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| 蘇打 | |
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蘇打，是一種化學原料，叫做無水碳酸鈉，又名純鹼，別名鹼、鹼面、蘇打、十水碳酸鈉、蘇打結晶、含水蘇打、洗滌蘇打、洗滌鹼鈉、鹼晶、晶鹼。
簡介名稱
中文名稱：碳酸鈉（蘇打）[1]
中文別名：蘇打；純鹼；碳酸鈉；鹼粉；鹼面；炭氧；班氏溶液；本尼迪特溶液；碳酸鈉(重質)；重灰；高純碳酸鈉；碳酸鈉(食用)；食用面鹼
（小蘇打：碳酸氫鈉；大蘇打：硫代硫酸鈉）
英文名稱：Sodium Carbonate
英文別名: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號：497-19-8 [2]
EINECS 231-867-5
中文別名（俗稱）：純鹼、塊鹼、蘇打(Soda) 、口鹼（歷史上，一般經張家口和古北口轉運全國，因此又有「口鹼」之說。）、鹼面（食用鹼）。
存在於自然界（如鹽水湖）的碳酸鈉稱為天然鹼。
無結晶水的碳酸鈉的工業名稱為輕質鹼，有一個結晶水碳酸鈉的工業名稱為重質鹼。
碳酸鈉屬於鹽，不屬於鹼。因為碳酸鈉的水溶液呈鹼性，因此又名純鹼等說法。
名稱來歷
純鹼[3]，學名碳酸鈉，一種重要的化工基本原料，其俗名：塊鹼、石鹼、蘇打(Soda)、口鹼（歷史上，一般經張家口和古北口轉運全國，因此又有「口鹼」之說。）
化學性質
1）溶液顯鹼性，能與酸反應。
2）Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑ 3)Na₂CO₃與鹼反應。Na₂CO₃+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+2NaOH、Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑。 4)Na₂CO₃，NaCl與鹽反應。 Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl
化學式
碳酸鈉晶體樣品Na₂CO₃
摺疊相對分子質量 105.99 一般取106
1.4 上下游原料產品
上游原料:1,4-苯二酚、二氧化碳、二氧化碳、合成氨、焦炭、硫化鈉、硫化鈉、氯化鈉、氯化鈉、煤、石灰石、碳酸鈣、碳酸鈣、碳酸鈉、天然鹼、液氨、原鹽、重油
下游產品:磷精礦、膨潤土、鹽酸、氫氧化鋁、氫氧化鎂、燒鹼、燒鹼(液體)、離子膜燒鹼、碳酸鈉(一水)、無水碳酸鈉、重質純鹼、碳酸氫鈉、碳酸氫鈉(藥用)、亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、硅藻土助濾劑
物理性質性狀
碳酸鈉常溫下為白色粉末或顆粒。無氣味。有鹼性。是鹼性的鹽。有吸水性。露置空氣中逐漸吸收 1mol/L水分(約15%)。遇酸分解並泡騰。溶於水（室溫時3.5份，35℃時2.2份）和甘油，不溶於乙醇。水溶液呈強鹼性，pH11.6。相對密度（25℃）2.53。熔點851℃。半數致死量（30日）（小鼠，腹腔）116.6mg/kg。有刺激性。可由氫氧化鈉和碳酸發生化學反應結合而成。溶液呈鹼性。碳酸鈉在2132K分解。
溶解性
