氢氧化钠制备方法及应用领域可行性研究
第一节 氢氧化钠的概念
氢氧化钠,化学式为NaOH,俗称烧碱、火碱、苛性钠,为一种具有强腐蚀性的强碱,一般为片状或块状形态,易溶于水(溶于水时放热)并形成碱性溶液,另有潮解性,易吸取空气中的水蒸气(潮解)和二氧化碳(变质),可加入盐酸检验是否变质。(可行性
研究)
NaOH是化学实验室其中一种必备的化学品,亦为常见的化工品之一。纯品是无色透明的晶体。密度2.130g/cm³。熔点318.4℃。沸点1390℃。工业品含有少量的氯化钠和碳酸钠,是白色不透明的晶体。有块状,片状,粒状和棒状等。式量39.997。
氢氧化钠在水处理中可作为碱性清洗剂,溶于乙醇和甘油;不溶于丙醇、乙醚。与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应。与酸类起中和作用而生成盐和水。
1787年,医生Nicolas Leblanc(1762-1806)发明了用食盐制取氢氧化钠的合适工艺,并进行了大规模生产。
1887年,瑞典化学家阿伦尼乌斯创立了酸碱电离理论(即水溶液酸碱理论),他提出酸即在水溶液中凡是电离产生的阳离子全部都是氢离子的物质,碱即在水溶液中凡是电离产生的阴离子全部都是氢氧根离子的物质。从此氢氧化钠的碱性得到了明确的定义。
第三节 氢氧化钠制备方法
工业制法
工业上生产烧碱的方法有苛化法、电解法和离子交换膜法三种。
苛化法
将纯碱、石灰分别经化碱制成纯碱溶液、石灰制成石灰乳,于99~101℃进行苛化反应,苛化液经澄清、蒸发浓缩至40%以上,制得液体烧碱。将浓缩液进一步熬浓固化,制得固体烧碱成品。苛化泥用水洗涤,洗水用于化碱。
隔膜电解法
将原盐化盐后加入纯碱、烧碱、氯化钡精制剂除去钙、镁、硫酸根离子等杂质,再于澄清槽中加入聚丙烯酸钠或苛化麸皮以加速沉淀,砂滤后加入盐酸中和,盐水经预热后送去电解,电解液经预热、蒸发、分盐、冷却,制得液体烧碱,进一步熬浓即得固体烧碱成品。盐泥洗水用于化盐。
离子交换膜法
将原盐化盐后按传统的办法进行盐水精制,把一次精盐水经微孔烧结碳素管式过滤器进行过滤后,再经螫合离子交换树脂塔进行二次精制,使盐水中钙、镁含量降到0.002%以下,将二次精制盐水电解,于阳极室生成氯气,阳极室盐水中的Na+通过离子膜进入阴极室与阴极室的OH生成氢氧化钠,H+直接在阴极上放电生成氢气。电解过程中向阳极室加入适量的高纯度盐酸以中和返迁的OH-,阴极室中应加入所需纯水。在阴极室生成的高纯烧碱浓度为30%~32%(质量),可以直接作为液碱产品,也可以进一步熬浓,制得固体烧碱成品。
第四节 氢氧化钠应用领域
(1)精炼石油。石油产品经硫酸洗涤后,还含有一些酸性物质必须用氢氧化钠溶液洗涤,再经水洗,才能得到精制产品。
(2)造纸。造纸的原料是木材或草类植物,这些植物里除含纤维素外,还含有相当多的非纤维素(木质素、树胶等)。加入稀的氢氧化钠溶液可将非纤维素成分溶解而分离,从而制得以纤维素为主要成分的纸浆。
(3)纺织。人造纤维如人造棉、人造毛、人造丝等,大都是粘胶纤维,它们是用纤维素(如纸浆)、氢氧化钠、二硫化碳(CS2)为原料,制成粘胶液、经喷丝、凝结而制得。
(4)印染。棉织品用烧碱溶液处理后,能除去覆盖在棉织品上的腊质、油脂、淀粉等物质,同时能增加织物的丝光色泽,使染色更均匀。
(5)用石灰改良土壤。在土壤里,由于有机物在分解过程中会生成有机酸,矿物的风化也可能产生酸性物质。另外,使用无机肥料如硫酸铵、氯化铵等,也会使土壤呈酸性。施用适量石灰能中和土壤里的酸性物质,使土壤适合作物生长,并促进微生物的繁殖。土壤中Ca2+增加后,能促使土壤胶体凝结,有利于形成团粒,同时又可供给植物生长所需的钙素。
(6)制造肥皂。肥皂的主要成分是高级脂肪酸的钠盐,通常用油脂和氢氧化钠为原料经过皂化反应而制成。
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