侯式制碱法原理与简单流程
侯式制碱法原理与简单操作规范
侯式制碱法原理与简单操作规范1.原理概述:侯式制碱法是一种滴定法,通过溶液的滴定反应,测定溶液中酸或碱的含量。
侯式制碱法中常用的指示剂是萘酚酞,其酸性溶液呈淡红色,碱性溶液呈鲜红色。
根据指示剂的颜色变化,可以确定溶液中酸或碱的滴定终点,从而计算出酸或碱的含量。
2.实验原理:侯式制碱法主要包括以下几个步骤:(1)随意取一定量的酸性溶液,通常用稀硫酸溶液。
(2)加入适量的萘酚酞指示剂,酸性溶液变成淡红色。
(3)用标准碱溶液(通常是氢氧化钠溶液)进行滴定,滴定至溶液呈鲜红色为滴定终点。
(4)计算酸性溶液中的酸的浓度。
简单操作规范:1.操作前准备:(1)清洗仪器:使用干净的玻璃仪器,如容量瓶、分液漏斗等。
(2)校准:校准标准滴定管和容量瓶的刻度准确性,确保实验结果的准确性。
(3)准备试剂:按照实验需要准备好所需的酸性溶液、萘酚酞指示剂和标准碱溶液。
2.操作步骤:(1)取一定量的酸性溶液到容量瓶中。
(2)加入适量的萘酚酞指示剂,使溶液变成淡红色。
(3)用标准碱溶液进行滴定,滴定至溶液呈鲜红色为滴定终点。
(4)记录滴定终点时标准碱溶液的用量。
3.结果计算:(1)根据标准碱溶液的用量计算出酸的摩尔数。
(2)根据酸的摩尔数和酸的初始体积计算出酸的浓度。
注意事项:1.实验仪器和容器要清洁干净,以免对实验结果产生干扰。
2.滴定时要慢慢加入标准碱溶液,避免用量过多造成误差。
3.萘酚酞指示剂的浓度和保存条件要符合要求,以保证指示剂颜色的准确反应。
4.在进行滴定终点判定时,要注意观察溶液颜色的变化,并在颜色变化明显的情况下停止滴定。
5.实验操作要规范,精确记录实验数据,避免实验失误。
总结:侯式制碱法是一种常用的化学实验方法,通过测定酸性溶液中酸的含量的浓度,可以确定制取碳酸钠或碱溶液的量。
实验操作规范和注意事项的遵守可以保证实验结果的准确性和实验操作的安全性。
侯氏制碱法原理化学方程式
侯氏制碱法原理化学方程式
侯氏制碱法是一种工业生产中常用的制碱方法,其主要原理是氯化铵与氢氧化钠反应生成氯化钠和氨气。
在这个过程中,氢氧化钠起到底物的碱性质,氯化铵则提供氯离子和铵离子,而氨气则被释放出来。
下面将详细介绍侯氏制碱法的原理,并给出相应的化学方程式。
在侯氏制碱法中,首先将氯化铵固体与氢氧化钠溶液混合,反应生成氯化钠和氨气。
侯氏反应的化学方程式如下所示:
NH4Cl+NaOH→NaCl+NH3+H2O
在这个反应中,氢氧化钠(NaOH)是强碱,而氯化铵(NH4Cl)是弱酸盐。
当它们被混合在一起时,氮氢化物(NH3)气体会从溶液中逸出。
1.首先将氢氧化钠溶液与氯化铵固体混合,反应生成氯化钠和氨气。
2.氨气会从溶液中升腾出来,并通过冷却和纯化步骤进行处理。
3.清除氨气后,剩余的溶液中含有氯化钠。
4.最后,通过蒸发和结晶,可以从溶液中提取出纯度较高的氯化钠晶体。
1.原料成本低。
氯化铵是一种非常廉价的原料,在大量生产氯化钠时非常经济。
2.制造过程相对简单。
侯氏制碱法不需要复杂的设备和工艺流程,生产效率高。
3.产物纯度高。
通过蒸发和结晶等简单的处理步骤可以获得高纯度的氯化钠。
4.侯氏制碱法的废气中主要是氨气,不会产生有害的气体排放。
总之,侯氏制碱法是一种常用的制碱方法,其原理是氯化铵与氢氧化钠反应生成氯化钠和氨气。
这种方法具有成本低、生产效率高和产物纯度高等优点,因此在各种工业领域中得到了广泛的应用。
侯式制碱法原理与简单流程
侯式制碱法原理与简单流程原理:侯式制碱法是基于碳酸氢铵(NH4HCO3)在高温下分解生成氨气(NH3)和水蒸气(H2O)的反应。
该反应需要一定温度和压力的条件。
碳酸氢铵固体在加热时首先分解为氨气和水蒸气,然后通过氨气的升力和水蒸气的一些物理现象,将它们带到上部容器中,最后冷凝成氨水。
简单流程:1.准备设备:侯式制碱设备主要由加热炉、炉管、冷却器、收集器和容器组成。
2.加入原料:将固态碳酸氢铵放入炉管中。
同时,在收集器中准备好冷水。
3.加热设备:将炉管加入加热炉中,控制炉温在适当的范围内(一般为270-300℃)。
4.热分解反应:碳酸氢铵在高温下开始分解,生成氨气和水蒸气。
NH4HCO3→NH3↑+H2O↑+CO2↑5.氨气上升:由于氨气比空气的密度小,会升进炉管的上端。
同时,由于水蒸气的存在,气流会带动水蒸气和少量的氨气进入冷却器。
6.氨水收集:在冷却器中,氨气和水蒸气会冷却并凝结成氨水,并通过冷却器中的管道进入收集器中。
7.反应结束:当碳酸氢铵完全分解时,炉管中会停止产生气体,这时可将收集容器中的氨水取出,并密封保存。
8.清理设备:完成制碱过程后,需要清理设备,将残留在炉管和冷却器中的产物清理干净。
总结起来,侯式制碱法是一种制碱的常用方法,通过碳酸氢铵的热分解反应来制备氨水。
其原理是将碳酸氢铵在高温下分解为氨气和水蒸气,然后通过氨气的升力和水蒸气的物理现象将它们带到收集器中冷凝成氨水。
该方法操作简单,但也存在一些局限性,需要根据具体情况选择合适的制碱方法。
侯氏制碱法
侯氏制碱法NH3与H20和CO2反应生成一分子的NH4HCC3,这是第一步。
第二步是:NH4HCQ与NaCI 反应生成一分子的NH4CI和NaHCQ沉淀。
根据NH4CI在常温时的溶解度比NaCI大,而在低温下却比NaCI 溶解度小的原理,在278K〜283K(5 C〜10 C )时,向母液中加入食盐细粉,而使NH4CI单独结晶析出供做氮肥。
