碳酸氢钠介绍
碳酸氢钠（sodium bicarbonate），分子式为NaHCO₃，是一种无机化合物，呈白色结晶性粉末，无臭，味咸，易溶于水。在潮湿空气或热空气中即缓慢分解，产生二氧化碳，加热至270℃完全分解。遇酸则强烈分解，产生二氧化碳。
碳酸氢钠在分析化学、无机合成、工业生产、农牧业生产等方面有较为广泛的应用。
碳酸氢钠研究历史
1791年，法国化学家尼古拉斯·勒布朗（Nicolas Leblanc）制备出碳酸钠，为碳酸氢钠的合成奠定了基础。1801年，德国药理学家瓦伦汀·罗斯（Valentin Rose the Younger）报道了碳酸氢钠的发现。1846年，美国面包师约翰·德怀特（John Dwight）和奥斯汀·邱奇（Austin Church）在美国建立了第一家用碳酸钠和二氧化碳生产碳酸氢钠的工厂。1861年，比利时化学家索尔维（E.Solvay）开发出了一种生产碳酸钠和碳酸氢钠的工业方法。1942年，中国化工专家侯德榜在索尔维工艺的基础上发明了联合制碱法。除了从天然开采的矿物中提取外，世界上大部分工业生产的碳酸氢钠都受到索尔维方法的影响。
碳酸氢钠理化性质
碳酸氢钠物理性质
碳酸氢钠是白色晶体，或不透明单斜晶系细微结晶，无臭、味微咸而性凉，易溶于水及甘油，不溶于乙醇。在水中溶解度为7.8g（18℃）、16.0g（60 ℃），密度2.20g/cm，比重为2.208，折射率为α：
1465；β：
1498；γ：
1504，标准熵24.4J/(mol·K)，生成热229.3kJ/mol，溶解热4.33kJ/mol，比热容（Cp）20.89J/(mol·°C)(22°C)。
碳酸氢钠化学性质
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化学性质 |
说明 |
反应方程式 |
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酸碱性 |
碳酸氢钠的水溶液因水解而呈弱碱性，0.8%的水溶液pH值为8.3。 |
HCO3+H2O⇌H2CO3+OH |
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与酸反应 |
碳酸氢钠可以和酸反应，例如碳酸氢钠和盐酸反应。 |
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O。 |
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与碱反应 |
碳酸氢钠可以和碱反应，例如碳酸氢钠和氢氧化钠反应。 |
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O |
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和氢氧化钙反应时，若碳酸氢钠足量。 |
2、NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O |
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和氢氧化钙反应时，若碳酸氢钠少量。 |
NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O。 |
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与盐反应 |
碳酸氢钠能与氯化铝和氯酸铝发生双水解，生成氢氧化铝、钠盐和二氧化碳，化学方程式分别为。 |
3、NaHCO3+AlCl3=Al(OH)3↓+3NaCl+3CO2↑ 3、NaHCO3+Al(ClO3)3=Al(OH)3↓+3NaClO3+3CO2↑。 |
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碳酸氢钠能与某些金属盐溶液发生复分解反应。 |
2、HCO3+Mg=CO2↑+MgCO3↓+H2O。 |
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受热分解 |
碳酸氢钠常温下性质稳定，受热易分解，在50℃以上迅速分解，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。 |
2、NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O。 |
碳酸氢钠毒理学数据
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急性毒性 |
