盐水净化

蒸发产生浓缩盐水，而沉淀去除钙、镁和其他矿物质等杂质。将浓缩的盐水溶液过滤，然后在氨塔中与氨混合，然后冷却。

步骤 2：碳酸氢钠的形成

二氧化碳通过碳酸化塔中的氨化盐水溶液输送。

NH 3 + CO 2 + NaCl +H 2 O → NaHCO 3 + NH 4 Cl

步骤 3：碳酸钠的形成

生成的碳酸氢钠 (NaHCO 3 ) 从塔中收集并加热至 300°C。结果，形成碳酸钠晶体。

2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

第 4 步：氨的回收

通过用Ca(OH) 2处理NH 4 Cl溶液，可以回收氨。索尔维工艺再次使用这种氨，并作为副产品获得 CaCl 2 。

2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 → 2NH 3 + CaCl 2 + H 2 O

碳酸钠的性质：

  • 它是一种白色的结晶固体。
  • 它有一水合物 (Na 2 CO 3 .10H 2 O)、无水物 (Na 2 CO 3 )、七水物 (Na 2 CO 3 .7H 2 O) 和十水合物 (Na 2 CO 3 .7H 2 O) 形式 (Na 2 CO 3 .10H 2 O)。
  • 在自然界中，碳酸钠是一种碱性物质。
  • 它的熔点为851摄氏度。
  • 它在受热时会失去水分并形成无水盐（苏打灰）。

Na 2 CO 3 .10H 2 O → Na 2 CO 3 .H 2 O → Na 2 CO 3 (在 373 K)

洗衣粉的用途：

  1. 在工业和家庭中用作清洁剂。
  2. 它用于造纸、纺织、soap和洗涤剂等领域。
  3. 它用于水软化过程。
  4. 它是一种用于生产玻璃的材料。
  5. 在洗衣店中，它是最重要的试剂之一。

小苏打（碳酸氢钠）

碳酸氢钠是小苏打的另一个名称。 Natron是一种主要由Na 2 CO 3组成的天然矿床，最早由中世纪埃及人开采。它被用作soap。法国化学家 Nicolas Leblanc 于 1971 年首次制造出 NaHCO 3。1846年，John Dwight 和 Austin Church 建立了一个使用碳酸钠和二氧化碳的小苏打制造厂。

房子的每个房间都可以找到各种化学应用，包括浴室、厨房等。碳酸氢钠就是这样一种物质，由于其多功能性、实用性和低成本而被广泛使用。

小苏打的制备：

在工业界，索尔维工艺用于制造碳酸氢钠和碳酸钠。该工艺采用二氧化碳、水、氨和浓盐水溶液作为原料。这种方法是首选，因为它更便宜，并且需要更少的原始资源来制造所需的化学品。小苏打和碳酸钠是通过如下化学反应制成的：

CO 2 + H 2 O + NH 3 + NaCl → NaHCO 3 + NH 4 Cl

2 NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

产生的二氧化碳被循环用于制造 NaHCO 3 。

碳酸氢钠的性质：

  • 它是不可燃的。
  • 粉末粉尘不像其他类型的粉尘那样具有爆炸性。
  • 它的熔点为 50 度。
  • NaHCO 3是一种没有气味的结晶白色物质。
  • 它本质上是基本的。

小苏打的用途：

  1. 降低胃酸度并作为抗酸剂缓解胃部不适和消化不良。
  2. 作为软水剂，在洗涤过程中使用。
  3. 它用于灭火器，因为它会产生肥皂泡沫。
  4. 通过去除材料上的污垢而不影响其特性来充当杀虫剂。
  5. 产生二氧化碳（由于 NaHCO 3的分解），这有助于烘焙工业中面团的发酵。
  6. 它存在于滴耳剂、化妆品和其他个人护理用品中。
  7. 它通过充当中和剂来抵消酸的影响。

示例问题

问题一：烧碱在工业清洗过程中起什么作用？

回答：

问题 2：烧碱有哪些健康风险？

回答：

问题 3：写出任意两个烧碱的主要应用。

回答：

问题 4：制造碳酸钠的四个阶段是什么？

回答：

问题 5：写出洗涤苏打的任意两种用途。

回答：

问题6：碳酸氢钠的性质是什么？

回答：

问题7：小苏打有什么用途？

回答：