酸化与酸解

酸化

1简介

要根据酸化的目的来选择不同的酸和用酸量。例如要使砷酸钠(Na3AsO4)溶液氧化碘化钾，必须用强酸硫酸或盐酸将溶液酸化至强酸性。因为只有在强酸性下砷酸钠才具有较强的氧化性。

所谓酸化就是在溶液中加氢离子使溶液的pH值变小且加入的酸不会与原溶液中的离子发生反应。例如：酸化的高锰酸钾溶液，即在高锰酸钾溶液中加入稀硫酸等非还原性酸调节酸度以增加高锰酸钾溶液的氧化性。

所谓碱化与酸化类似。盐化这个概念很少在高中课本中提到。盐化的概念就是在溶液中增加与原溶液中离子不反应的盐增强其的导电能力。

电解质在水溶液中和在熔融状态下的区别则是：电解质在水溶液中其实质是电解质要与水溶液中的水分子及其少量电离的氢离子和氢氧根离子产生一定的作用。有些弱碱弱酸盐在水溶液中就不能存在。如：碳酸铵盐在水溶液中会双水解为氨气和二氧化碳和水。电解质在熔融状态下就是单纯电离成相应的阳离子和阴离子。碳酸铵盐在熔融状态下也能够电离为铵根离子和碳酸根离子。

2应用

是强化采油（EOR）的一种措施，是油气井增产、注入井增注的一项有效的技术措施。其原理是通过酸液对岩石胶结物或地层孔隙、裂缝内堵塞物等的溶解和溶蚀作用，恢复或提高地层孔隙和裂缝的渗透性。酸化按照工艺不同可分为酸洗、基质酸化和压裂酸化（也称酸压）。酸洗是将少量酸液注入井筒内，清除井筒孔眼中酸溶性颗粒和钻屑及垢等，并疏通射孔孔眼。基质酸化是在低于岩石破裂压力下将酸注入地层，依靠酸液的溶蚀作用恢复或提高井筒附近较大范围内油层的渗透性。酸压（酸化压裂）是在高于岩石破裂压力下将酸注入地层，在地层内形成裂缝，通过酸液对裂缝壁面物质的不均匀溶蚀形成高导流能力的裂缝。酸化施工使用诸如水泥车、泵车一类的施工车辆，将酸性水溶液（如，盐酸、氢氟酸、有机酸）注入地层。注入的酸液会溶解地层岩石或胶结物，从而增加地层渗透率，使油气的产出、驱替水注入更加方便。在酸化施工中，为了提高酸化效果，可以采用聚合物稠化酸注入、有机缓速酸注入、变粘酸酸化、粘弹性表面活性剂酸化等新工艺。

目前的酸化技术主要分为三类：（1）酸洗酸化；（2）解堵酸化；（3）压裂酸化。

（一）又称酸溶。分解矿物原料制取无机产品的一种湿法过程。常用无机酸作溶剂。

如分解萤石时，将干燥的萤石粉和98%浓硫酸[配比1：(1.2～1.3)]在回转反应炉内加热至280℃，再经分馏、精馏，制取无水氢氟酸。

（二）聚酯类高分子化合物链中的酯基与有机酸共热时发生羟基重新组合。聚合物分子量变小的过程。

干性油改性醇酸树脂生产中的酸解作用即为一应用实例。如甘油三脂肪酯与间苯二甲酸的反应。

1定义

酸与盐（或矿物）的复分解过程，也是一种以酸为浸取液的浸取过程。有机物被酸分解或聚合物遇酸分子量降低的过程也称酸解。酸解所用的酸可以是无机酸或有机酸。无机酸主要是硫酸、硝酸、盐酸和磷酸；有机酸如醋酸、草酸、蚁酸和其他烷基酸。酸解反应过程在无机盐工业中应用广泛，例如：硼矿粉被硫酸分解制取硼酸（见硼矿化学加工）；萤石被硫酸分解制取氢氟酸（见萤石化学加工）；铝土矿被硫酸、盐酸或硝酸分解制取铝盐（见铝土矿化学加工）；菱锌矿被硫酸分解制取硫酸锌（见锌矿化学加工）。