碳酸鈉易溶於水，甘油，20攝氏度時一百克水能溶20克碳酸鈉，微溶於無水乙醇，不溶於丙醇。 碳酸鈉是一種強鹼鹽，溶於水後發生水解反應(碳酸鈉水解會產生碳酸氫鈉和氫氧化鈉），使溶液顯鹼性，有一定的腐蝕性，能與酸進行複分解反應（Na₂CO₃+H₂SO₄==Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑），生成相應的鹽並放出二氧化碳。
穩定性
穩定性較強，但高溫下也可分解，生成氧化鈉和二氧化碳。長期暴露在空氣中能吸收空氣中的水分及二氧化碳，生成碳酸氫鈉，並結成硬塊。吸濕性很強 ，很容易結成硬塊，在高溫下也不分解。含有結晶水的碳酸鈉有3種：Na₂CO₃·H₂O、Na₂CO₃·7H₂O 和 Na₂CO₃·10H₂O。
熱力學函數
在（298.15K，100k）的熱力學函數： 碳酸鈉
狀態：s
標準摩爾生成熱ΔfHmθ（kJ·mol^-1）：-1130.7
標準摩爾生成吉布斯自由能ΔfGmθ（kJ·mol^-1）：-1044.4
標準熵Smθ（J·mol^-1·K^-1）：135.0
所屬類別
碳酸鈉屬於強鹼弱酸鹽。（純鹼是鹽，不是鹼，是強鹼弱酸鹽。由於碳酸鈉的水溶液電離出的碳酸根離子與水中氫離子結合成碳酸氫根離子，導致溶液中氫離子減少，剩下電離的氫氧根離子，所以溶液pH顯鹼性）
Na₂CO₃ ==== 2Na+ + CO₃²-
CO₃²- +H₂O ==== HCO₃- + OH-
HCO₃- +H₂O ==== H₂CO₃ + OH-
穩定性
碳酸鈉相比較碳酸氫鈉結構穩定。
水溶液呈強鹼性。在空氣中極易潮解結塊，並吸收CO₂生成碳酸氫鈉。按規格使用和貯存，不會發生分解，避免與氧化物接觸。工作人員應作好防護，若不慎觸及皮膚和眼睛，應立即用大量的流動清水沖洗。易溶於水，有吸濕性，十水合碳酸鈉是無色單斜晶系柱狀結晶，密度為1.45g/cm3，34～34.5℃時會溶解於結晶水，40～50℃乾燥時成粉末。
其水溶液水解呈鹼性， 有一定的腐蝕性， 能與酸進行中和反應， 生成相應的鹽並放出二氧化碳。高溫可分解， 生成氧化鈉和二氧化碳。長期暴露在空氣中能吸收空氣中的水分及二氧化碳生成碳酸氫鈉， 並結成硬塊
化學性質風化
碳酸鈉的結晶水合物石鹼(Na₂CO₃·10H₂O)在乾燥的空氣中易風化。
Na₂CO₃·10H₂O====Na₂CO₃+10H₂O
與酸反應
Na₂CO₃+ 2HCl（過量） ==== 2NaCl +H₂CO₃
碳酸不穩定，分解成二氧化碳和水
H₂CO₃====H₂O + CO₂↑
Na₂CO₃+ HCl（少量） ==== NaCl + NaHCO₃
與鹼反應
Na₂CO₃+ Ca(OH)₂==== 2NaOH + CaCO₃↓（碳酸鈣白色沉澱，難溶於水，但可溶於酸）
與鹽反應
Na₂CO₃+ BaCl₂==== 2NaCl + BaCO₃↓（碳酸鋇白色沉澱，難溶於水，但可溶於酸）
3Na₂CO₃+ Al₂(SO₄)₃+ 3H₂O ==== 2Al(OH)₃↓+ 3Na₂SO₄+ 3CO₂↑
（氫氧化鋁白色沉澱，難溶於水，可溶於酸、鹼）
Na₂CO₃+CaCl₂=====2NaCl+CaCO₃↓
與H₂O、CO₂反應
Na₂CO₃+ H₂O + CO₂==== 2NaHCO₃（於鹼性環境中沉澱析出）
生產方法發展歷史
4.1.1 實驗室方法
