堿石灰,又稱鈉石灰,堿石灰是白色或米黃色粉末,疏松多孔,是氧化鈣(CaO,大約75%),水(H?O,大約20%),氫氧化鈉(NaOH,大約3%),和氫氧化鉀(KOH,大約1%)的混合物。
名詞解釋
堿石灰主要作為干燥劑(其中氧化鈣起到干燥作用),可用來干燥中性氣體比如氧氣,也可用于干燥堿性氣體氨氣。同時也可以用來吸收酸性氣體,如二氧化碳、二氧化硫。如果只有氫氧化鈉存在,這種干燥劑將不能在較高溫度下使用,因為氫氧化鈉可以與實驗室最常用的玻璃儀器(主要成分為二氧化硅)發生反應腐蝕儀器。實驗室制取少量甲烷可以用堿石灰和乙酸鈉(醋酸鈉)共熱,生成碳酸鈉和甲烷[wán]。
化學成分
堿石灰的主要成分:氧化鈣(CaO,大約75%),氫氧化鈉(NaOH,大約3%),和氫氧化鉀(KOH,大約1%),水(H2O,大約20%)。
工業堿石灰是煅燒堿石(即Na2CO3·NaHCO3·2H2O,富鉀鈉的石灰石)獲得Na2O·CaO或K2O·CaO產品。澄清水溶液濃縮制成燒堿.
中學化學教材常描述堿石灰的制備方式是采用氧化鈣與氫氧化鈉溶液反應,因此造成了堿石灰是氫氧化鈉和氧化鈣的混合物的誤解。實際上氧化鈣遇水就轉化成了氫氧化鈣,所以堿石灰是氫氧化鈣與氫氧化鈉的混合物。制備甲烷時,堿石灰中的生石灰并不參加反應,但生石灰可稀釋混合物的濃度,使混合物疏松,使生成的甲烷易于外逸,同時也減少了固體氫氧化鈉在高溫時跟玻璃的作用,防止試管爆裂.生石灰的吸水性可以防止NaOH的潮解.制備甲烷時堿石灰的作用是提供反應物NaOH和干燥作(CaO)
作用
碳酸根加熱分解能產生CO2,只有(NH4)2CO3或NH4HCO3,其分解產生的混合氣體通過堿石灰后,CO2和H2O被吸收,可得到純凈的NH3。(起干燥作用)
運用其干燥作用能實現氣體除雜,如NH3(H2O)
堿石灰還可以除去二氧化硫,硫化氫,HCl,CO2等酸性氣體。另外,堿石灰還可以吸收氯,作為實驗裝置尾氣處理。
初中常用的干燥劑有酸性\堿性\中性之分
干燥劑顧名思義就是用來干燥用的(中學常見的是干燥氣體當然也可干燥液體,中學不常見),當然根據干燥劑的性質不同干燥的物質類型也不同.
常見的干燥劑(括號中為干燥劑的狀態):
酸性干燥劑:濃硫酸(H2SO4),五氧化二磷(P2O5)等;主要干燥酸性或中性氣體
如SO2,CO2,CO,二氧化氮,O2,NO,H2,N2
堿性干燥劑:堿石灰(CaO),NaOH等;主要干燥堿性或中性氣體
如NH3,CO,O2,N2,H2,磷化氫
中性干燥劑:CaCl2(s),MgSO4(s)等;這類干燥劑不常用因為很復雜,如CaCl2(s),看上去好象不和酸性氣體反應似乎可以干燥酸性氣體,但它不能干燥鹵化氫(HCl HBr),因會發生復雜的化學反應中學階段沒學;再者它也不能干燥NH3,因它可以和NH3形成復雜的配位化合物。總之這類干燥劑一般主要是干燥中性氣體.
另:①,干燥劑的選擇既要看干燥劑的性質還要看所干燥物質的性質,如濃硫酸是酸所以不能干燥堿性氣體;另外濃硫酸還具有強氧化性,因此不能用來干燥還原性的物質如H2S,HI,HBr等
②對液體干燥劑來說一般裝在洗氣瓶中(氣體從長管進,短管出).而固體干燥劑裝在干燥管或U形管中.
