氨碱法

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索尔维制碱法工厂,位于索尔维市(纽约州)英语Solvay, New York; the Erie Canal passed through this plant until about 1917. From the Solvay Process collection of the Solvay, New York, Public Library.
索尔维制碱法的原理。每个圆圈代表一个反应。
索尔维制碱法作为在化学工业一个循环过程的一个例子(绿色=反应物,黑色=中间体,红色=产品)

氨碱法(又称“索尔维制碱法”)是1861年比利时工业化学家欧内斯特·索尔维Ernest Solvay,1832-1922)发明的用氨水来使氯化钠转变为碳酸钠的方法。[1] 索尔维反应在一个高塔中完成。

索尔维法是工业生产碳酸钠的主要方法。此法于19世纪60年代由索尔维公司实现现代化生产。此法原料便宜且易得:盐卤(来自井盐或海盐)和石灰石(开采自石灰石矿)。全世界2005年碳酸钠产量估计为420亿千克。碳酸钠产量的75%源于基于索尔维法的化工厂,其余为天然矿采集而来。

主要反应方程式[编辑]

在底部,碳酸钙(石灰石)被加热来获取二氧化碳:

CaCO3CaO + CO2 (II)

在顶部,浓缩的氯化钠和氨水进入塔中。当二氧化碳通过液体时,小苏打沉淀出来:

NaCl + NH3 + CO2 + H2ONaHCO3 + NH4Cl (I)

小苏打在高温下转换为碳酸钠,释放出水和二氧化碳:

2 NaHCO3 -高温→ Na2CO3 + H2O + CO2 (IV)

同时,第二个反应的副产品氯化铵与第一个反应的副产品氢氧化钙反应生成氨水:

CaO + H2OCa(OH)2
Ca(OH)2 + 2 NH4ClCaCl2 + 2 NH3 + 2 H2O (III)

二氧化碳从步骤(Ⅳ)被回收后,再被用于在步骤(I)中。因为索尔维反应循环使用了氨水,它只需要食盐和石灰石,并且氯化钙是唯一主要的废品,可被出售作为道路盐。 这使它比其他反应经济很多,并且很快成为国际上通用的制造纯碱的方法。到1900年时,90%的碳酸钠使用氨碱法制造,而最后一个勒布朗制碱法工厂在1920年代初期关闭了。

参见[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ Kiefer, David M. Soda Ash, Solvay Style. Today's Chemist at Work. February 2002, 11 (2): 87–88 (英文). 

外部链接[编辑]