碳酸钠

碳酸钠（Na2CO3），俗名苏打、纯碱、洗涤碱，化学式：Na₂CO₃，含十个结晶水的碳酸钠为无色晶体，结晶水不稳定，易风化，变成白色粉末Na2CO3，为强电解质，具有盐的通性和热稳定性，易溶于水，其水溶液呈碱性。

中文名

碳酸钠

外文名

Sodium Carbonate

俗    名

苏打、纯碱、洗涤碱

化学式

Na₂CO₃

密    度

2.532g/cm³

熔    点

851℃

中文名称：碳酸钠

中文别名：苏打，纯碱；碱粉；碱面；重灰(重质碳酸钠)；轻灰(轻质碳酸钠)；高纯碳酸钠；食用面碱(食用碳酸钠)

（小苏打：碳酸氢钠；大苏打：硫代硫酸钠）

英文名称：Sodium Carbonate

英文别名:Sodium carbonate anhydrous; Sodium carbonate solution;

soda ash; disodium carbonate; Sodium carbonate-12C, 13C-depleted; calcined soda; Carbonic acid disodium salt; Sodium carbonate,high-purity; Sodium carbonate,dense; SODA ASH LIGHT

CAS号：497-19-8[1]

EINECS 231-867-5

中文别名（俗称）：纯碱、块碱、苏打(Soda) 、口碱（历史上，一般经张家口和古北口转运全国，因此又有“口碱”之说。）、碱面（食用碱）[2]。

存在于自然界（如盐水湖）的碳酸钠称为天然碱。

无结晶水的碳酸钠的工业名称为轻质碱，有一个结晶水碳酸钠的工业名称为重质碱。

碳酸钠属于盐，不属于碱。碳酸钠的水溶液呈碱性，因此又名纯碱等说法。

纯碱[3]，学名碳酸钠，一种重要的化工基本原料，其俗名：块碱、石碱、苏打(Soda)、口碱（历史上，一般经张家口和古北口转运全国，因此又有“口碱”之说。）

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与BaCl2盐反应。
   Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl[4]

Na₂CO₃

  碳酸钠晶体样品

105.99 一般取106

1.4 上下游原料产品

上游原料:1,4-苯二酚、二氧化碳、合成氨、焦炭、硫化钠、氯化钠、煤、石灰石、碳酸钙、碳酸钠、天然碱、液氨、原盐、重油。

下游产品:磷精矿、膨润土、盐酸、氢氧化铝、氢氧化镁、烧碱、烧碱(液体)、离子膜烧碱、碳酸钠(一水)、无水碳酸钠、重质纯碱、碳酸氢钠、碳酸氢钠(药用)、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、硅藻土助滤剂。

碳酸钠常温下为白色粉末或颗粒。无气味。是强碱弱酸盐。有吸水性。露置空气中逐渐吸收 1mol/L水分(约15%)。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，pH11.6。相对密度（25℃）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。溶液呈碱性。碳酸钠在2132K分解。[5]

碳酸钠易溶于水，甘油，20摄氏度时一百克水能溶20克碳酸钠，35.4摄氏度时溶解度最大，100克水中可溶解49.7克碳酸钠，微溶于无水乙醇，不溶于丙醇。　碳酸钠是一种强碱盐，溶于水后发生水解反应(碳酸钠水解会产生碳酸氢钠和氢氧化钠），使溶液显碱性，有一定的腐蚀性，能与酸进行复分解反应（

稳定性较强，但高温下也可分解，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。

在（298.15K，100k）的热力学函数：

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

碳酸钠属于强碱弱酸盐。（纯碱是盐，不是碱，是强碱弱酸盐。由于碳酸钠的水溶液电离出的碳酸根离子与水中氢离子结合成碳酸氢根离子，导致溶液中氢离子减少，剩下电离的氢氧根离子，所以溶液pH显碱性）

由于碳酸钠可以结合水中的质子（即氢离子）生成碳酸氢根和碳酸，并且能结合酸中的质子释放二氧化碳。所以碳酸钠在酸碱质子理论中属于布朗斯特碱[6]。

碳酸钠相比较碳酸氢钠结构稳定。

1. 水溶液呈强碱性。在空气中极易潮解结块，并吸收CO₂生成碳酸氢钠。按规格使用和贮存，不会发生分解，避免与氧化物接触。工作人员应作好防护，若不慎触及皮肤和眼睛，应立即用大量的流动清水冲洗。易溶于水，有吸湿性，十水合碳酸钠是无色单斜晶系柱状结晶，密度为1.45g/cm³，34～34.5℃时会溶解于结晶水，40～50℃干燥时成粉末。

