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碳酸钠
物理性质
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℃时溶解度最大,100克水中可溶解49.7克碳酸钠,微溶于无水乙醇,难溶于丙醇。
溶液显碱性,能使酚酞变红。
化学性质
碳酸钠的水溶液呈强碱性(pH=11.6)且有一定的腐蚀性,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。
稳定性
稳定性较强,但高温下也可分解,生成氧化钠和二氧化碳:
长期暴露在空气中能吸收空气中的水分及二氧化碳,生成碳酸氢钠,并结成硬块:
碳酸钠的结晶水合物石碱(Na2CO3·10H2O)在干燥的空气中易风化:
热力学函数
在(298.15K,100k)的热力学函数:
状态:s
标准摩尔生成热ΔfHmθ(kJ·mol-1):-1130.8
标准摩尔生成吉布斯自由能ΔfGmθ(kJ·mol-1):-1048.1
标准熵Smθ(J·mol-1·K-1):138.8
水解反应
由于碳酸钠在水溶液中水解,电离出的碳酸根离子与水中氢离子结合成碳酸氢根离子,导致溶液中氢离子减少,剩下电离的氢氧根离子,所以溶液pH显碱性。
由于碳酸根可以结合水中的质子(即氢离子)生成碳酸氢根和碳酸,并且能结合酸中的质子释放二氧化碳。
所以碳酸钠在酸碱质子理论中属于布朗斯特碱。
与酸反应
以盐酸为例。
当盐酸足量时,生成氯化钠和碳酸,不稳定的碳酸立刻分
解成二氧化碳和水。
与碱反应
碳酸钠能和氢氧化钙、氢氧化钡等碱发生复分解反应,生成沉淀和氢氧化钠。
工业上常用这种反应制备烧碱(俗称苛化法)
与盐反应
碳酸钠能和钙盐、钡盐等发生复分解反应,生成沉淀和新的钠盐。
由于碳酸钠在水中水解生成氢氧化钠和碳酸,它与某些盐的反应则会推动化学平衡向正方向移动,生成相应的碱和二氧化碳。
碳酸氢钠
物理性质
碳酸氢钠为白色晶体,或不透明单斜晶系细微结晶。
比重2.15。
无臭、无毒、味咸,可溶于水,微溶于乙醇。
25℃时溶于10份水,约18℃时溶于12份水。
其水溶液因水解而呈微碱性,常温中性质稳定,受热易分解,在50℃以上逐渐分解,在270℃时完全失去二氧化碳,在干燥空气中无变化,在潮湿空气中缓慢分解。
毒理学数据
1.急性毒性:大鼠经口LD50:4220mg/kg;小鼠经口LD50:3360mg/kg.
2.生殖毒性:大鼠腹腔TDLo:40mg/kg
3.吸入毒性:大鼠LD:>900mg/m3[1]
化学性质
受热易分解。
在潮湿空气中缓慢分解。
约在50℃开始反应生成CO₂,在100℃全部变为碳酸钠。
在弱酸中迅速分解,其水溶液在20℃时开始分解出二氧化碳和碳酸钠,到沸点时全部分解。
其冷水制成的没有搅动的溶液,对酚酞试纸仅呈微碱性反应,放置或升高温度,其碱性增加。
25℃新鲜配制的0.1mol/L水溶液pH值为8.3。
低毒,半数致死量(大鼠,经口)4420mg/kg。
与酸反应
与HCl反应:NaHCO₃+HCl——→NaCl+H₂O+CO₂↑
与CH₃COOH反应:NaHCO₃+CH₃COOH——→CH₃COONa+H₂O+CO₂↑
与碱反应
与氢氧化钠反应:NaHCO₃+NaOH——→Na₂CO₃+H₂O
与氢氧化钙反应:碳酸氢钠的剂量要分过量和少量。
少量:NaHCO₃+Ca(OH)₂——→CaCO₃↓+NaOH+H₂O
过量:2NaHCO₃+Ca(OH)₂——→Na₂CO₃+CaCO₃↓+2H₂O
与盐反应
与硫酸铜反应:4NaHCO₃+2CuSO₄——→2Na₂SO₄+Cu₂(OH)₂CO₃↓+H₂O+3CO₂↑
水解
与氯化铝双水解:3NaHCO₃+AlCl₃——→Al(OH)₃↓+3CO₂↑+3NaCl
与硫酸铝双水解:Al₂(SO₄)₃+6NaHCO₃——→3Na₂SO₄+2Al(OH)₃↓+6CO₂↑
加热
受热分解:2NaHCO₃——△→Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
电离
碳酸氢钠电离方程式NaHCO₃——→Na+ +HCO₃﹣
安全术语
避免与皮肤和眼睛接触。
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