纯碱(碳酸钠,Na?CO?)的构成及特性如下:
一、化学成分与分类
- 分子式:Na?CO?,由钠离子(Na?)和碳酸根离子(CO?2?)组成。
- 分类:属于盐类而非碱类,因其水解后水溶液呈强碱性(pH≈11.6),故俗称“纯碱”或“苏打”。
二、物理形态与结构
- 形态分类:
- 轻质纯碱:白色结晶粉末状,密度500-600 kg/m3,流动性较差。
- 重质纯碱:白色细小颗粒状,密度1000-1200 kg/m3,具有吸湿性低、不易结块等特性。
- 水合物形式:
- 可形成三种结晶水合物:Na?CO?·H?O(最稳定)、Na?CO?·7H?O(仅在32.5~36℃稳定析出)、Na?CO?·10H?O(又称“洗涤碱”,易风化)。
三、化学性质
- 碱性反应:
- 水溶液显强碱性,与酸中和生成盐、水和二氧化碳,如:
\[ \textNa}_2\textCO}_3 + 2\textHCl} \rightarrow 2\textNaCl} + \textH}_2\textO} + \textCO}_2\uparrow \]
- 水溶液显强碱性,与酸中和生成盐、水和二氧化碳,如:
- 稳定性:
- 高温(>851℃)分解为*和二氧化碳:
\[ \textNa}_2\textCO}_3 \xrightarrow\Delta} \textNa}_2\textO} + \textCO}_2\uparrow \] - 长期暴露在空气中会吸收水分和CO?,逐渐转化为碳酸氢钠(NaHCO?)并结块。
- 高温(>851℃)分解为*和二氧化碳:
四、常见误区
- “纯碱是碱”:纯碱本质是碳酸盐,但因水解显碱性而得名,实际属于盐类。
- 与“小苏打”混淆:碳酸氢钠(NaHCO?)俗称小苏打,化学性质更温和,受热易分解;而纯碱(Na?CO?)碱性更强、稳定性更高。
五、工业制备原料
主要原料包括原盐(氯化钠)、石灰石、合成氨等,通过下面内容工艺生产:
- 氨碱法(索尔维法):以原盐和石灰石为原料,生成轻碱后固相水合为重碱。
- 天然碱法:直接加工天然碱矿,通过蒸发或碳化法生产。
- 联碱法:结合合成氨工艺,副产氯化铵,实现资源循环利用。
纯碱的化学本质是碳酸钠(Na?CO?),形态分为轻质与重质两种,水溶液呈强碱性,广泛用于玻璃、化工、食品等领域。需注意其与碳酸氢钠(小苏打)的区别及分类归属。