實驗室製取碳酸鈉：2NaOH + CO₂==== Na₂CO₃+ H₂O。
4.1.2 呂布蘭法
最早在1791年，古人就開始用食鹽、硫酸、煤、石灰石為原料生產碳酸鈉，是為呂布蘭法。
此法原料利用不充分、勞動條件惡劣、產品質量不佳，逐漸為索爾維法代替。
4.1.3索爾維法
1859年，比利時人索爾維，用食鹽、氨水、二氧化碳為原料，於室溫下從溶液中析出碳酸氫鈉，將它加熱，即分解為碳酸鈉，人們將此方法稱為索氏制鹼法，此法一直沿用至今。
4.1.4侯德榜法
1943年中國人侯德榜留學海外歸來，他結合中國內地缺鹽的國情 ，對索爾維法進行改進，將純鹼和合成氨兩大工業聯合，同時生產碳酸鈉和化肥氯化銨，大大地提高了食鹽利用率，是為侯氏制鹼法。
反應原理
索氏制鹼法和侯氏制鹼法的主要化學反應式均為：
反應式一：NaCl + CO₂+NH₃·H₂O==== NaHCO₃↓+ NH₄Cl
NaHCO₃（碳酸氫鈉）可溶只是在這種條件下，碳酸氫鈉溶解的量大於該條件下的溶解度，所以析出了碳酸氫鈉固體，經過濾，得到碳酸氫鈉固體。
反應式二：2NaHCO₃==Δ== Na₂CO₃+ CO₂↑+ H₂O
索氏制鹼法和侯氏制鹼法所不同的，是索氏法在整個製取過程中NH3是循環使用的：
2NH₄Cl + Ca(OH)₂ ==Δ== 2NH₃↑+ CaCl₂+ 2H₂O
而侯氏法在整個製取過程中，NH4Cl直接作為純鹼的副產品----肥料。
所以，索氏法的產品是碳酸鈉，副產氯化鈣；而侯氏法的產品是碳酸鈉，副產氯化銨。
侯氏制鹼法
①NaCl（飽和） + NH₃+ H₂O + CO₂==== NH₄Cl + NaHCO₃
②2NaHCO₃==Δ== Na₂CO₃+ H₂O + CO₂↑
氨氣與水和二氧化碳反應生成一分子的碳酸氫銨，這是第一步。
（1）NH₃+ H₂O + CO₂==== NH₄HCO₃
第二步是：碳酸氫銨與氯化鈉反應生成的碳酸氫鈉沉澱和氯化銨，碳酸氫鈉之所以沉澱是因為它的溶解度較小。
（2） NH₄HCO₃ + NaCl（飽和） ==== NH₄Cl + NaHCO₃↓
合成的碳酸氫鈉部分可以直接出廠銷售，其餘的碳酸氫鈉會被加熱分解，生成碳酸鈉，生成的二氧化碳可以重新回到第一步！
（3）2NaHCO₃==Δ== Na₂CO₃+ H₂O+ CO₂↑
根據NH4Cl溶解度比NaCl大，而在低溫下卻比NaCl溶解度小的原理，在 278K ～ 283K(5 ℃～ 10 ℃） 時，向母液中加入食鹽細粉，而使NH4Cl單獨結晶析出供做氮肥。
此法優點：保留了氨鹼法的優點，消除了它的缺點，使食鹽的利用率提高到96 %；NH₄Cl 可做氮肥；可與合成氨廠聯合，使合成氨的原料氣CO 轉化成CO₂，革除了CaCO₃制CO₂這一工序。
技術指標
指標項目指 標
1類 2類 3類
總鹼量（%) 99 98 96
氯化物（%) 0.5 0.9 1.2
水不溶物（%) 0.04 0.1 0.15
鐵（%) 0.004 0.006 0.010
硫酸鹽（%) 0.03 0.08 -
燒失量(%) 0.8 1.0 1.3
用途
碳酸鈉是重要的化工原料之一，廣泛應用於輕工日化、建材、化學工業、食品工業、冶金、紡織、石油、國防、醫藥等領域， 用作製造其他化學品的原料、清洗劑、洗滌劑，也用於照相術和分析領域。絕大部分用於工業，一小部分為民用。在工業用純鹼中，主要是輕工、建材、化學工業，約占2/3；其次是冶金、紡織、石油、國防、醫藥及其它工業。玻璃工業是純鹼的最大消費部門，每噸玻璃消耗純鹼0.2噸。
