名詞解釋
主要作為
乾燥劑(其中氧化鈣起到乾燥作用),可用來乾燥中性氣體比如氧氣,也可用於乾燥鹼性氣體氨氣。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,這種乾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(主要成分為二氧化矽)發生反應腐蝕儀器。實驗室製取少量甲烷可以用鹼石灰和
乙酸鈉(
醋酸鈉)共熱,生成
碳酸鈉和甲烷。
化學成分
鹼石灰的主要成分: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%)。(高中教材中的氧化鈣與氫氧化鈉和水是鹼石灰的代替品)
工業鹼石灰是煅燒鹼石(即Na2CO3·NaHCO3·2H2O,富鉀鈉的石灰石)獲得Na2O.CaO或K2O.CaO產品,澄清水溶液濃縮製成燒鹼.
在不同化學反應中起的作用不同:
碳酸鹽加熱分解能產生CO
2,只有(NH
4)
2CO
3或NH
4HCO
3,其分解產生的
混合氣體通過鹼石灰後,CO
2和H
2O被吸收,可得到純淨的NH
3。(起乾燥作用)
運用其乾燥作用能實現氣體除雜,如NH3(H2O)
鹼石灰還可以除去SO
2,H
2S,HCl,CO
2 等
酸性氣體國中常用的乾燥劑有酸性\鹼性\中性之分
乾燥劑顧名思義就是用來乾燥用的(中學常見的是乾燥氣體當然也可乾燥液體,中學不常見),當然根據乾燥劑的性質不同乾燥的物質類型也不同.
常見的乾燥劑(括弧中為乾燥劑的狀態):
酸性乾燥劑:
濃硫酸(H
2SO
4),五氧化二磷(P
2O5)等;主要乾燥酸性或中性氣體
如SO2,CO2,CO,NO2,O2,NO,H2,N2
鹼性乾燥劑:鹼石灰(CaO),NaOH等;主要乾燥鹼性或中性氣體
如NH3,CO,O2,N2,H2,PH3
中性乾燥劑:CaCl
2(s),MgSO
4(s)等;這類乾燥劑不常用因為很複雜,如CaCl
2(s),看上去好像不和
酸性氣體反應似乎可以乾燥酸性氣體,但它不能幹燥鹵化氫(HCl HBr),因會發生複雜的化學反應中學階段沒學;再者它也不能幹燥NH
3,因它可以和NH
3形成複雜的絡合物.總之這類乾燥劑一般主要是乾燥中性氣體.
另:①,乾燥劑的選擇既要看乾燥劑的性質還要看所乾燥物質的性質,如
濃硫酸是酸所以不能幹燥鹼性氣體;另外濃硫酸還具有強
氧化性,因此不能用來乾燥
還原性的物質如H
2S,HI,HBr等
②對液體乾燥劑來說一般裝在洗氣瓶中(氣體從長管進,短管出).而固體乾燥劑裝在乾燥管或U形管中。
錯誤認識
認為鹼石灰是氫氧化鈉和氧化鈣的混合物是一種誤解,可能源於“制鹼石灰實驗”,即在氫氧化鈉溶液中加入氧化鈣,加熱,製成鹼石灰。鹼石灰可以由氫氧化鈉和氧化鈣製成,只是代替,而沒說就是二者。但考試的時候還是儘量寫氫氧化鈉和氧化鈣的混合物。製備甲烷時,鹼石灰中的生石灰並不參加反應,但生石灰可稀釋混合物的濃度,使混合物疏鬆,使生成的甲烷易於外逸,同時也減少了固體NaOH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.製備甲烷時鹼石灰的作用是提供反應物NaOH和乾燥劑(CaO)。
用途
作實驗乾燥劑
對人體的傷害
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LDLo: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,並能滲入深層組織,灼傷後留有瘢痕;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、黏膜糜爛、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,後期可發生胃腸道狹窄。
防護辦法
大量接觸鹼石灰時應佩帶防護用具,工作服或工作帽套用棉布或適當的合成材料製作。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。應塗以中性和疏水軟膏於皮膚上。接觸片狀或粒狀鹼石灰時,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 0.5毫克/米3(以NaOH計),美國ACGIH TLVC 2毫克/米3。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,穿橡膠耐酸鹼服,戴橡膠耐酸鹼手套。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。稀釋或製備溶液時,應把鹼加入水中,避免沸騰和飛濺。
