纯碱虽然碳酸钠俗称纯碱,但它其实属于盐类物质,因其水溶液显弱碱性而称纯碱。其晶体含结晶水,化学式Na2CO3•10H2O。在空气里碳酸钠晶体很容易失去结晶水,并渐渐碎裂成粉末。失水以后的碳酸钠叫做无水碳酸钠。
纯碱外观为白色粉末或细粒结晶,味涩。相对密度(25℃)2.532,熔点851℃,比热容1.042J/(g•℃)(20℃),易溶于水,在35.4℃其溶解度最大,每100g水中可溶解49.7g碳酸钠(0℃时为7.0g,100℃为45.5g)。
纯碱微溶于无水乙醇,不溶于丙醇。其水溶液水解呈碱性,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。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。
纯碱具有强烈的腐蚀性,能够腐蚀皮肤、金属和其他物质,使其分解,并产生氢氧化钠和水。纯碱是一种活性物质,具有很高的活化能,能够促进化学反应,从而催化物质的分解和合成。
纯碱的pH值为13~14,表明它是一种高度强碱性的物质。纯碱可以与许多其他物质发生反应,如与酸、盐、碱等发生化学反应。例如,当纯碱与氢氧化钙等碱发生复分解反应时,可生成氢氧化钠,这是工业中常用的制备烧碱的方法。
NaCl + H2O + Ca(OH)2 → NaOH + CaCl2
制碱过程
制碱的过程主要分为以下四个步骤:
1. 蒸发海水
首先,需要从海水中提取氯化钠(NaCl),使用刚刚蒸发过的海水,将其放到大型浅盘中,自然晾干。
2. 提取氯化钠
将晾干的氯化钠结晶体,加入到提取器中,利用蒸汽加热,将氯化钠提取出来。
3. 石灰乳处理
将提取出来的氯化钠溶液与石灰乳混合,并搅拌均匀。反应过程中,Ca(OH)2与NaCl发生反应,产生CaCl2和NaOH。
4. 纯碱沉淀
通过过滤、浓缩、干燥等工艺过程,将产生的纯碱沉淀出来,即得到纯碱。
1. 去除污渍:纯碱可以作为清洁剂使用,特别适用于清洁油脂、污渍等难以去除的表面。它的碱性特点可以中和酸性物质,帮助去除污渍。
2. 调节酸碱平衡:纯碱在化学实验室中常用于调节溶液的酸碱平衡。它可以作为一种强碱,在酸性溶液中加入纯碱可以中和酸,使溶液的酸碱度达到所需的范围。
3. 工业用途:纯碱在工业中有广泛的应用,例如用于玻璃制造、肥皂制造、纸浆和纸张生产等。它可以用作溶剂、中和剂、脱色剂等,发挥重要的作用。
4. 食品生产:纯碱在食品行业中也有一些应用。例如,在面包和面团制作中,纯碱可以用来调整pH值、增加黏性和改善面团的质地。但需要注意使用适量,避免过量摄入。