用途
氫氧化鈉在國民經濟中有廣泛應用,許多工業部門都需要燒堿。使用燒堿最多的部門是化學藥品的制造部門,其次是造紙、煉鋁、煉鎢、人造絲、人造棉和肥皂制造部門。另外,在生產染料、塑料、藥劑及有機中間體,舊橡膠的再生,制鈉、水的電解以及無機鹽生產中,制取硼砂、鉻鹽、錳酸鹽、磷酸鹽等,也要使用大量的燒堿。工業用氫氧化鈉應符合國家標準GB 209-93;工業用離子交換膜法氫氧化鈉應符合國家標準GB/T 11199-89;化纖用氫氧化鈉應符合國家標準GB 11212-89;食用氫氧化鈉應符合國家標準GB 5175-85。
對人傷害
它對蛋白質有溶解作用,有強烈刺激性和腐蝕性。用0.02%溶液滴入兔眼,可引起角膜上皮損傷。小鼠腹腔內LD50: 40 mg/kg,兔經口LD50:500 mg/kg。粉塵刺激眼和呼吸道,腐蝕鼻中隔;濺到皮膚上,尤其是濺到黏膜,可產生軟痂,并能滲入深層組織,灼傷后留有瘢痕;濺入眼內,不僅損傷角膜,而且可使眼睛深部組織損傷,嚴重者可致失明;誤服可造成消化道灼傷,絞痛、粘膜糜爛、嘔吐血性胃內容物、血性腹瀉,有時發生聲啞、吞咽困難、休克、消化道穿孔,后期可發生胃腸道狹窄。
防護辦法
大量接觸堿石灰時應佩帶防護用具,工作服或工作帽應用棉布或適當的合成材料制作。操作人員工作時必須穿戴工作服、口罩、防護眼鏡、橡皮手套、橡皮圍裙、長統膠靴等勞保用品。應涂以中性和疏水軟膏于皮膚上。接觸片狀或粒狀堿石灰時,工作場所應有通風裝置,室內空氣中最大允許濃度為中國MAC 0.5mg/立方米(以氫氧化鈉計),美國ACGIH TLVC 2mg/m3。可能接觸其粉塵時,必須佩戴頭罩型電動送風過濾式防塵呼吸器。必要時,佩戴空氣呼吸器。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴頭罩型電動送風過濾式防塵呼吸器,穿橡膠耐酸堿服,戴橡膠耐酸堿手套。遠離易燃、可燃物。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。稀釋或制備溶液時,應把堿加入水中,避免沸騰和飛濺。
包裝儲運
堿石灰的包裝儲運:
堿石灰一般采用25kg三層塑編袋,內層和外層為塑料編織袋,中間一層為塑料內膜袋。片堿被《常用危險化學品的分類及標志 (GB 13690-92)》劃為第8.2 類堿性腐蝕品,屬八級危險品,危規編碼:1823。危險貨物分類及編號堿性腐蝕品,其編號是:82501。應貯存在通風、干燥的庫房或貨棚內。包裝容器要完整、密封。不得與易燃物和酸類共貯混運。運輸過程中要注意防潮、防雨。失火時,可用水、砂土和各種滅火器撲救,但消防人員應注意水中溶入氫氧化鈉后的腐蝕性。
物化性質 純品為無色透明晶體,相對密度2.130。熔點318.4℃。沸點1390℃。市售燒堿有固態和液態兩種:純固體燒堿呈白色,有塊裝、片狀、棒狀、粒狀,質脆;純液體燒堿為無色透明液體。固體燒堿有很強的吸濕性。易溶于水,溶解時放熱,水溶液呈堿性,有滑膩感;溶于乙醇和丙三醇;不溶于丙酮[tóng]、乙醚。腐蝕性極強,對纖維、皮膚、玻璃、陶瓷等有腐蝕作用。與金屬鋁和鋅、非金屬硼和硅等反應放出氫;與氯、溴、碘等鹵族元素發生歧化反應;與酸類起中和作用而生成鹽和水。
