碳酸钠 ,多为白色粉末或细粒结晶,质地较为细腻,就像冬日里的细雪,触感丝滑;碳酸氢钠,通常以细小的白色晶体示人,晶体结构使其看起来更加晶莹剔透,在光线下闪烁微光,仿若细碎的钻石。
一、物理性质
1,外观形态
碳酸钠通常为白色粉末,结晶状态下呈无色晶体,其晶体形状多样,常见单斜晶系。
碳酸氢钠也是白色粉末,但晶体细小,多为细小结晶,外观上较碳酸钠晶体略显松散。
2,溶解性
碳酸钠易溶于水,在水中溶解时会放出一定热量,其溶解度随温度升高而增大,但幅度相对不是特别显著。
碳酸氢钠在水中的溶解度相对较小,且溶解度随温度升高变化不大,在一定温度下达到饱和后,加热溶液易分解,会有二氧化碳气体逸出,导致溶液中碳酸氢钠含量降低。
二、化学性质
1,热稳定性
碳酸钠稳定性较高,一般加热不易分解,需要在高温(通常超过 800℃)条件下才会发生分解反应,生成氧化钠和二氧化碳气体。
碳酸氢钠热稳定性差,受热易分解,在 50℃ - 100℃左右就会分解,生成碳酸钠、水和二氧化碳。这一性质在生活中常用于食品发酵粉,受热产生的二氧化碳气体可使面团膨胀松软。
2,与酸反应
二者都能与酸发生反应,且都属于复分解反应。碳酸钠与足量盐酸反应时,先生成碳酸氢钠,继续滴加盐酸才会产生二氧化碳气体,反应分两步进行:
第一步:碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠 ;
第二步:碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水 。
碳酸氢钠与酸反应则较为直接,迅速产生二氧化碳气体 。在实验室中,常用二者与酸的反应来制取二氧化碳气体,碳酸氢钠反应更为剧烈,更适合快速制备少量二氧化碳。
2,与碱反应
碳酸钠能与氢氧化钙等碱溶液发生反应,生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,此反应常用于工业制烧碱等工艺。
碳酸氢钠与碱反应时,若碱足量,会直接生成碳酸根离子,如与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水;若碱不足量,则生成碳酸钠和碳酸氢钠的混合物。
三、制备方法
1,碳酸钠的制备
工业上主要采用侯氏制碱法,以氯化钠、氨气、二氧化碳为原料。先向饱和食盐水中通入氨气,形成氨盐水,再通入二氧化碳,发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵,碳酸氢钠由于溶解度较小而析出,经过滤、洗涤后加热分解得到碳酸钠、水和二氧化碳。
实验室中也可用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体制备碳酸钠,当二氧化碳足量时可得碳酸氢钠。
2,碳酸氢钠的制备
工业上除从侯氏制碱法中间产物得到外,还可通过向碳酸钠溶液中通入二氧化碳来制备,利用碳酸氢钠溶解度相对较小而结晶析出。
实验室中,常用碳酸氢铵与氢氧化钠反应制备少量碳酸氢钠,通过控制反应条件和后续处理,可得到较纯的碳酸氢钠产品。
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