碳酸钠(Na2CO3)的制备方法主要有以下几种:

氨碱法

步骤

1. 用氨水调节食盐水溶液的pH值,使其呈碱性。

2. 向碳化器中加入食盐水溶液,并加热至约55°C。

3. 同时,通过蒸氨机将氨气输入碳化器,反应产生气态的一氧化碳和水蒸气。

4. 反应生成的一氧化碳与食盐水中的氯离子结合,生成氯化碳。

5. 氯化钠和碳酸钙按比例混合,加入到反应器中,在高温和高压下反应,生成碳酸钠和氯化钙。

6. 经过沉淀和离子交换工艺,最终得到纯度高的碳酸钠。

纯碱法

步骤

1. 向反应器中加入食盐水溶液和苏打灰(碳酸钠),控制温度和搅拌速度,进行反应。

2. 反应产生氢氧化钠和氯化钠。

3. 离心分离出氢氧化钠,再用二氧化碳气体通入生成碳酸钠。

天然碱法

步骤

在天然盐湖中,存在大量的碳酸钠。通过加热、过滤等处理方法,提取碳酸钠。

侯氏制碱法

步骤

1. 氨气与水和二氧化碳反应生成碳酸氢铵。

2. 碳酸氢铵与氯化钠反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵。

3. 过滤得到碳酸氢钠固体。

4. 加热碳酸氢钠,生成碳酸钠、水和二氧化碳。

5. 二氧化碳气体可以循环利用,剩余母液通过降温,利用氯化铵溶解度随温度下降而下降的原理,将氯化铵沉淀出来,母液中补充食盐和氨气后循环使用。

这些方法中,氨碱法和侯氏制碱法是工业生产中最常用的方法,它们利用了不同的化学反应和工艺,实现了碳酸钠的高效生产。实验室制备碳酸钠则可以通过在氢氧化钠溶液中通入二氧化碳来实现。