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文檔簡介

1、索爾維制堿法與索爾維制堿法與侯氏制堿法(也叫做氨堿法與聯侯氏制堿法(也叫做氨堿法與聯堿法)堿法) 無水碳酸鈉,俗名純堿、蘇打。它是玻璃、造紙、肥皂、洗滌劑、紡織、制革等工業的重要原料,還常用作硬水的軟化劑,也用于制造鈉的化合物。它的工業制法主要有氨堿法和聯合制堿法兩種。 一、氨堿法(又稱索爾維法)一、氨堿法(又稱索爾維法)它是比利時工程師蘇爾維(它是比利時工程師蘇爾維(18381922)于)于1892年發明的純堿制法。他以年發明的純堿制法。他以食鹽(氯化鈉)、石灰石(經煅燒生成生食鹽(氯化鈉)、石灰石(經煅燒生成生石灰和二氧化碳)、氨氣為原料來制取純石灰和二氧化碳)、氨氣為原料來制取純堿。先使

2、氨氣通入飽和食鹽水中而成氨鹽堿。先使氨氣通入飽和食鹽水中而成氨鹽水,再通入二氧化碳生成溶解度較小的碳水,再通入二氧化碳生成溶解度較小的碳酸氫鈉沉淀和氯化銨溶液。其化學反應原酸氫鈉沉淀和氯化銨溶液。其化學反應原理是:理是:NaClNH3H2OCO2NaHCO3NH4Cl氨堿法的優點是:原料(食鹽和石灰石)便宜;產品氨堿法的優點是:原料(食鹽和石灰石)便宜;產品純堿的純度高;副產品氨和二氧化碳都可以回收循環純堿的純度高;副產品氨和二氧化碳都可以回收循環使用;制造步驟簡單,適合于大規模生產。但氨堿法使用;制造步驟簡單,適合于大規模生產。但氨堿法也有許多缺點:首先是兩種原料的成分里都只利用了也有許多缺

3、點:首先是兩種原料的成分里都只利用了一半一半食鹽成分里的鈉離子(食鹽成分里的鈉離子(Na)和石灰石成)和石灰石成分里的碳酸根離子(分里的碳酸根離子(CO32)結合成了碳酸鈉,可)結合成了碳酸鈉,可是食鹽的另一成分氯離子(是食鹽的另一成分氯離子(Cl)和石灰石的另一成)和石灰石的另一成分鈣離子(分鈣離子(Ca2)卻結合成了沒有多大用途的氯化)卻結合成了沒有多大用途的氯化鈣(鈣(CaCl2),因此如何處理氯化鈣成為一個很大的),因此如何處理氯化鈣成為一個很大的負擔。氨堿法的最大缺點還在于原料食鹽的利用率只負擔。氨堿法的最大缺點還在于原料食鹽的利用率只有有7274,其余的食鹽都隨著氯化鈣溶液作為,其

4、余的食鹽都隨著氯化鈣溶液作為廢液被拋棄了,這是一個很大的損失。廢液被拋棄了,這是一個很大的損失。二、聯合制堿法(又稱侯氏制堿法)二、聯合制堿法(又稱侯氏制堿法)它是我國化學工程專家侯德榜它是我國化學工程專家侯德榜(18901974)于)于1943年創立的。年創立的。是將氨堿法和合成氨法兩種工藝聯合是將氨堿法和合成氨法兩種工藝聯合起來,同時生產純堿和氯化銨兩種產起來,同時生產純堿和氯化銨兩種產品的方法。原料是食鹽、氨和二氧化品的方法。原料是食鹽、氨和二氧化碳碳合成氨廠用水煤氣制取氫氣時合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣。其化學反應原理是:的廢氣。其化學反應原理是:CH2OCOH2COH2OCO2H

5、2聯合制堿法包括兩個過程:第一個過程與氨堿法相同,聯合制堿法包括兩個過程:第一個過程與氨堿法相同,將氨通入飽和食鹽水而成氨鹽水,再通入二氧化碳生將氨通入飽和食鹽水而成氨鹽水,再通入二氧化碳生成碳酸氫鈉沉淀,經過濾、洗滌得成碳酸氫鈉沉淀,經過濾、洗滌得NaHCO3微小晶體,微小晶體,再煅燒制得純堿產品,其濾液是含有氯化銨和氯化鈉再煅燒制得純堿產品,其濾液是含有氯化銨和氯化鈉的溶液。第二個過程是從含有氯化銨和氯化鈉的濾液的溶液。第二個過程是從含有氯化銨和氯化鈉的濾液中結晶沉淀出氯化銨晶體。由于氯化銨在常溫下的溶中結晶沉淀出氯化銨晶體。由于氯化銨在常溫下的溶解度比氯化鈉要大,低溫時的溶解度則比氯化鈉