2. 其水溶液水解呈碱性， 有一定的腐蚀性， 能与酸反应， 生成相应的盐并放出二氧化碳。高温可分解， 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

碳酸钠的结晶水合物石碱(Na2CO3·10H2O)在干燥的空气中易风化。

Na2CO3+ 2HCl（过量） ==== 2NaCl +H2CO3

碳酸不稳定，分解成二氧化碳和水

H2CO3====H2O + CO2↑

Na2CO3+ HCl（少量） ==== NaCl + NaHCO3

（氢氧化铝白色沉淀，难溶于水，可溶于酸、碱）

4.1.1 实验室方法

实验室制取碳酸钠：

4.1.2吕布兰法

最早在1791年，古人就开始用食盐、硫酸、煤、石灰石为原料生产碳酸钠，是为吕布兰法。

此法原料利用不充分、劳动条件恶劣、产品质量不佳，逐渐为索尔维法代替。

4.1.3索尔维法

1859年，比利时人索尔维，用食盐、氨水、二氧化碳为原料，于室温下从溶液中析出碳酸氢钠，将它加热，即分解为碳酸钠，人们将此方法称为索氏制碱法，此法一直沿用至今。

4.1.4侯德榜法

1943年中国人侯德榜留学海外归来，他结合中国内地缺盐的国情 ，对索尔维法进行改进，将纯碱和合成氨两大工业联合，同时生产碳酸钠和化肥氯化铵，大大地提高了食盐利用率，是为侯氏制碱法。

索氏制碱法和侯氏制碱法的主要化学反应式均为：

反应式一：

NaHCO3（碳酸氢钠）可溶只是在这种条件下，碳酸氢钠溶解的量大于该条件下的溶解度，所以析出了碳酸氢钠固体，经过滤，得到碳酸氢钠固体。

反应式二：

索氏制碱法和侯氏制碱法所不同的，是索氏法在整个制取过程中NH3是循环使用的：

而侯氏法在整个制取过程中，NH4Cl直接作为纯碱的副产品----肥料。

所以，索氏法的产品是碳酸钠，副产氯化钙；而侯氏法的产品是碳酸钠，副产氯化铵。

即：

①NaCl（饱和） + NH3+ H2O + CO2==== NH4Cl + NaHCO3

②

氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵，这是第一步。

（1）

第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成的碳酸氢钠沉淀和氯化铵，碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。

（2） NH₄HCO₃ + NaCl（饱和） ==== NH₄Cl + NaHCO₃↓

合成的碳酸氢钠部分可以直接出厂销售，其余的碳酸氢钠会被加热分解，生成碳酸钠，生成的二氧化碳可以重新回到第一步！

（3）

根据NH4Cl溶解度比NaCl大，而在低温下却比NaCl溶解度小的原理，在 278K～283K(5 ℃～10 ℃） 时，向母液中加入食盐细粉，而使NH4Cl单独结晶析出供做氮肥。

此法优点：保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96 %；NH4Cl 可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO 转化成CO2，革除了CaCO3制CO2这一工序。

在工业用纯碱中,主要是轻工、建材、化学工业,约占2/3:其次是冶金、纺织、石油、国防、医药及其他工业。玻璃工业是纯碱的摄大消费部门,每吨玻璃消耗纯碱0.2t。冶金工业用作冶炼助熔剂、选矿用浮选剂,炼钢和炼锑用作脱硫剂。印染工业用作软水剂。制革工业用于原料皮的脱脂、中和铬鞣革和提高铬鞣液碱度。还用于生产合成洗涤剂添加剂三聚磷酸钠和其他磷酸钠盐等。[7]

冶金工业用作冶炼助熔剂、选矿用浮选剂，炼钢和炼锑用作脱硫剂。③印染工业用作软水剂。制革工业用于原料皮的脱脂、中和铬鞣革和提高铬鞣液碱度。④还用于生产合成洗涤剂添加剂三聚磷酸钠和其他磷酸钠盐等。食用级纯碱用于生产味精、面食等。

1. 绝大部分用于工业，一小部分为民用。在工业用纯碱中，主要是轻工、建材、化学工业，约占2/3：其次是冶金、纺织、石油、国防、医药及其他工业。玻璃工业是纯碱的摄大消费部门，每吨玻璃消耗纯碱0.2t。化学工业用于制水玻璃、重铬酸钠、硝酸钠、氟化钠、小苏打、硼砂、磷酸三钠等。冶金工业用作冶炼助熔剂、选矿用浮选剂，炼钢和炼锑用作脱硫剂。

2. 主要用于浮法玻璃、显像管玻壳、光学玻璃等。也可用于化工、冶金等其他部门。使用重质纯碱可以减少碱尘飞扬、降低原料消耗、改善劳动条件，还可提高产品质量，同时减轻碱粉对耐火材料的侵蚀作用，延长窑炉的使用寿命。