侯氏制碱法化学原理总反应方程式:NaCI + CO +NH3+H20=NaHCO J +NH4CI (可作氮肥)2NaHC03=Na2C03+H20+CQ f (C02循环使用)(以加热作为反应条件)(在反应中NaHCQ沉淀,所以这里有沉淀符号,这也正是这个方法的便捷之处)即:①NaCI(饱和溶液)+NH3 (先加)+H20 (溶液中)+C02 (后加)=NH4CI+NaHCQ J (NaHCQ 能溶于水,但是侯氏制碱法向饱和氯化钠溶液中通入氨气,由于氯化钠溶液饱和,生成的碳酸氢钠溶解度小于氯化钠,所以碳酸氢钠以沉淀析出)(先添加NH3而不是CC2:CC2在NaCI中的溶解度很小,先通入NH3使食盐水显碱性(用无色酚酞溶液检验),能够吸收大量CC2气体,产生高浓度的HCC3-,才能析出NaHCC3晶体。
)2NaHCC3 (加热)=Na2CO3+H2O+CQ f侯氏制碱法优点保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高到96 %; NH4CI可做氮肥(氮肥不可与碱性物质混用,但可用草木灰检验其纯度)[2];可与合成氨厂联合,使合成氨的原料气CO转化成CQ,革除了CaCO制CC2这一工序,减少可能造成的环境污染。
两个循环:一: 2NaHCO s=Na2CQ+H2O+CQ f (CQ循环使用)(以加热作为反应条件)二:向母液中加入食盐细粉,从而使NH4CI单独结晶析出供做氮肥。
第二个循环的具体操作:①通入氨气,冷却后,加入NaCI,使得NH4CI沉淀。
过滤后,得到较纯净的NH4CI晶体(产物),滤液为饱和食盐水(含有氨气分子),经处理后方可回到第一步循环利用;②不通氨气,冷却后,加入NaCI,使得NH4CI沉淀。
侯氏制碱法
侯氏制碱法侯氏制碱法氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵,这是第一步。
第二步是:碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀,碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。
根据 NH4Cl 在常温时的溶解度比 NaCl 大,而在低温下却比 NaCl 溶解度小的原理,在278K ~283K(5 ℃~10 ℃ ) 时,向母液中加入食盐细粉,而使NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。
索氏制碱法原理NH3+CO2+H2O=NH4HCO3NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl总反应方程式:NaCl + CO2 + H2O + NH3= NaHCO3 ↓ + NH4Cl2NaHCO3====Na2CO3+H2O+CO2↑(CO2循环使用)侯氏制碱法又名联合制碱法(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3(2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓(3)2NaHCO3(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑即:①NaCl(饱和溶液)+NH3(先加)+H2O(溶液中)+CO2(后加)=NH4Cl+NaHCO3↓ (溶解度一般,因为不断添加原料达到溶液饱和才沉淀)②2NaHCO3(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑优点保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高到 96 %; NH4Cl 可做氮肥;可与合成氨厂联合,使合成氨的原料气 CO 转化成 CO2 ,革除了 CaCO3 制 CO2 这一工序注:纯碱就是碳酸钠侯德榜1890年8月9日出生于福建省闽侯县自幼半耕半读,勤奋好学,有“挂车攻读”美名。
1903—1906年得姑妈资助在福州英华书院学习。
他目睹外国工头蛮横欺凌我码头工人,耳闻美国的旧金山种族主义者大规模迫害华侨、驱逐华工等令人发指的消息,使之产生了强烈的爱国心。
他曾积极参加反帝爱国的罢课示威1907—1910年就读于上海闽皖铁路学院。
毕业后,在英资津浦铁路当实习生。
侯氏制碱法过程
侯氏制碱法过程1. 引言侯氏制碱法是一种用于生产纯碱(氢氧化钠)的化学工艺。
它是由中国化学家侯德榜在20世纪70年代开发的,经过多年的改进和优化,成为了一种高效、环保的制碱工艺。
本文将详细介绍侯氏制碱法的过程和原理。
2. 原理侯氏制碱法是基于电解反应原理的。
它利用电解质溶液中的电解过程将氯气和氢气分离出来,从而制取纯碱。
具体来说,侯氏制碱法包括以下几个步骤:2.1 饱和盐水制备首先,将饱和盐水制备好。
饱和盐水是指在常温下,溶液中已经溶解了最大量的氯化钠。
这可以通过加热普通盐水并不断搅拌来实现。
2.2 电解槽接下来,将饱和盐水倒入电解槽中。
电解槽是一个大型容器,内部分隔成多个小隔间,每个小隔间都有正极和负极。
正极通常是钢网,负极则是钢板。
2.3 电解反应在电解槽中,通过施加电流,将盐水分解成氯气和氢气。
具体的电解反应如下:2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻(在正极上发生) 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻(在负极上发生)其中,氯气会通过正极的钢网排出,而氢气则会通过负极的钢板排出。
而在负极上生成的氢氧化钠则会溶解在电解质溶液中。
2.4 碱液处理经过一段时间的电解反应,电解槽中的电解质溶液中会积累足够的氢氧化钠。
此时,将溶液转移到另一个容器中,进行碱液处理。
碱液处理的目的是通过加热和过滤去除杂质,以得到纯碱。