6、小,解度比氯化鈉要大,低溫時的溶解度則比氯化鈉小,而且氯化銨在氯化鈉的濃溶液里的溶解度要比在水里而且氯化銨在氯化鈉的濃溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低溫條件下,向濾液中加入的溶解度小得多。所以在低溫條件下,向濾液中加入細粉狀的氯化鈉,并通入氨氣,可以使氯化銨單獨結細粉狀的氯化鈉,并通入氨氣,可以使氯化銨單獨結晶沉淀析出,經過濾、洗滌和干燥即得氯化銨產品。晶沉淀析出,經過濾、洗滌和干燥即得氯化銨產品。此時濾出氯化銨沉淀后所得的濾液,已基本上被氯化此時濾出氯化銨沉淀后所得的濾液,已基本上被氯化鈉飽和,可回收循環使用。其工業生產的簡單流程如鈉飽和,可回收循環使用。其工業生產的簡單流程

7、如圖所示。圖所示。聯合制堿法與氨堿法比較,其最大的優點是使聯合制堿法與氨堿法比較,其最大的優點是使食鹽的利用率提高到食鹽的利用率提高到96以上,應用同量的食以上,應用同量的食鹽比氨堿法生產更多的純堿。另外它綜合利用鹽比氨堿法生產更多的純堿。另外它綜合利用了氨廠的二氧化碳和堿廠的氯離子,同時,生了氨廠的二氧化碳和堿廠的氯離子,同時,生產出兩種可貴的產品產出兩種可貴的產品純堿和氯化銨。將氨純堿和氯化銨。將氨廠的廢氣二氧化碳,轉變為堿廠的主要原料來廠的廢氣二氧化碳,轉變為堿廠的主要原料來制取純堿,這樣就節省了堿廠里用于制取二氧制取純堿,這樣就節省了堿廠里用于制取二氧化碳的龐大的石灰窯;將堿廠的無用的

8、成分氯化碳的龐大的石灰窯;將堿廠的無用的成分氯離子(離子(Cl)來代替價格較高的硫酸固定氨廠)來代替價格較高的硫酸固定氨廠里的氨,制取氮肥氯化銨。從而不再生成沒有里的氨,制取氮肥氯化銨。從而不再生成沒有多大用處,又難于處理的氯化鈣,減少了對環多大用處,又難于處理的氯化鈣,減少了對環境的污染,并且大大降低了純堿和氮肥的成本,境的污染,并且大大降低了純堿和氮肥的成本,充分體現了大規模聯合生產的優越性。充分體現了大規模聯合生產的優越性。1.1.反應的條件:濃硫酸、加熱。反應的條件:濃硫酸、加熱。2.2.反應的實質:酸脫羥基,醇脫氫,其余部分相互反應的實質:酸脫羥基,醇脫氫,其余部分相互結合成酯。結合

9、成酯。實驗探究實驗探究 乙酸和乙醇的酯化反應乙酸和乙醇的酯化反應3.反應裝置反應裝置4.4.反應的特點反應的特點 (1 1)屬于取代反應)屬于取代反應 (2 2)酯化反應和酯的水解反應,互為可逆反應,)酯化反應和酯的水解反應,互為可逆反應,但酯化反應用濃但酯化反應用濃H H2 2SOSO4 4作催化劑,而酯的水解用稀作催化劑,而酯的水解用稀H H2 2SOSO4 4作催化劑。作催化劑。【實驗探究【實驗探究1 1】可用圖示裝置制取少可用圖示裝置制取少 量乙酸乙酯量乙酸乙酯( (酒精燈等在圖中均已酒精燈等在圖中均已 略去)。請填空:略去)。請填空: (1)(1)試管試管a a中需要加入濃硫酸、冰醋

10、中需要加入濃硫酸、冰醋 酸和乙醇各酸和乙醇各2 2 mLmL, ,正確的加入順序正確的加入順序 及操作是及操作是_。 (2)(2)為防止為防止a a中的液體在實驗時發生暴沸中的液體在實驗時發生暴沸, ,在加熱前在加熱前 應采取的措施是應采取的措施是_。 (1)先加入乙醇,然后邊搖動試管邊慢慢加入先加入乙醇,然后邊搖動試管邊慢慢加入濃硫酸,再加入濃硫酸,再加入冰醋酸冰醋酸(2)(2)在試管在試管a a中加入幾粒沸石(或碎瓷片)中加入幾粒沸石(或碎瓷片)(5 5)反應結束后,振蕩試管)反應結束后,振蕩試管b b,靜置。觀察到的現象,靜置。觀察到的現象 是是 。 (3) (3)實驗中加熱試管實驗中加

11、熱試管a a的目的是:的目的是: _; _; _。 (4)(4)試管試管b b中加有飽和中加有飽和NaNa2 2COCO3 3溶液溶液, ,其作用是其作用是_ _ _ _。 加快反應速率加快反應速率及時將產物乙酸乙酯蒸出,及時將產物乙酸乙酯蒸出,以利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移動以利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移動吸收隨乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇并減少乙吸收隨乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇并減少乙酸乙酸乙酯的溶解酯的溶解b中的液體分層,上層是透明的油狀液體中的液體分層,上層是透明的油狀液體(2)(2)在試管在試管a a中加入幾粒沸石(或碎瓷片)中加入幾粒沸石(或碎瓷片)(3)(3)加快反應速率加快反應速率 及時將產物乙酸乙酯蒸出,及時將產物乙酸乙酯蒸出, 以利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移動以利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移動(4)(4)吸收隨乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇并減少乙吸收隨

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