保存固體氫氧化鈉時要注意把封嚴,防止暴露在空氣中吸收水分潮解或與二氧化碳。在用玻璃瓶盛放片堿或者其他形態的氫氧化鈉時,不可用玻璃瓶塞,應換用膠塞,因氫氧化鈉會與玻璃中的二氧化硅反應生成硅酸鈉導致瓶塞與瓶體粘接不易打開。
生產方法
堿石苛化法先將天然堿粉碎、溶解、澄清,再將石灰乳加入清液中進行苛化反應;苛化液澄清后所得清液經一次蒸發,過濾除去雜質鹽;濾液經二次蒸發后,再過濾除鹽;最后濾液熬制成燒堿。
NaHO?+Ca(OH)?→氫氧化鈉+H?O+CaCO?↓2純堿苛化法先將純堿溶于水,與生石灰乳混合進行苛化反應。苛化液澄清后,清液蒸發濃縮至一定濃度的液體產品,將濃縮液進一步熬濃可得固體產品。
Na?CO?+Ca(OH)?→2NaOH+CaCO?↓3.隔膜電解法將原鹽(食鹽)溶于水(化鹽)后,分別加入適量的純堿、燒堿和氯化鋇,以除去鈣、鎂和硫酸根離子。為加速沉淀,可加入苛化皮類沉淀劑。鹽泥過濾、洗滌,洗水用于化鹽。澄清液經砂濾后,用鹽酸中和,經預熱后進人電解槽電解。電解液經預蒸發后過濾除去氯化鈉等鹽,最后熬制成固體氫氧化鈉。2NaCl+2H?O[電解]→2NaOH+Cl?↑+H?↑;
工業上生產燒堿的方法有苛化法和電解法兩種。
苛化法按原料不同分為純堿苛化法和堿石苛化法;電解法可分為隔膜電解法和離子交換膜法。純堿苛化法將純堿、石灰分別經化堿制成純堿溶液、化灰制成石灰乳,于99~101℃進行苛化反應,苛化液經澄清、蒸發濃縮至40%以上,制得液體燒堿。將濃縮液進一步熬濃固化,制得固體燒堿成品。
苛化泥用水洗滌,洗水用于化堿。其Na?CO?+Ca(OH)?→2NaOH+CaCO?天然堿苛化法天然堿經粉碎、溶解(或者堿鹵)、澄清后加人石灰乳在95~100℃進行苛化,苛化液經澄清、蒸發濃縮至NaOH濃度46%左右、清液冷卻、析鹽后進一步熬濃.制得固體燒堿成品。苛化泥用水洗滌,洗水用于溶解天然堿。
其Na?CO?+Ca(OH)?→2氫氧化鈉+CaCO?↓NaHCO?+Ca(OH)?→NaOH+CaCO?↓+H?O隔膜電船法將原鹽化鹽后加入純堿、燒堿、氯化精制劑除去鈣、鎂、硫酸根離子等雜質,再于澄清槽中加入聚丙烯酸鈉或苛化麩皮以加速沉淀,砂濾后加入鹽酸中和,鹽水經預熱后送去電解,電解液經預熱、蒸發、分鹽、冷卻,制得液體燒堿,進一步熬濃即得固體燒堿成品。
鹽泥洗水用于化鹽。其2NaCl+2H?O[電解]→2NaOH+Cl?↑+H?↑離子交換膜法將原鹽化鹽后按傳統的辦法進行鹽水精制,把一次精鹽水經微孔燒結碳素管式過濾器進行過濾后,再經合離子交換樹脂塔進行二次精制,使鹽水中鈣、鎂含量降到0.002%以下,將二次精制鹽水電解,于陽極室生成氯,陽極室鹽水中的Na+通過離子膜進入陰極室與陰極室的0H生成氫氧化鈉,H+直接在陰極上放電生成氫氣。
電解過程中向陽極室加入適量的高純度鹽酸以中和返遷的OH-,陰極室中應加入所需純水。在陰極室生成的高純燒堿濃度為30%~32%(質量),可以直接作為液堿產品,也可以進一步熬濃,制得周體燒堿成品。其2NaCl+2H?O→2NaOH+H?↑+Cl?↑。
參考資料 >
半數致死劑量.術語在線.2025-07-27