3. 优点和应用侯氏制碱法相比传统的制碱工艺有以下几个优点:•高效:侯氏制碱法采用电解反应原理,可以在较短的时间内大量制取纯碱。
•环保:侯氏制碱法不使用化学试剂,只需要盐水和电流,不会产生有害废物和气体。
•低能耗:侯氏制碱法的电解反应需要的能量相对较低,可以降低生产成本。
侯氏制碱法广泛应用于化工、玻璃、纺织等行业。
纯碱是这些行业的重要原料之一,用于制造玻璃、纤维、肥皂等产品。
4. 结论侯氏制碱法是一种高效、环保的制碱工艺。
通过电解反应原理,可以在较短的时间内制取纯碱,不会产生有害废物和气体。
侯氏制碱法原理及流程
侯氏制碱法原理及流程
侯氏制碱法的原理是依据离子反应发生的原理进行的,离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。
利用NaHCO₃在溶液中溶液中溶解度较小,所以先制得NaHCO₃。
再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。
NH3+CO2+H2O===NH4HCO3
NaCl+NH4HCO3===NaHCO3↓+NH4Cl
将析出的NaHCO3晶体煅烧,即得Na2CO3:
2NaHCO3=== Na2CO3+CO2↑+H2O
根据NH4Cl在常温时的溶解度比NaCl大,而在低温下却比NaCl溶解度小的原理,在278K~283K(5℃~10℃)时,向母液中加入食盐细粉,而使NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。
基本介绍
侯氏制碱法原理,是依据离子反应发生的原理进行的,离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。
也就是很多初中高中教材所说的复分解反应应有沉淀,气体和难电离的物质生成。
要制纯碱,先制得溶解度较小的NaHCO3。
再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。
要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子,所以就在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的钠离子,铵根离子,氯离子和碳酸氢根离子,这其中NaHCO3溶解度最小,所以析出,其余产品处理后可作肥料或循环使用。
侯氏制碱法的反应
侯氏制碱法的反应一、引言侯氏制碱法是一种常用的制碱方法,其主要反应是通过氯化氢与氢氧化钠反应产生氯化钠和水的化学反应。
这种制碱方法具有简单、经济、高效的特点,被广泛应用于工业生产中。
二、侯氏制碱法的原理侯氏制碱法是一种酸碱中和反应,其原理是将氯化氢与氢氧化钠反应生成氯化钠和水。
反应方程式如下所示:HCl + NaOH → NaCl + H2O三、反应过程侯氏制碱法的反应过程主要包括以下几个步骤:1. 氯化氢生成:首先,通过氯气与水反应生成氯化氢。
氯气在水中溶解后,发生以下反应:Cl2 + H2O → HCl + HClO2. 氯化氢与氢氧化钠反应:得到的氯化氢与氢氧化钠溶液进行中和反应,生成氯化钠和水。
反应方程式如下所示:HCl + NaOH → NaCl + H2O四、反应条件侯氏制碱法的反应需要一定的条件才能进行。
1. 温度:反应温度一般在室温下进行,不需要加热。
2. 反应物浓度:氯化氢和氢氧化钠的浓度需要适当控制,以保证反应能够进行。
3. 搅拌:在反应过程中需要进行搅拌,以保证反应物能够充分混合。
五、反应特点侯氏制碱法具有以下几个特点:1. 产物纯度高:侯氏制碱法所得到的氯化钠纯度较高,可直接用于工业生产。
2. 反应速度快:侯氏制碱法反应速度较快,可以在较短的时间内得到产物。
3. 反应条件简单:侯氏制碱法的反应条件相对简单,不需要复杂的装置和条件。
六、应用领域侯氏制碱法广泛应用于工业生产中,特别是在氯化钠的制备过程中。
1. 制备氯化钠:侯氏制碱法是制备氯化钠的主要方法之一。
氯化钠广泛应用于食品加工、化学工业、医药等领域。
2. 金属加工:侯氏制碱法也可以用于金属加工过程中的腐蚀去除。
通过氯化氢与金属表面的氧化物反应,可以去除金属表面的氧化层。
七、安全注意事项在进行侯氏制碱法反应时,需要注意以下安全事项:1. 氯化氢具有刺激性气味,对皮肤、眼睛和呼吸道有刺激作用,操作时需佩戴防护设备。
2. 氯化氢是一种腐蚀性气体,操作时需注意避免与皮肤和眼睛接触。
侯氏制碱法
侯氏制碱法概述侯氏制碱法是一种重要的化学工艺,用于生产纯度较高的碱性物质,特别是碳酸钠。
该工艺以其高效、低成本和环保的特点而受到广泛关注和应用。
本文将介绍侯氏制碱法的原理、工艺步骤和应用领域。
原理侯氏制碱法是基于碳酸氢钠(重碳酸钠)和氢氧化钠(纯碱)之间的化学反应。
该反应式如下:2 NaHCO3 + Ca(OH)2 → 2 NaOH + CaCO3 + H2O碳酸氢钠和氢氧化钙在适当的温度和压力条件下反应生成氢氧化钠、碳酸钙和水。
通过适当的分离和纯化步骤,可以得到纯度较高的碱性物质。
工艺步骤侯氏制碱法包括以下主要步骤:1.原料准备:碳酸氢钠和氢氧化钙是主要的原料,需要事先进行准备和处理。
2.反应装置:将溶剂和原料放入反应装置,通常是一种连续流动的反应器。
3.反应条件:控制适当的温度、压力和反应时间,以促使反应的进行。
4.分离和纯化:通过蒸馏、结晶、过滤等操作,将产物中的杂质分离出来,得到纯度较高的碱性物质。
5.产品收集和储存:将得到的碱性物质收集起来,并进行适当的包装和储存。
应用领域侯氏制碱法广泛应用于以下领域:1.玻璃制造:氢氧化钠是制作玻璃的重要原料之一,侯氏制碱法可以生产出高纯度的氢氧化钠,适用于玻璃行业的需求。