①化學工業用於制水玻璃、重鉻酸鈉、硝酸鈉、氟化鈉、小蘇打、硼砂、磷酸三鈉等。②冶金工業用作冶煉助熔劑、選礦用浮選劑，煉鋼和煉銻用作脫硫劑。③印染工業用作軟水劑。製革工業用於原料皮的脫脂、中和鉻鞣革和提高鉻鞣液鹼度。④還用於生產合成洗滌劑添加劑三聚磷酸鈉和其他磷酸鈉鹽等。食用級純鹼用於生產味精、麵食等。
絕大部分用於工業，一小部分為民用。在工業用純鹼中，主要是輕工、建材、化學工業，約占2/3：其次是冶金、紡織、石油、國防、醫藥及其他工業。玻璃工業是純鹼的攝大消費部門，每噸玻璃消耗純鹼0.2t。化學工業用於制水玻璃、重鉻酸鈉、硝酸鈉、氟化鈉、小蘇打、硼砂、磷酸三鈉等。冶金工業用作冶煉助熔劑、選礦用浮選劑，煉鋼和煉銻用作脫硫劑。印染工業用作軟水劑。製革工業用於原料皮的脫脂、中和鉻鞣革和提高鉻鞣液鹼度。還用於生產合成洗滌劑添加劑三聚磷酸鈉和其他磷酸鈉鹽等。
主要用於浮法玻璃、顯像管玻殼、光學玻璃等。也可用於化工、冶金等其他部門。使用重質純鹼可以減少鹼塵飛揚、降低原料消耗、改善勞動條件，還可提高產品質量，同時減輕鹼粉對耐火材料的侵蝕作用，延長窯爐的使用壽命。
作緩衝劑、中和劑和麵團改良劑，可用於糕點和面制食品，按生產需要適量使用。
基本化工原料，廣泛用於醫藥、造紙、冶金、玻璃、紡織、染料等工業。
作為洗滌劑用於羊毛漂洗，浴鹽和醫藥用，鞣革中的鹼劑。
用於食品工業，作中和劑、膨鬆劑，如製造氨基酸、醬油和面制食品如饅頭、麵包等。還可配成鹼水加入麵食中，增加彈性和延展性。
彩電專用試劑
廣泛用於玻璃製品、化學品、造紙、冶金、醫藥、紡織和食品等工業
用作分析試劑，也用於製藥工業和照相製版
無水碳酸鈉用於化學及電化學除油、化學鍍銅、鋁的浸蝕、鋁及合金的電解拋光、鋁的化學氧化、磷化後的封閉、工序間的防鏽、電解退除鉻鍍層和退除鉻的氧化膜等，亦用於預鍍銅、鍍鋼、鍍鋼鐵合金電解液中
基本化工原料之一，用途廣泛，是玻璃、肥皂、洗滌劑、紡織、製革、香料、染料、藥品等的重要原料
定量分析中標定酸液的基準。測定鋁、硫、銅、鉛和鋅。檢驗尿液和全血葡萄糖。分析水泥中二氧化硅的助溶劑。金屬金相分析等
解酸藥、滲透性輕瀉劑。
消費領域
建材領域，玻璃工業是純鹼的最大消費部門，每噸玻璃消耗純鹼0.2噸。
化學工業，用於制水玻璃、重鉻酸鈉、硝酸鈉、氟化鈉、小蘇打、硼砂、磷酸三鈉等。
冶金工業，用作冶煉助熔劑、選礦用浮選劑，煉鋼和煉銻用作脫硫劑
印染工業，用作軟水劑。
製革工業，用於原料皮的脫脂、中和鉻鞣革和提高鉻鞣液鹼度。
日化方面，用於生產合成洗滌劑添加劑三聚磷酸鈉和其他磷酸鈉鹽等。
食品工業，食用級純鹼用於生產味精、麵食等。
此外，在分析化驗領域，定量分析中標定酸液的 基準。測定鋁、硫、銅、鉛和鋅。檢驗尿液和全血葡萄糖。分析水泥中二氧化硅的助熔劑、金屬金相分析等。
消費結構
絕大部分碳酸鈉用於工業，一小部分為民用。
在工業領域，純鹼主要是輕工、建材、化學工業，約占2/3；其次是冶金、紡織、石油、國防、醫藥及其它工業，約占1/3。
危害健康危害
該品具有弱刺激性和弱腐蝕性。直接接觸可引起皮膚和眼灼傷。生產中吸入其粉塵和煙霧可引起呼吸道刺激和結膜炎，還可有鼻粘膜潰瘍、萎縮及鼻中隔穿孔。長時間接觸該品溶液可發生濕疹、皮炎、雞眼狀潰瘍和皮膚鬆弛。接觸該品的作業工人呼吸器官疾病發病率升高。誤服可造成消化道灼傷、粘膜糜爛、出血和休克。