3. 作缓冲剂、中和剂和面团改良剂，可用于糕点和面制食品，按生产需要适量使用。

4. 基本化工原料，广泛用于医药、造纸、冶金、玻璃、纺织、染料等工业。

5. 作为洗涤剂用于羊毛漂洗，浴盐和医药用，鞣革中的碱剂。

6. 用于食品工业，作中和剂、膨松剂，如制造氨基酸、酱油和面制食品如馒头、面包等。还可配成碱水加入面食中，增加弹性和延展性。

7. 彩电专用试剂

8. 广泛用于玻璃制品、化学品、造纸、冶金、医药、纺织和食品等工业

9. 用作分析试剂，也用于制药工业和照相制版

10. 无水碳酸钠用于化学及电化学除油、化学镀铜、铝的浸蚀、铝及合金的电解抛光、铝的化学氧化、磷化后的封闭、工序间的防锈、电解退除铬镀层和退除铬的氧化膜等，亦用于预镀铜、镀钢、镀钢铁合金电解液中

11. 基本化工原料之一，用途广泛，是玻璃、肥皂、洗涤剂、纺织、制革、香料、染料、药品等的重要原料

12. 定量分析中标定酸液的基准。测定铝、硫、铜、铅和锌。检验尿液和全血葡萄糖。分析水泥中二氧化硅的助溶剂。金属金相分析等

13. 解酸药、渗透性轻泻剂。

• 建材领域，玻璃工业是纯碱的最大消费部门，每吨玻璃消耗纯碱0.2吨。

• 化学工业，用于制水玻璃、重铬酸钠、硝酸钠、氟化钠、小苏打、硼砂、磷酸三钠等。

• 冶金工业，用作冶炼助熔剂、选矿用浮选剂，炼钢和炼锑用作脱硫剂

• 印染工业，用作软水剂。

• 制革工业，用于原料皮的脱脂、中和铬鞣革和提高铬鞣液碱度。

• 日化方面，用于生产合成洗涤剂添加剂三聚磷酸钠和其他磷酸钠盐等。

• 食品工业，食用级纯碱用于生产味精、面食等。

此外，在分析化验领域，定量分析中标定酸液的 基准。测定铝、硫、铜、铅和锌。检验尿液和全血葡萄糖。分析水泥中二氧化硅的助熔剂、金属金相分析等。

绝大部分碳酸钠用于工业，一小部分为民用。

在工业领域，纯碱主要是轻工、建材、化学工业，约占2/3；其次是冶金、纺织、石油、国防、医药及其它工业，约占1/3。

该品具有弱刺激性和弱腐蚀性。直接接触可引起皮肤和眼灼伤。生产中吸入其粉尘和烟雾可引起呼吸道刺激和结膜炎，还可有鼻粘膜溃疡、萎缩及鼻中隔穿孔。长时间接触该品溶液可发生湿疹、皮炎、鸡眼状溃疡和皮肤松弛。接触该品的作业工人呼吸器官疾病发病率升高。误服可造成消化道灼伤、粘膜糜烂、出血和休克。

• 穿戴适当的防护服和手套。

• 不慎与眼睛接触后，请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。

• 切勿吸入粉尘。

• 穿戴适当的防护服。

• 戴护目镜或面具。

• 吞食有害。

• 刺激眼睛。

• 对水生生物有毒，可能对水体环境产生长期不良影响。

• 刺激眼睛、呼吸系统和皮肤。

• 刺激呼吸系统和皮肤。

• 对眼睛有严重伤害。

LD50：4090 mg/kg（大鼠经口）

LC50：2300mg/m³，2小时（大鼠吸入）

该品不燃，具腐蚀性、刺激性.

皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。

（在实验里，不小心沾到了碱液的时候，我们要用较多的水去冲洗，然后再涂上硼酸溶液来进行反应）

眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

吸入：脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难，给输氧。就医。

食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。

危险特性：具有腐蚀性。未有特殊的燃烧爆炸特性。

有害燃烧产物：自然分解产物未知。

灭火方法：消防人员必须穿全身耐酸碱消防服。灭火时尽可能将容器从火场移至空旷处。

隔离泄漏污染区，限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防毒服。避免扬尘，小心扫起，置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏，用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。

密闭操作，加强通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与酸类接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。稀释或制备溶液时，应把碱加入水中，避免沸腾和飞溅。

储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与酸类等分开存放，切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

【禁配物】强酸、铝、氟

起运时包装要完整，装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与酸类、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。车辆运输完毕应进行彻底清扫。

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