2.清洁剂制造:碱性物质常用于制作清洁剂,如洗衣粉、洗洁精等。
侯氏制碱法可提供具有较高纯度的碱性物质,提高清洁剂的质量。
3.化学合成:碱性物质在有机合成中起着重要的催化和中和作用。
侯氏制碱法可以生产出高纯度的碱性物质,适用于化学合成领域的需求。
4.食品加工:碱性物质在食品加工中有多种应用,如面包的发酵剂、调整食品pH值等。
侯氏制碱法可以生产出适用于食品加工的纯度较高的碱性物质。
总结侯氏制碱法是一种高效、低成本和环保的化学工艺,用于生产纯度较高的碱性物质,特别是碳酸钠。
通过控制适当的反应条件和进行分离纯化操作,可以得到适用于不同领域需求的碱性物质。
侯氏制碱法在玻璃制造、清洁剂制造、化学合成和食品加工等领域广泛应用。
侯氏制碱法原理
侯氏制碱法原理侯氏制碱法是一种用于制造纯度高的碱类物质的方法。
该方法的原理基于碱性离子交换,通过正离子和负离子之间的相互作用来产生所需的碱性化合物。
在这个过程中,侯氏制碱法可以有效地去除水溶液中的杂质,并纯化所制造的碱类化合物。
侯氏制碱法涉及到三个主要步骤:反应、沉淀和结晶。
下面将详细介绍每个步骤的原理和操作。
1. 反应:侯氏制碱法中的反应是通过将适当的酸性溶液与含有碱性金属离子的溶液相混合而开始的。
这两种溶液中的离子之间会发生化学反应,产生沉淀和溶液的中和。
例如,如果我们将硫酸溶液与含有钠离子的溶液混合,就会产生硫酸钠的沉淀和水的中和反应。
这个过程可以用以下方程式表示:H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O在这个方程式中,硫酸和钠氢氧化物反应产生硫酸钠和水。
2. 沉淀:在反应完成后,沉淀会在溶液中形成。
沉淀是由于化学反应生成的产物过饱和而形成的固体颗粒。
沉淀的形成可以通过控制反应的温度和浓度来实现。
通过控制沉淀的形成,可以有效地去除溶液中的杂质和不需要的物质。
一些常见的沉淀物包括碳酸钙和硫酸钡。
3. 结晶:一旦沉淀形成,需要对溶液进行进一步处理以获得纯度较高的碱类化合物。
这是通过结晶过程来实现的。
结晶是将溶液放置在适当的条件下,使其中的溶质逐渐形成晶体。
在结晶过程中,溶液中的溶质以固态形式重新结合,从而产生纯净的化合物。
通过在适当的温度和质量条件下进行结晶,可以将碱类化合物从溶液中进一步分离和纯化。
结晶的过程通常需要较长的时间,并需要耐心和经验来确保产物的质量。
通过以上三个步骤的重复,侯氏制碱法可以生产出高纯度的碱类化合物。
这种方法在工业中被广泛应用于制造氢氧化钠和碳酸钠等碱类物质。
侯氏制碱法的原理和操作流程使其成为大规模生产高纯度碱类化合物的有效方法。
总结:侯氏制碱法通过反应、沉淀和结晶三个步骤来制造高纯度的碱类化合物。
这种方法依赖于酸性溶液与含有碱性金属离子的溶液之间的化学反应,产生沉淀和溶液中和的过程。
侯氏制碱法主要的化学原理
侯氏制碱法主要的化学原理侯氏制碱法是一种常用的碱生产方法,主要依靠氨氧化合物与空气中的氧气反应生成氨气的特性来制备氢氧化钠。
下面将详细介绍侯氏制碱法的化学原理。
侯氏制碱法的化学原理是基于气相氨氧化反应。
该反应主要由以下两个步骤组成:1. 氨氧化反应:2NH3(g) + 5O2(g) →2NO(g) + 3H2O(g)在该反应中,氨氧化合物(通常指氨气NH3)与氧气反应生成亚气态一氧化氮(NO)和水蒸气。
这是一个放热反应,反应速度较快。
2. 一氧化氮的进一步氧化反应:2NO(g) + O2(g) →2NO2(g)在这个反应中,一氧化氮(NO)进一步与氧气反应生成二氧化氮(NO2)。
这个反应是一个放热反应,不断生成二氧化氮可以使得气相反应维持。
上述两个反应的总反应为:4NH3(g) + 5O2(g) →4NO2(g) + 6H2O(g)在侯氏制碱法中,反应通常在高温下进行,一般情况下温度为850-900摄氏度。
此高温下有利于加快反应速率。
为了维持高温,反应通常在适当的催化剂存在下进行,常用的催化剂是铂、钼、铷等物质。
在反应过程中,原料氨一般由氨气(NH3)供应,而氧则来自于空气。
为了保证氧气与氨氧化合物充分反应,反应器通常需要有适当的温度、压力和时间控制。
经过气相反应生成的二氧化氮通过冷凝和吸收、洗涤工序,最终被转化为稀硝酸溶液。
这个稀硝酸溶液通过与钠盐反应,再进行结晶析出和干燥工序,最终产生氢氧化钠产品。
侯氏制碱法的优点是制碱反应通过气相进行,反应速率快,反应转化率高;另外,反应原料较为常见,操作相对简单;同时,侯氏制碱法也有其缺点,比如生成的次氮酸酸气有毒性和腐蚀性,对环境和设备会造成一定影响;此外,该方法的投资、能耗较高,有一定不可忽视的经济和环境压力。
综上所述,侯氏制碱法主要通过氨氧化物与氧气的反应生成氨气,最终制备氢氧化钠。
该方法以其高反应速率和高转化率等特点,在工业上得到广泛应用。
侯德榜制碱法的原理和步骤
侯德榜制碱法的原理和步骤侯德榜制碱法是20世纪初中国化学家侯德榜根据部分国外资料,通过不断的实践和改进所发明的一种制碱的方法。
它是利用天然岩石来制备氢氧化钠(即碱液)的一种化学方法。
下面将从原理和步骤两方面详细介绍侯德榜制碱法。
原理:1.选矿:将天然岩石中所含的矿石分选,获取含碳酸钠和氯化钠较高的矿石。
2.粉碎:将选好的矿石破碎成较小的颗粒,以便后续的化学反应。
3.酸化:将粉碎好的矿石加入反应器中,加入足够的稀硫酸,与碳酸钠反应生成硫酸钠和二氧化碳气体。
4.气化:将酸化后得到的硫酸钠在高温下进行气化反应,生成硫酸催化钠和二氧化硫气体。
5.吸收:将气化产生的二氧化硫气体通过一定的装置,与氢氧化钠反应生成硫代硫酸钠和水,并同时释放出有颜色的阳光状火花。
6.过滤:将反应后得到的溶液进行过滤,除去其中的杂质。
7.蒸发:将过滤得到的溶液加热蒸发,使溶液中的水分逐渐蒸发,浓缩得到高浓度的碱液。