包裝儲運
鹼石灰的包裝儲運:
鹼石灰一般採用25kg三層塑編袋,內層和外層為塑膠編織袋,中間一層為塑膠內膜袋。片鹼被《常用危險化學品的分類及標誌 (GB 13690-92)》劃為第8.2 類鹼性腐蝕品,屬八級危險品,危規編碼:1823。應貯存在通風、乾燥的庫房或貨棚內。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燒鹼後的腐蝕性。
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℃。市售燒鹼有固態和液態兩種:純固體燒鹼呈白色,有塊裝、片狀、棒狀、粒狀,質脆;純液體燒鹼為無色透明液體。固體燒鹼有很強的吸濕性。易溶於水,溶解時放熱,水溶液呈鹼性,有滑膩感;溶於乙醇和甘油;不溶於
丙酮、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、非金屬硼和矽等反應放出氫;與氯、溴、碘等鹵素髮生歧化反應;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
玻璃瓶盛放片鹼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
二氧化矽反應生成矽酸鈉導致瓶塞與瓶體粘接不易打開。
生產方法
天然鹼苛化法先將天然鹼粉碎、溶解、澄清,再將石灰乳加入清液中進行苛化反應;苛化液澄清後所得清液經一次蒸發,過濾除去雜質鹽;濾液經二次蒸發後,再過濾除鹽;最後濾液熬製成燒鹼。
NaHCO
3+Ca(OH)
2→NaOH+H
2O+CaCO
3↓2
純鹼苛化法先將純鹼溶於水,與石灰乳混合進行苛化反應。苛化液澄清後,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
2CO
3+Ca(OH)
2→2NaOH+CaCO
3↓3.隔膜電解法將原鹽(食鹽)溶於水(化鹽)後,分別加入適量的純鹼、
燒鹼和氯化鋇,以除去鈣、鎂和硫酸根離子。為加速沉澱,可加入苛化麩皮類沉澱劑。鹽泥過濾、洗滌,洗水用於化鹽。澄清液經砂濾後,用鹽酸中和,經預熱後進人電解槽電解。電解液經預蒸發後過濾除去氯化鈉等鹽,最後熬製成固體燒鹼。2NaCl+2H
2O[電解] →2NaOH+Cl
2↑+H
2↑;
工業上生產燒鹼的方法有苛化法和電解法兩種。
苛化法按原料不同分為純鹼苛化法和天然鹼苛化法;電解法可分為隔膜電解法和離子交換膜法。純鹼苛化法將純鹼、石灰分別經化鹼製成純鹼溶液、化灰製成石灰乳,於99~101℃進行苛化反應,苛化液經澄清、蒸發濃縮至40%以上,製得液體燒鹼。將濃縮液進一步熬濃固化,製得固體燒鹼成品。
苛化泥用水洗滌,洗水用於化鹼。其Na2CO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaCO3天然鹼苛化法 天然鹼經粉碎、溶解(或者鹼鹵)、澄清後加人石灰乳在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、析鹽後進一步熬濃.製得固體燒鹼成品。苛化泥用水洗滌,洗水用於溶解天然鹼。
其Na2CO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaCO3↓ NaHCO3+Ca(OH)2→NaOH+CaCO3↓+H2O隔膜電船法將原鹽化鹽後加入純鹼、燒鹼、氯化鋇精製劑除去鈣、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澱,砂濾後加入鹽酸中和,鹽水經預熱後送去電解,電解液經預熱、蒸發、分鹽、冷卻,製得液體燒鹼,進一步熬濃即得固體燒鹼成品。
鹽泥洗水用於化鹽。其2NaCl+2H2O[電解] →2NaOH+Cl2↑+H2↑離子交換膜法將原鹽化鹽後按傳統的辦法進行鹽水精製,把一次精鹽水經微孔燒結碳素管式過濾器進行過濾後,再經螫合離子交換樹脂塔進行二次精製,使鹽水中鈣、鎂含量降到0.002%以下,將二次精製鹽水電解,於陽極室生成氯氣,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鹼濃度為30%~32%(質量),可以直接作為液鹼產品,也可以進一步熬濃,製得固體燒鹼成品。其2NaCl+2H2O→2NaOH+H2↑+Cl2↑。