酸解过程中所用的酸，常使反应生成物之一为酸性气体，另一为新的固相结晶；同时必须考虑新固相结晶的成核条件和生长条件，以避免新固相包裹矿石颗粒。例如硫酸分解磷矿制取

过磷酸钙时，硫酸浓度不宜过高。否则硫酸钙在矿粉表面上形成致密薄壳，以致酸解反应不完全。酸与矿粉配比不同，可生成不同产品。例如硫酸分解钛铁矿时，因配比不同，可以生成硫酸钛或硫酸氧钛。

酸解过程通常是不可逆放热反应，分解率较高，放出的热量可使物料温度升高，因而使反应速度加快。有些酸解反应有一个起始反应温度，然后可借助自热作用加速反应，硫酸分解钛铁矿即属此例。

2影响酸解的主要因素

影响矿物或盐类酸解率和酸解速率的主要因素有：①粒度。固体粒度越小，则酸解率和酸解速率越高。②温度。温度增高则大多数物质的溶解度和扩散系数增加，溶液粘度减小，酸解速率提高。当温度受酸液沸点限制时，酸解过程须在加压下进行。③搅拌作用。搅拌能增加液-固相的相对运动速度，使扩散阻力减小,还可防止颗粒沉降。④孔隙率。固体物料孔隙率越大，越容易酸解。⑤悬浮液的液固比。液固比越大，则两相间的相对速度越大，酸解率和酸解速率也越高。

3酸解设备

酸解设备有机械搅拌槽式反应器、空气鼓泡槽式反应器、回转筒式反应器、板式浸取塔、增稠浸取器和螺旋浸取器等。过程可以间歇地或连续地进行。

水解反应

水解反应是水与另一化合物反应，该化合物分解为两部分，水中氢原子加到其中的一部分，而羟基加到另一部分，因而得到两种或两种以上新的化合物的反应过程。工业上应用较多的是有机物的水解，主要生产醇和酚。水解反应是中和或酯化反应的逆反应。大多数有机化合物的水解，仅用水是很难顺利进行的。根据被水解物的性质，水解剂可以用氢氧化钠水溶液、稀酸或浓酸，有时还可用氢氧化钾、氢氧化钙、亚硫酸氢钠等的水溶液。这就是所谓的加碱水解和加酸水解。水解可以采用间歇或连续式操作，前者常在釜式反应器中进行，后者则多用塔式反应器。

1名词解释

水解反应是一种取代反应，是溶剂解反应的一种。

定义：水与另一化合物反应，该化合物分解为两部分，水中氢原子加到其中的一部分，而羟基加到另一部分，因而得到两种或两种以上新的化合物的反应过程。工业上应用较多的是有机物的水解，主要生产醇和酚。水解反应是中和或酯化反应的逆反应。大多数有机化合物的水解，仅用水是很难顺利进行的。根据被水解物的性质水解剂可以用氢氧化钠水溶液、稀酸或浓酸，有时还可用氢氧化钾、氢氧化钙、亚硫酸氢钠等的水溶液。这就是所谓的加碱水解和加酸水解。水解可以采用间歇或连续式操作，前者常在釜式反应器中进行，后者则多用塔式反应器。

盐类水解反应的定义：在溶液中盐电离出的离子与水电离出的氢离子和氢氧根结合生成弱电解质的反应。无机物在水中分解通常是复分解过程，水分子也被分解，和被水解的物质残片结合形成新物质，如氯气在水中分解，一个氯原子和一个水被分解的氢原子结合成盐酸，水分子的另一个氢原子和氧原子与另一个氯原子结合成次氯酸；碳酸钠水解会产生碳酸氢钠和氢氧化钠；氯化铵水解会产生盐酸和氨水等。有机物的分子一般都比较大，水解时需要酸或碱作为催化剂，有时也用生物活性酶作为催化剂。在酸性水溶液中脂肪会水解成甘油和脂肪酸；淀粉会水解成麦芽糖、葡萄糖等；蛋白质会水解成氨基酸等分子量比较小的物质。在碱性水溶液中，脂肪会分解成甘油和固体脂肪酸盐，即肥皂，因此这种水解也叫作皂化反应。2典型类型

卤化物的水解

通常用氢氧化钠水溶液作水解剂，反应通式如下：