步骤:1.选矿:选取天然岩石中所含矿石,将含碳酸钠和氯化钠较高的矿石分选出来。
2.粉碎:将选好的矿石破碎成较小的颗粒,以便后续的化学反应。
3.酸化:将粉碎好的矿石加入反应器中,加入足够的稀硫酸,与碳酸钠反应生成硫酸钠和二氧化碳气体。
4.气化:将酸化后得到的硫酸钠在高温下进行气化反应,生成硫酸催化钠和二氧化硫气体。
5.吸收:将气化产生的二氧化硫气体通过一定的装置,与氢氧化钠反应生成硫代硫酸钠和水,并同时释放出有颜色的阳光状火花。
6.过滤:将反应后得到的溶液进行过滤,除去其中的杂质。
7.蒸发:将过滤得到的溶液加热蒸发,使溶液中的水分逐渐蒸发,浓缩得到高浓度的碱液。
侯德榜制碱法虽然在实践中曾经很成功,但是该法存在一定的局限性和不足之处。
首先,该法需要大量的工序和设备设施,生产过程较为复杂,生产成本较高。
其次,该法需要大量的稀硫酸和氢氧化钠,对环境造成一定的污染。
此外,该法在制备碱液时产生的二氧化硫气体对人体有一定的危害作用,且火花现象也有一定的安全隐患。
侯氏制碱法原理化学方程式
侯氏制碱法原理化学方程式
侯氏制碱法的化学方程式为:NaCl+NH3+H2O→NaOH+NH4CI。
利用NH4Cl与NaOH溶解度受温度变化差异,将高温饱和混合溶液降温,先析出NH4Cl晶体,母液中NaOH含量增大。
2NH4Cl+CaO=2NH3+CaCl2+ H2O;析出的NH3再进入下一个生产循环中,这就是侯氏联合制碱法的基本原理。
制碱法是以食盐、氨、二氧化碳作为原料,利用这些原料之间在一定条件下发生的化学反应生成纯碱的办法,其中最有代表性的有氨碱法和联合制碱法。
氨碱法,又称索尔维制碱法,是由于1862年比利时人索尔维(Ernest Solvay,1832-1922)以食盐、氨、二氧化碳为原料,成功制得碳酸钠而命名。
联合制碱法,又称侯氏制碱法,是侯德榜先生在氨碱法的基础上,通过不断的试验改良,依据离子反应发生的原理制造碳酸钠的技术,因为是侯德榜先生首先发现的,故以侯氏制碱法命名。
高中化学--侯式制碱法
侯式制碱法原理和简单流程【知识梳理】实验背景:无水碳酸钠,俗名纯碱、苏打。
它是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料,还常用作硬水的软化剂,也用于制造钠的化合物。
它的工业制法主要有氨碱法和联合制碱法两种。
一、实验原理化学反应原理是:总反应为: 将经过滤、洗涤得到的NaHCO 3微小晶体再加热,制得纯碱产品: 答案:化学反应原理: 32243NH CO H O NH HCO ++→4334()NaCl NH HCO NaHCO NH Cl +→↓+饱和 总反应 : 32234()NaCl NH CO H O NaHCO NH Cl +++→↓+饱和323222NaHCO Na CO CO H O ∆−−→+↑+二、氨碱法(又称索尔维法) 1.原料:食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气 2.步骤:先把氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水,32243NH CO H O NH HCO ++→再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液,4334()NaCl NH HCO NaHCO NH Cl +→↓+饱和将经过滤、洗涤得到的NaHCO 3微小晶体,再加热煅烧制得纯碱产品。
323222NaHCO Na CO CO H O ∆−−→+↑+(放出的二氧化碳气体可回收循环使用)含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热,所放出的氨气可回收循环使用。
CaO +H 2O → Ca(OH)2,2NH 4Cl +Ca(OH)2 → CaCl 2+2NH 3↑+2H 2O其工业流程图为:知识精讲其工业生产的简单流程如图所示:3.氨碱法的优点是:(1)原料(食盐和石灰石)便宜; (2)产品纯碱的纯度高;(3)副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用; (4)制造步骤简单,适合于大规模生产。
4.氨碱法的缺点是:(1)产生大量无用的副产品CaCl 2(2)NaCl 利用率只有70%,约有30%的NaCl 留在母液中。
侯氏制碱法
侯氏制碱法NH3与H2O和CO2反应生成一分子的NH4HCO3,这是第一步。
第二步是:NH4HCO3与NaCl 反应生成一分子的NH4Cl和NaHCO3沉淀。
根据NH4Cl 在常温时的溶解度比NaCl 大,而在低温下却比NaCl 溶解度小的原理,在278K ~283K(5 ℃~10 ℃) 时,向母液中加入食盐细粉,而使NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。
侯氏制碱法化学原理总反应方程式:NaCl + CO2 +NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl(可作氮肥)2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑(CO2循环使用)(以加热作为反应条件)(在反应中NaHCO3沉淀,所以这里有沉淀符号,这也正是这个方法的便捷之处)即:①NaCl(饱和溶液)+NH3(先加)+H2O(溶液中)+CO2(后加)=NH4Cl+NaHCO3↓ (NaHCO3能溶于水,但是侯氏制碱法向饱和氯化钠溶液中通入氨气,由于氯化钠溶液饱和,生成的碳酸氢钠溶解度小于氯化钠,所以碳酸氢钠以沉淀析出)(先添加NH3而不是CO2:CO2在NaCl中的溶解度很小,先通入NH3使食盐水显碱性(用无色酚酞溶液检验),能够吸收大量CO2气体,产生高浓度的HCO3-,才能析出NaHCO3晶体。