使用須知
穿戴適當的防護服和手套。
不慎與眼睛接觸後，請立即用大量清水沖洗並徵求醫生意見。
切勿吸入粉塵。
穿戴適當的防護服。
戴護目鏡或面具。
吞食有害。
刺激眼睛。
對水生生物有毒，可能對水體環境產生長期不良影響。
刺激眼睛、呼吸系統和皮膚。
刺激呼吸系統和皮膚。
對眼睛有嚴重傷害。
毒理學資料
LD50：4090 mg/kg（大鼠經口）
LC50：2300mg/m3，2小時（大鼠吸入）
燃爆危險
該品不燃，具腐蝕性、刺激性.
急救措施
皮膚接觸：立即脫去污染的衣着，用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫。
（在實驗裡，不小心沾到了鹼液的時候，我們要用較多的水去沖洗，然後再塗上硼酸溶液來進行反應）
眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。
吸入：脫離現場至空氣新鮮處。如呼吸困難，給輸氧。就醫。
食入：用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫。
消防措施
危險特性：具有腐蝕性。未有特殊的燃燒爆炸特性。
有害燃燒產物：自然分解產物未知。
滅火方法：消防人員必須穿全身耐酸鹼消防服。滅火時儘可能將容器從火場移至空曠處。
泄漏應急處理
隔離泄漏污染區，限制出入。建議應急處理人員戴防塵面具（全面罩），穿防毒服。避免揚塵，小心掃起，置於袋中轉移至安全場所。若大量泄漏，用塑料布、帆布覆蓋。收集回收或運至廢物處理場所處置。
注意事項
密閉操作，加強通風。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩，戴化學安全防護眼鏡，穿防毒物滲透工作服，戴橡膠手套。避免產生粉塵。避免與酸類接觸。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。稀釋或製備溶液時，應把鹼加入水中，避免沸騰和飛濺。
儲存注意事項
儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。應與酸類等分開存放，切忌混儲。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。
【禁配物】強酸、鋁、氟
運輸注意事項
起運時包裝要完整，裝載應穩妥。運輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴禁與酸類、食用化學品等混裝混運。運輸途中應防曝曬、雨淋，防高溫。車輛運輸完畢應進行徹底清掃。
教育要點初中階段
發展方向
「十一五」期間，中國純鹼工業發展的重點：
加快產品結構調整、繼續增加重質純鹼生產能力和產量、繼續增加干銨的能力和產量；進一步提高聯鹼法純鹼質量；努力降低能耗和物耗，降低成本；嚴格控制新增能力，推動行業戰略性重組；實施國際化經營戰略和資源戰略。
純鹼是重要的化工原料之一，用於製造化學品、洗滌劑、醫藥品等。
2011年前三季度，中國純鹼行業受下遊行業拉動經濟運行平穩。截止到9月底，全國累計生產純鹼1725萬噸，比2010年同期增長11.7%。
