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1、Na2CO3俗稱:純堿或蘇打第三節(jié)海水“制堿”一、純堿工業(yè)的發(fā)展史:純堿是重要的化工原料之一,也是大眾消費(fèi)品,廣泛應(yīng)用于玻璃工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、搪瓷、紡織、印染、造紙、食品等多種工業(yè)的生產(chǎn)。1983年,世界純堿產(chǎn)量為30Mt。純堿工業(yè)始于18世紀(jì)末,法國(guó)人勒布朗,比利時(shí)人索爾維,中國(guó)人侯德榜等,都先后作出了突出的貢獻(xiàn)。自然界中有天然純堿內(nèi)蒙古鄂爾多斯合同查汗淖堿湖海水?天然堿鹽堿湖純堿(Na2CO3)NaClNa2CO3生成討論交流:還需要哪些元素?要提供這些元素,選擇什么原料?選擇原料的原則是什么?(碳元素、氧元素)選擇原料的原則是:1、來源豐富2、成本低廉3、工藝過
2、程設(shè)備簡(jiǎn)單4、對(duì)環(huán)境無污染NaClNa2CO3生成討論交流:還需要哪些元素?要提供這些元素,選擇什么原料?(碳元素、氧元素)CO2由石灰石制取CO2飽和食鹽水加壓飽和氨鹽水二氧化碳氨氣鹽水精制(用化學(xué)方法除雜)為了吸收更多二氧化碳增大溶解度思考:為什么氨鹽水比食鹽水更容易吸收二氧化碳?氨氣水溶液呈堿性,二氧化碳水溶液呈酸性,兩者易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2和NH3在水中的溶解度如下表所示CO2NH3溶解性(體積比)1:1.71:700溶液的密度(g·cm-3)~10.88飽和溶液的物質(zhì)的量濃度(mol·L-1)~0.076~18思考:為什么在飽和食鹽水中先通入氨氣?以下是在一定溫
3、度下一些物質(zhì)的溶解度溶解性固體的溶解度(/100gH2O)物質(zhì)NaClNaHCO3NH4HCO3NH4Cl0℃35.76.911.929.7100℃39.1216.4分解75.80℃時(shí)飽和溶液中的物質(zhì)的量(100gH2O)0.610.080.150.56NaHCO3煅燒NH4ClNa2CO3NH3熟石灰飽和食鹽水加壓飽和氨鹽水二氧化碳氨氣鹽水精制(用化學(xué)方法除雜)為了吸收更多二氧化碳增大溶解度優(yōu)點(diǎn):不足:原料便宜成品純度高氯化鈉利用率低氨和部分二氧化碳可循環(huán)使用制作步驟簡(jiǎn)單產(chǎn)生了無用的氯化鈣.請(qǐng)分析氨堿法的優(yōu)點(diǎn)?有不足之處嗎?氨堿法使生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)性生產(chǎn),食鹽的利用率得到提高,產(chǎn)品質(zhì)量
4、純凈,因而被稱為純堿,但最大的優(yōu)點(diǎn)還在于成本低廉。1867年索爾維設(shè)廠制造的產(chǎn)品在巴黎世界博覽會(huì)上獲得銅制獎(jiǎng)?wù)拢朔ū徽矫麨樗鳡柧S法。此時(shí),純堿的價(jià)格大大下降。消息傳到英國(guó),正在從事路布蘭法制堿的英國(guó)哈琴森公司取得了兩年獨(dú)占索爾維法的權(quán)利。1873年哈琴森公司改組為卜內(nèi)門公司,建立了大規(guī)模生產(chǎn)純堿的工廠,后來,法、德、美等國(guó)相繼建廠。這些國(guó)家發(fā)起組織索爾維公會(huì),設(shè)計(jì)圖紙只向會(huì)員國(guó)公開,對(duì)外絕對(duì)保守秘密。凡有改良或新發(fā)現(xiàn),會(huì)員國(guó)之間彼此通氣,并相約不申請(qǐng)專利,以防泄露。除了技術(shù)之外,營(yíng)業(yè)也有限制,他們采取分區(qū)售貨的辦法,例如中國(guó)市場(chǎng)由英國(guó)卜內(nèi)門公司獨(dú)占。由于如此嚴(yán)密的組織方式,凡是不
5、得索爾維公會(huì)特許權(quán)者,根本無從問津氨堿法生產(chǎn)詳情。多少年來,許多國(guó)家要想探索索爾維法奧秘的廠商,無不以失敗而告終。凡是黃頭發(fā)藍(lán)眼睛的人能辦到的,我們黑頭發(fā)黑眼睛的人也一定能辦到!侯德榜1862年比利時(shí)科學(xué)家索爾維發(fā)明了氨堿法制純堿,并對(duì)制堿技術(shù)進(jìn)行了壟斷。侯氏制堿法的誕生1921年10月侯德榜接受了永利堿業(yè)公司的聘請(qǐng),毅然從美國(guó)啟程回國(guó),決心自己開發(fā)制堿新工藝,經(jīng)過600多次研究實(shí)驗(yàn),分析了2000多個(gè)樣品,歷時(shí)5年,于1942年發(fā)明并創(chuàng)立了舉世聞名的“侯氏制堿法”。本可以高價(jià)出售這一專利而獲得巨額財(cái)富的侯德榜卻把它公布于眾,讓世界各國(guó)人民共享這一科技成果,促進(jìn)了世界制堿技術(shù)的發(fā)展。侯
6、氏制堿法的反應(yīng)原理①NaCl+NH3+H2O+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl②2NaHCO3=====Na2CO3+H2O+CO2③向析出NaHCO3的母液中加入研細(xì)的NaCI,還得到另一產(chǎn)品NH4CI固體(氯化銨可做氮肥)加熱總原理相同:2NaHCO3======Na2CO3+CO2↑+H2ONaCl+NH3+CO2+H2O====NaHCO3+NH4Cl不同:對(duì)過濾出NaHCO3后的母液的處理方法思考:這兩種制堿方法有何異同?純堿純堿是重要的化工原料之一,也是大眾消費(fèi)品,廣泛應(yīng)用于玻璃工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、搪瓷、紡織、印染、造紙、食品等多種工業(yè)的生產(chǎn)。1983
7、年,世界純堿產(chǎn)量為30Mt。純堿工業(yè)始于18世紀(jì)末,法國(guó)人勒布朗,比利時(shí)人索爾維,中國(guó)人侯德榜等,都先后作出了突出的貢獻(xiàn)。