)2NaHCO3(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑侯氏制碱法优点保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高到96 %;NH4Cl 可做氮肥(氮肥不可与碱性物质混用,但可用草木灰检验其纯度)[2];可与合成氨厂联合,使合成氨的原料气CO 转化成CO2,革除了CaCO3制CO2这一工序,减少可能造成的环境污染。
两个循环:一:2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑(CO2循环使用)(以加热作为反应条件)二:向母液中加入食盐细粉,从而使NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。
第二个循环的具体操作:①通入氨气,冷却后,加入NaCl,使得NH4Cl沉淀。
侯氏制碱法原理
侯氏制碱法原理
侯氏制碱法是一种产生氢氧化钠溶液(碱液)的方法,其原理基于电解饱和氯化钠溶液,通过电解将溶液中的氯离子还原成氯气并在阳极上生成氧气,而在阴极上生成氢气和氢氧化钠溶液。
具体实施过程如下:首先,将饱和氯化钠溶液作为电解质,并提供两个电极:阴极和阳极。
阴极通常是由金属材料制成,如铁、镍或不锈钢。
阳极通常由可耐腐蚀的材料制成,如铂、铁或钛。
在电解过程中,正向电流通过电解质,在电解槽中形成电解液。
正向电流通过阳极时,氯化钠溶液中的氯离子(Cl-)被氧化
成氯气(Cl2)并在阳极上析出。
同时,电子从阳极流向阴极,通过还原反应将水(H2O)分解成氢气(H2)和氢氧化钠(NaOH)。
化学方程式如下:
在阴极:2H2O + 2e- -> H2 + 2OH-
在阳极:2Cl- -> Cl2 + 2e-
通过这种电解反应,我们可以得到饱和氯化钠溶液中的氢氧化钠溶液,该溶液具有碱性,可以用于各种工业和实验室应用。
需要注意的是,侯氏制碱法在实际应用中需要控制好电流和电压,以提高产量和效率,并确保安全操作。
此外,产生的氯气也需要进行妥善处置,以避免对环境造成污染和危害。
侯氏制碱法流程
侯氏制碱法流程侯氏制碱法是一种常用的工业生产制碱的方法,其流程简单易操作,效率高,被广泛应用于化工行业。
下面将详细介绍侯氏制碱法的流程。
首先,原料准备。
侯氏制碱法的原料主要包括氯化钠和氨气。
氯化钠是一种常见的无机化合物,可在化工原料市场上购买到。
氨气通常以液态或气态形式存在,需要通过专门的氨气供应系统进行采购和储存。
其次,制备食盐溶液。
将氯化钠溶解在水中,制备成食盐溶液。
通常情况下,需要控制好溶解度和浓度,以确保后续的化学反应能够顺利进行。
接着,氯化钠溶液电解。
将食盐溶液置于电解槽中,通入电流进行电解,产生氯气和氢气。
氯气在阳极生成,而氢气在阴极生成。
这一步骤是侯氏制碱法的关键环节,通过电解反应得到氯气和氢气是制备氨气的重要步骤。
然后,氯气与氨气反应。
将产生的氯气与氨气在一定的温度和压力条件下进行反应,生成氯化铵。
这一反应是侯氏制碱法的核心步骤,需要控制好反应条件和反应时间,以提高氯化铵的产率。
最后,氯化铵热解。
将氯化铵经过一定温度下的热解,生成氨气和氯化氢。
氨气是侯氏制碱法的最终产品,而氯化氢则可以通过后续的处理得到氢气和氯气,实现资源的循环利用。
综上所述,侯氏制碱法的流程包括原料准备、制备食盐溶液、氯化钠溶液电解、氯气与氨气反应、氯化铵热解等几个关键步骤。
通过合理控制这些步骤,可以高效地制备氨气,为化工生产提供重要的原料。
同时,侯氏制碱法也是一种环保型的生产方法,能够实现资源的循环利用,减少对环境的污染,具有较高的经济和社会效益。
侯氏制碱法的原理
侯氏制碱法的原理
侯氏制碱法是一种用来制取碱的传统方法,其原理主要是利用石灰石和木炭在高温下反应产生氧化钙和二氧化碳,然后再通过水蒸气和氧化钙的反应来制取氢氧化钙,最终得到碱。
下面我们来详细了解一下侯氏制碱法的原理。
首先,我们需要准备好石灰石和木炭这两种原料。
石灰石是一种含有大量氧化钙的矿石,而木炭则是一种含有丰富碳元素的材料。
将这两种原料按一定比例混合后,放入炉内进行加热。
在高温下,木炭会发生氧化还原反应,产生大量的一氧化碳气体。
这些一氧化碳气体与石灰石反应生成氧化钙和二氧化碳。
其次,我们需要将产生的氧化钙与水蒸气进行反应。
在这个过程中,氧化钙会与水蒸气发生化学反应,生成氢氧化钙。
这个反应是一个放热反应,会产生大量的热量。
因此,在实际操作中,需要控制好反应的温度,避免产生过多的热量导致反应失控。
最后,我们通过对氢氧化钙进行加热,将其分解为氢氧化钙和水蒸气。
这一步是侯氏制碱法的最后一步,通过这一步我们可以得到我们需要的碱。
总的来说,侯氏制碱法的原理是利用木炭和石灰石在高温下的化学反应,通过一系列的反应过程最终得到碱。
这种方法虽然是一种传统的制碱方法,但是其原理依然被广泛应用于工业生产中。
通过对侯氏制碱法的原理进行深入的了解,我们可以更好地掌握这一制碱方法的操作技巧,提高生产效率,保证产品质量。
同时,也可以为我们对其他化学反应原理的理解提供一定的参考。
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精锐教育学科教师辅导讲义授课主题侯式制碱法原理和简单流程教学目的侯氏制碱法在上海咼考中占有比较特殊的地位,出现的几率较大;常考的知识点是侯氏制碱法的原理、温度的选择、母液的成分、处理及与氨碱法的优劣比较,学生在温度的控制和母液的 处理上出现的错误几率较大。