我國主要大型純鹼企業集中在渤海灣周圍，基本都靠近大型鹽場，能夠滿足大型純鹼裝置需要的原鹽和水資源供應。西北地區青海鹼業公司和西南和邦集團純鹼裝置投產後，生產重心開始向西轉移，地域產業特色已然形成。
[6]我國正處在城市化進程中，對房子的需求非常大，因而平板玻璃行業需求有望保持在15%以上的增長速度，這將繼續拉動純鹼的市場需求。
實驗室製取二氧化碳
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
碳酸鈉與鹽酸反應生成氯化鈉，水和二氧化碳
在奇妙的化學王國里，住着小有名氣的「蘇氏三姐妹」--蘇打、小蘇打和大蘇打。別看它們的名字這樣相似，它們的脾氣(性質)卻不一樣，對人類的貢獻(用途)也各不相同。
蘇打是Soda的音譯，化學式為Na₂CO₃。它的名字頗多，學名叫碳酸鈉，俗名除叫蘇打外，又稱純鹼或蘇打粉。帶有結晶水的叫水合碳酸鈉，有一水碳酸鈉(Na₂CO₃·H₂O)、七水碳酸鈉(Na₂CO₃·7H₂O)和十水碳酸鈉(Na₂CO₃·10H₂O)三種。十水碳酸鈉又叫洗濯蘇打、洗濯鹼或晶鹼。
無水碳酸鈉是白色粉末或細粒，易溶於水，水溶液呈鹼性。它有很強的吸濕性，在空氣中能吸收水分而結成硬塊。十水碳酸鈉是無色晶體，室溫下放置空氣中，會失去結晶水而成為一水碳酸鈉。無論十水碳酸鈉還是一水碳酸鈉，加熱都會變成無水碳酸鈉。碳酸鈉很穩定，受熱不易分解。遇酸能放出二氧化碳：
Na₂CO₃+2HCl====2NaCl+H₂O+CO₂↑碳酸鈉溶液還能吸收二氧化碳而成碳酸氫鈉：Na₂CO₃+H₂O+CO₂====2NaHCO₃
在三種蘇打中，碳酸鈉的用途最廣。它是一種十分重要的化工產品，是玻璃、肥皂、紡織、造紙、製革等工業的重要原料。冶金工業以及淨化水也都用到它。它還可用於其他鈉化合物的製造。早在十八世紀，它就和硫酸、鹽酸、硝酸、燒鹼並列為基礎化工原料--三酸兩鹼之一。在日常生活中，蘇打也有很多用途，比如它可以直接作為洗滌劑使用，在蒸饅頭時加一些蘇打，可以中和發酵過程中產生的酸性物質。
小蘇打的化學式是NaHCO₃。它的名字也有很多，學名碳酸氫鈉，又稱重碳酸鈉或酸式碳酸鈉。俗名除小蘇打外，還有焙燒蘇打、發酵蘇打和重鹼等。 小蘇打是白色晶體，溶於水，水溶液呈弱鹼性。在熱空氣中，它能緩慢分解，放出一部分二氧化碳；加熱至270℃時全部分解放出二氧化碳。
2NaHCO₃====Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，它也能與酸(如鹽酸)作用放出二氧化碳： NaHCO₃+HCl====NaCl+H₂O+CO₂↑ 小蘇打的這些性質，使它在生產和生活中有許多重要的用途。在滅火器里，它是產生二氧化碳的原料之一；在食品工業上，它是發酵粉的一種主要原料；在製造清涼飲料時，它也是常用的一種原料；在醫療上，它是治療胃酸過多的一種藥劑。
市場現狀
2012年華東地區碳酸鈉產量占全年總產量的40%，華北占21%，華中地區占19%，相比2011年增 2012年我國碳酸鈉產能區域分布長5個百分點。
受平板玻璃行業產能過剩，需求量減少影響，2012年平板玻璃消費比例略有下降，占總消費額的34%，日用玻璃行業需求保持平穩，化工行業需求上升較快。
諾美觀點：未來我國將鼓勵對產業升級有重大作用的大型碳酸鈉企業，通過技改項目、重組等方式做大做強，並對新建項目嚴格控制，新建項目進入風險加大。