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烧碱的性能及生产方法和用途


一个平凡的化学人 / 2018-07-11

 Sodium hydroxide(烧碱,苛性钠,苛性曹达,固碱)

    分子式:NaOH
    分子量:40.00
    1.生产方法  电解法:包括水银法、隔隔膜法等。
    水银法:原理是利用水银阴极,不允许碱在电解槽中生成,开始在水银阴极上只是钠离子放电,放电后与水银生成钠汞齐齐,后者从电解槽流出,思水分解解则得氢氧化钠及水银。阴极反应式为:
                                                    Na++e→Na
                                         Na+nHg→NaHgn

    当汞齐中Na%>0.1时,降低了H+在汞阴极上的超电压时,可促使IH放电,使钠汞齐起水解反应。反应式为:
                                               NaHgn+H2O→nHg+NAOH +H2
    隔膜法:在电解槽中,阴极空间及阳极空间用多孔的隔板(隔膜)隔开。隔膜膜能阻止阳极液与阴极液混合,但并不妨碍离子的运动及电流从一电极通向另一电极。
    因阴电极有巨大的负电荷,故钠离子(Nat)被其吸弓引后,即放去其正电荷而成通常的钠原子(Na°),立即将水分解成氢氧化钠并放出氢气。反应式为:
                                                 2 Na+2 H20→2 NAOH+H2
    此法有电解液流动及不流动两种方式。流动的电解槽与电解液不动的电解槽相比,前者能够得到氢氧化钠浓度更高的电解碱液(含NaOH约120g/l)。

  

    石灰苛化法:将纯碱(即碳酸钠Na2CO3)水溶液与消石灰[Ca(OH)2]相作用,即生成氢氧化钠,同时产生不溶于水的碳酸钙沉淀。反应式为:
                                             Na2CO3+Ca(OH)2→2 NAOH+ CaCO3
    此沉淀滤去后,澄清液中约含10~12%的NaOH,经过浓缩精
制后,即可得73%NaOH液体烧碱。蒸去所含水分,即得固体烧碱。

    三种方法比较,水银法生产的烧碱纯度高,适用于化纤工业公业。

    2.氢氧化钠用途  浆粕生产中,用于棉线浆的蒸煮。粘胶纤维制造中,浆粕浸渍、粘胶溶解及纤维脱硫等。

    维纶生产中用于调节凝固溶pH值、醛化反应催化剂及调整补正液等。

    锦纶生产中,用于帘子布浸胶液调配,以促进间苯二酚和甲醛溶液在室温下反应。

    涤纶及丙轮生产中,用于清洗纺丝组件、计量泵或长丝废丝轴等。在盐浴中,氢氧化钠主要起降低亚硝酸钠的浓度缓冲和剥离作用。

    用在腈纶硫氰酸钠法溶剂回收中,加入氢氧化钠,使起精制作用。

    氢氧化钠用途很广,如制皂、造纸、精练石油等各方面都有应用。

    3.氢氧化钠的质量指标

                                       固体烧碱(GB629-一65) 

 

指标名称 优级纯 化学纯
NaOH含量≥ % ≥97.0 ≥95.0
杂质最高含量      
碳酸酸钠 % 1.0 3.0
氨沉淀物 % 0.01 0.1
氯化物(C1) % 0.002 0.01
硫酸盐(SO4 % 0.002 0.02
氮化合物(N) % 0.0005 0.001
磷酸盐(PO4 % 0.0005 0.002
硅酸盐(SiO3 % 0.005 0.05

 

钙(Ca) % 0.01 0.05
铁(Fe) % 0.0005 0.002
重金属(以Ag计) % 0.003 0.003
铝(AI) % 0.002 0.005
钾(K) % 0.01 0.02

                                               液体烧碱(GB209-63)

 

指标名称 单位 指标
水银法 苛化法 隔模法
1级 2级
氢氧化的含量 % ≥45.00 ≥42.00 ≥42.00 ≥30.00
碳酸钠含量 % ≤0.30 ≤1.50 ≤1.00 ≤1.00
氯化钠含量 % ≤0.04 ≤1.00 ≤2.00 ≤5.00
三氧化二铁含量 % ≤0.003 ≤0.03 ≤0.03 ≤0.01

    4.氢氧化钠的物理化学性能

    外观:纯纯品是无色透明的晶体。工业品含有少量的氯化钠和酸钠,是白色不透明的固体。有块状、片状、粒状和棒状等。液状产品俗名液碱。

    比重:2.130;不同浓度碱溶液在不同温度下比重见162页表。

    熔点:318.4

    沸点:1390

    折射率:1.3576

    熔融热:熔点322℃时2000cal/mol

    比热:19.2kcal/mol"C

    生成热:101.99kcal/mol、

    中和热:13.75 kcal/mol(HCI)

            15.89 kcal/mol(1/2 H2S04)

            11.11 kcal/mol(1/2 H2CO3)

    溶解性:易溶于水,产生强烈放热反应。易溶于乙醇和甘油。不溶于丙酮、乙醚。

    在热水10047g/100ml;冷水042g/100ml。

    其他性能:固碱吸湿性很强,露放在空气中,最后会完全溶解成容液。有强碱性,对皮肤、纸张等有强腐蚀性。易从空气中吸收二氧化碳而逐渐变成碳酸钠。烧碱溶液的浓度与凝固点的关系见下表。

温度(℃) 温度(℃) 温度(℃) 温度(℃)
5.78 -5.3 42.28 14.0
10.03 -10.3 44.22 10.7
14.11 -17.2 45.50 5.0
18.17 -25.2 47.30 7.8
19.00 -28.0 49.11 10.3
19.98 -26.0 50.80 12.3
21.10 -25.2 51.70 18.0
22.10 -24.0 56.44 40.3
23.31 -21.7 62.85 57.9

 

23.97 -19.5 66.45 63.2
24.70 -18.0 68.49 64.3
25.47 -12.6 71.17 63.0
26.91 -8.5 74.20 62.0
30.38 1.6 75.83 80.0
32.30 5.4 78.15 110.0
32.97 7.0 81.09 159.0
35.51 13.2 83.87 192.0
38.83 15.6    

    毒性:车间空气中最高允许浓度:0.5mg/C。氢氧化钠的腐蚀性极强,能毁坏有机组织,严重伤害皮肤,应防止触及眼晴和皮肤。

    5.氢氧化钠包装及贮运  属于无机碱性腐蚀物品。危规号95001。固体烧碱使用铁桶裝运,桶壁厚度0.5mm以上,耐压0.5kg/cm2以上,桶盖须焊接牢固,每桶净重100或200kg等。

    液体烧碱用槽车或用桶装运。

    烧碱暴露在空气中极易吸收水分和二氧化碳而引起变质,容器须密封、贮放于干燥、通风处。与酸类应隔离放置。

 


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