教学内容内容回顾1. 【2013年上海高考6】与索尔维制碱法相比,侯德榜制碱法最突出的优点是()A.原料利用率高 B .设备少 C •循环利用的物质多D•原料易得2. 【2012年上海高考八】碳酸氢铵是一种重要的铵盐。
实验室中,将二氧化碳通入氨水可制得碳酸氢铵,用碳酸氢铵和氯化钠可制得纯碱。
完成下列填空:41 .二氧化碳通入氨水的过程中,先有 _________ 晶体(填写化学式)析出,然后晶体溶解,最后析出NHHCO 晶体。
3. 【2010年上海高考27】工业生产纯碱的工艺流程示意图如下: 完成下列填空: 1 )粗盐水加入沉淀剂 A 、B 除杂质(沉淀剂 A 来源于石灰窑厂),写出 A B 的化学式。
AB2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为:取样、、沉淀、、、冷却结晶、、烘干。
3 )工业生产纯碱工艺流程中,碳酸化时产生的现象是。
碳酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因是。
4 )碳酸化后过滤,滤液 D 最主要的成分是(填写化学式),检验这一成分的阴离子的具体方法是:。
5 )氨碱法流程中氨是循环使用的,为此,滤液 D 加入石灰水产生氨。
加石灰水后所发生的反应的离子方程式为:滤液D 加石灰水前先要加热,原因是 ___________________________________________________________6 )产品纯碱中含有碳酸氢钠。
如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为: _____________________________________ (注明你的表达式中所用的有关符号的含义)4. 【2005年上海高考五26 ( A )】我国化学侯德榜(右图)改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下:学员编号: 学员姓名:辅导科目:化学课时数:3 学科教师:沉淀池中取出沉淀的操作是 。
(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,再滴加(6)向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通氨气的作用有(a)增大NH +的浓度,使NHCI 更多地析出 (b)使NaHCO g 多地析出 (c)使NaHCO 转化为Na t CO ,提高析出的 NHCI 纯度答案:1 .A2. (NH 4)2CO 33. 1) Ca(OH)2或CaO Na z CO 2)溶解 过滤 蒸发 过滤 3 )有晶体析出(或出现浑浊)碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大4 ) NHCI 取样,加硝酸酸化,再加硝酸银,有白色沉淀产生,该阴离子是氯离子+ — ▲5) NH 4 + OH T NH 3 f + H t O防止加入石灰水时产生碳酸钙沉淀(解析:加热时,使碳酸氢根水解程度增大,释放出二氧化碳,减少碳酸氢根的量,从而减少氢氧根的消耗,使铵根完全转化为氨气放出,同时产生碳酸钙的含量也相应的减少)4. ( 1)联合制碱法或侯德榜制碱法化肥或电解液或焊药等(其他合理答案均给分)(2) NH + CO + H t O + NaCl T NHCI + NaHCO M或 NH + CO + H 2C T NH 4HCO NH 4HCO+ NaC T NaHCO M + NHCI (3)CO(4) I 过滤 (5)稀硝酸和硝酸银溶液 (6) a c知识精讲【知识梳理】实验背景:无水碳酸钠,俗名纯碱、苏打。
它是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料, 还常用作硬水的软化剂,也用于制造钠的化合物。
它的工业制法主要有氨碱法和联合制碱法两种。
、实验原理食盐水N@CO(1) ⑵ ⑶⑷(提取副产,副产品的一种用途为上述生产纯碱的方法称沉淀池中发生的化学反应方程式是 写出上述流程中X 物质的分子式。
使原料氯化钠的利用率从 70%提高到90%以上,主要是设计了(填上述流程中的编号)的循环。
从(NaHCO s )84(m i m 2)31ml化学反应原理是:()体现了大规模联合生产的优越性:利用一个厂的废料,作为另一个厂的主要原料。
如合成氨厂的废料CO,可以作为碱厂的主要原料;碱厂无用的Cl-,可以代替价格比较昂贵的硫酸用来固定氨,制成氮肥。
降低了成本,提高了综合经济效益。
二、化工生产的基本原理(1)充分利用原料一一体现物料平衡思想。
例如:合成氨生产、纯碱生产中都有原料_____________ 利用的工艺;接触法制硫酸、氨氧化制硝酸中都利用廉价的来提高原料气的转化率。
(2)充分利用能量一一体现能量守恒思想。
例如:若存在放热步骤,可通过列管式器利用放出的热量对需要加热的物料进行预热;若不存在放热步骤,要设计出充分利用燃料和充分利用能量的工艺。
(3)保护环境一一体现绿色化学思想:是指工业生产的过程中没有(或者极少有)有毒、有害物质排出,合成产品的原子利用率尽量达到。
答案:循环空气热交换百分之百【例题精讲】例1.联碱法(候氏制碱法)和氨碱法的生产流程简要表示如下图:(1)沉淀池中发生反应的化学方程式为______________________________ 。
(2)填写化学式:X是 _________ ,Y是________ ;Z中除了溶解的氨气、食盐外,其它溶质还有__________________ ;排出液中的溶质除了氢氧化钙外,还有________________ 。
