在人工合成纯碱之前,古代就发现某些海藻晾晒后,纯碱平板玻璃,烧成的灰烬中含有碱类,用热水浸取、滤清后可得褐色碱液用于洗涤。大量的天然碱来自矿物,以地下埋藏或碱水湖为主。以沉积层存在的天然碱矿品位较高,分布甚广。早发明人工合成纯碱方法是18世纪末,法国路布兰用芒硝加石灰石和煤在高温下还原并进行碳酸化,得到以含Na2CO3为主的粗制品-黑灰,经过浸取、蒸发、精制、再结晶、烘干,纯碱,获得纯度约为97%的重质纯碱。1861年,纯碱轻日化工,比利时E.索尔维独自发明了并获得过专利。由于技术秘密保护一直未能大范围应用,20世纪20年代才从美国突破,尤其是中国有名的化工专家侯德榜于1932年出版了《纯碱制造》一书,将保密70年,索尔维法公布于世。侯德榜还与1939-1942创建了侯氏制碱法,并在 四川建立了中试车间。1952年在大连化工厂设立了联合制碱车间。日本旭硝子公司推出的NA法,实质上是联碱和氨碱的折中法。可随意调节纯碱与氯化铵的比例。
碳酸钠的水溶液呈强碱性(pH=11.6)且有一定的腐蚀性,纯碱生产厂家,能与酸发生复分解反应,也能与一些钙盐、钡盐发生复分解反应。含有结晶水的碳酸钠有3种:Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O 和 Na2CO3·10H2O。
性状碳酸钠常温下为白色无气味的粉末或颗粒。有吸水性,露置空气中逐渐吸收 1mol/L水分(约=15%)。其水合物有Na2CO3·H2O,Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O。溶解性碳酸钠易溶于水和甘油。20℃时每一百克水能溶解20克碳酸钠,35.4℃时溶解度大,100克水中可溶解49.7克碳酸钠,微溶于无水乙醇。溶液显碱性,能使酚酞变红。
中文名 碳酸钠 外文名 Sodium Carbonate 俗 名 苏打、纯碱、洗涤碱 化学式 Na2CO3
密 度 2.532g/cm3 熔 点 851℃
分解温度 744℃ 分子量 105.99
CAS号 497-19-8 EINECS号 207-838-8;231-867-5沸 点 1600℃
GB210.1-2004 纯碱
Ⅰ类:重质碳酸钠
Ⅱ类:一般碳酸钠
指标项目 Ⅰ类 Ⅱ类
优等品 优等品 一等品 合格品
总碱量(以干基的Na2CO3的质量分数计)/ % ≥
总碱量(以湿基的Na2CO3的质量分数计)a/ % ≥ 99.4
98.1 99.2
97.9 98.8
97.5 98.0
96.7
氯化钠(以干基的NaCl的质量分数计)/ % ≤ 0.30 0.70 0.90 1.20
铁(Fe)的质量分数(以干基计)/ % ≤ 0.003 0.0035 0.006 0.010
硫酸盐(以干基的SO4的质量分数计)/ % ≤ 0.03 0.03b
水不溶物的质量分数/ % ≤ 0.02 0.03 0.10 0.15
堆积密度c / (g/mL) ≥ 0.85 0.90 0.90 0.90
粒度c,筛余物/ % 180μm ≥ 75.0 70.0 65.0 60.0
1.18mm ≤ 2.0