(3)在氨碱法生产过程中氨要循环使用,但不需要补充,在母液中加生石灰前先要加热的原因是________________ 。
氨碱法总反应过程可用化学方程式表示为____________________________ 。
(4)根据联碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程推测,所得结论正确是_____ 。
a.常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小 b .通入氨气能增大NH+的浓度,使氯化铵更多析出c. 加入食盐细粉能提高Na+的浓度,使NaHCO吉晶析出d. 通入氨气能使NaHCO专化为Ns t CG,提高析出的NHCI纯度(5)联碱法中,每当通入NH 44.8L (已折合成标准状况下)时可以得到纯碱100.0g,则NH的利用率为_________________ ;相比于氨碱法,氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了_______ (填上述流程中的编号)。
指出联碱法的另一项优点_____________________ 。
(6)绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。
根据“联合制碱法”总反应,列出计算原子利用率的表达式:原子利用率(% = _________________________________ 。
例2.根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据,实验室制备纯碱N Q CQ的主要步骤是:将配制好的饱和NaCI溶液倒入烧杯中加热,控制温度在30—35C,搅拌下分批加入研细的NH4HCO固体,加料完毕后,继续保温30分钟,静置、过滤得NaHCO晶体。
用少量蒸馏水洗涤除去杂质,抽干后,转入蒸发皿中,灼烧2小时,得Na2CO固体。
四种盐在不同温度下的溶解度(g/i00g水)表①〉35 C NHHCO会有分解答案.1. (1) NaCI + NH 3 + CO2+H2O T NaHCO j + NHQI ( 2) CQ NH 3 Na 2CO、NHCI CaCI 2、NaCI ( 3)防止生石灰先跟溶液中的 NaHCO 反应产生碳酸钙沉淀 CaCO 3+2NaCI 宀 W2CO + CaCS (4) b d (5) % 循 环I 避免产生大量含有 CaCl 2的废液(或节省石灰窑、蒸氨塔等设备)(6)由于总反应可看作是:2NH+2NaCI+CO+H 2OT NQCO+2NHCI ,所以:原子利用率(%m(Na 2CO 3)m(NHQ) m(NaCI) m(NH s ) m(CO 2)~m^O)2.⑴NH 4HCO 分解 反应速率降低水浴加热⑵使反应充分进行NaHCO 3的溶解度最小 NaCl NH Q NH 4HCO⑶ NaHCO NaCl NH 4CI NH 4HCOHCl就忙飞矿⑷ --------------------亍 -- xwo%3. (1) fO+Nb+CO T NHCINa+、HCO c石灰氨气(或氨气和部分二氧化碳) 氨气食盐NH 4CI 食盐(或食盐和二氧化碳)Mg (OH 2 和 CaCO (写 MgCO 也可)(2)成本较低;可同时制得氮肥;容易控制碱度(或其它合理答案)课后作业1.1892年,比利时人索尔维以 NaCl 、CO 、HO NH 为原料生产 N&CO,叫索尔维法.其主要步骤是:⑴ 在NH 饱和 的NaCl 溶液中通入CQ 制得NaHCO ⑵再将NaHCO 焙烧制得纯碱,CQ 循环使用;(3)在析出小苏打的母液中加入生 石灰,NH 循环使用.1940年,我国著名化工专家侯德榜先生,冲破了“索尔维”法的技术封锁,并加以改进,用NaCl 固体代替生石灰,加入母液使NHCI 晶体析出,生产出纯碱和氯化铵.这便是举世闻名的“侯氏制碱法”.试回答:(1) 在氨饱和NaCl 溶液中通入CQ 的两步反应方程式为 。
(2) 不能在NaCl 溶液中通入 CO 制NaHCO 勺原因 。
(3) 析出小苏打的母液中加入生石灰的反应方程式是 ________________________________________________________(4) “侯氏制碱法”与“索尔维法”相比其优点是。
2. 1892年比利时人索尔维以 NaCl 、CO 、NH 、HO 为原料制得了纯净的 NaaCO,该法又称氨碱法,其主要生产流程 如下:(1)从理论上看,循环生产是否需要再补充 NH(2) 从绿色化学原料的充分利用的角度看,该方法有二个明显的缺陷是:目标产物总产量 反应物总质量100%第二位同学:用图中戊装置进行实验(其它装置未画出)。
①为提高二氧化碳在此反应溶液中被吸收的程度,实验时,须先从a管通入____________ 气体,再从b管中通入________________ 气体。
②装置c中的试剂为__________ (选填字母)。
e .碱石灰f .浓硫酸g .无水氯化钙(4 )请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法(用简要的文字和相关的化学反应方程式来描述): 。
答案:1. (1)NH3+ H2O+ CO T NHHCO NHHC耐NaCI NH Q + NaHCO M(2) H 2CO酸性比盐酸弱,CO与NaCI不反应(3) 2NH 4CI + CaS CaCb+ H2O+ 2NH f(4) 使NHCI析出,可做氮肥,不生成CaCl2,原料NaCI充分利用。