大鼠经口LD50：4220mg/kg |
|---|---|
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小鼠经口LD50：3360mg/kg。 |
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生殖毒性 |
大鼠腹腔TDLo：40mg/kg。 |
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吸入毒性 |
大鼠LD：＞900mg/m。 |
钠离子为人体正常需要，一般认为无毒，但过量摄入，可能会造成碱中毒，损害肝脏，且可诱发高血压。一次性服用大量碳酸氢钠，可引起胃膨胀，甚至胃破裂。
碳酸氢钠制法
碳酸氢钠工业制备
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工业制备方法 |
介绍 |
反应方程式 |
|---|---|---|
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气相碳化法 |
将碳酸钠溶液，在碳化塔中通过二氧化碳碳化后，再经分离、干燥、粉碎，即得成品。 |
Na₂CO₃+CO₂(g)+H₂O=2NaHCO₃ |
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气固相碳化法 |
将碳酸钠置于反应床上，并用水拌好，由下部吸入二氧化碳，碳化后经干燥、粉碎，即得成品。 |
Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃ |
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废碱液回收法 |
在纯碱生产过程中，纯碱煅烧炉产生的炉气，经旋风分离后，仍含有较多的碱粉。将此炉气用热碱回收，使碱粉溶解在碱液内，在循环溶解过程中，部分碱液送往蒸氨塔，蒸出热碱液中氨，使碱液进一步浓缩，作为生产小苏打的碱液原料，蒸氨塔顶出来的氨、二氧化碳和水混合气，进入原来炉气冷却塔。小苏打生产中分离脱水后的母液，用于热碱液循环，以溶解回收炉气中碱粉，构成生产过程循环。 废碱液回收后，经碳化、离心分离、干燥，制得碳酸氢钠成品。 |
碳化：Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃ |
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天然碱加工法 |
以天然碱为原料，由于杂质含量较高，因而碱液配制时，需严格控制化碱温度、浓度及母液循环次数，母液中总盐量应大于240g/L。化碱后碱液浓度碳酸钠大于150g/L、氯化钠小于50g/L、硫酸钠小于90g/L，所得碱液经过滤除渣，然后与二氧化碳碳化生成碳酸氢钠结晶，经洗涤脱水，洗液可返回化碱或排放，结晶经干燥，制得碳酸氢钠成品。 |
碳酸氢钠实验室制备
实验室可利用碳酸钠的水溶液与二氧化碳反应制备碳酸氢钠。
碳酸氢钠应用领域
碳酸氢钠实验室用途
碳酸氢钠可用作分析试剂，还用于无机合成。可用于配制碳酸钠-碳酸氢钠缓冲溶液，加入少量酸或碱时能保持氢离子浓度不发生显著变化，可保持体系pH值相对稳定。
碳酸氢钠工业用途
碳酸氢钠可用于生产酸碱灭火器和泡沫灭火器，在橡胶工业中碳酸氢钠可用于橡胶、海绵生产。在冶金工业中碳酸氢钠可用作浇铸钢锭的助熔剂。在机械工业中碳酸氢钠可用作铸钢（翻砂）砂型的成型助剂。在印染工业中碳酸氢钠可用作染色印花的固色剂、酸碱缓冲剂、织物染整的后方处理剂；染色中加入小苏打可以防止纱筒产生色花，还可用作羊毛的洗涤剂。
碳酸氢钠食品加工用途
在食品加工中，碳酸氢钠是一种应用最广泛的疏松剂，用于生产饼干、面包等，但作用后会残留碳酸钠，使用过多会使食品碱度过大而导致风味变劣，色泽黄褐。是汽水饮料中二氧化碳的发生剂；可与明矾复合为碱性发酵粉，也可与纯碱复合为民用石碱；还可用作黄油保存剂。在蔬菜加工中可用作果蔬护色剂。在洗涤果蔬时添加约0.1%~0.2%的碳酸氢钠可使绿色稳定。碳酸氢钠用作果蔬处理剂时，通过对果蔬煮漂，可使果蔬的pH值升高，蛋白质的持水性提高，促进食品组织细胞软化，使涩味成分溶出。此外对羊奶有去膻作用，使用量为0.001%~0.002%。
碳酸氢钠农牧业用途
碳酸氢钠可用于农业浸种，还能够弥补饲料中赖氨酸含量的不足，将碳酸氢钠溶于少量清水中或拌入精料中给牛饲喂（适量添加），可促进牛的生长，还可明显提高奶牛的产奶量。
碳酸氢钠医学用途
碳酸氢钠可作为制药的原料，用于治疗胃酸过多、代谢性酸中毒，也可碱化尿液以预防尿酸性肾结石。也可减少磺胺药的肾毒性，及急性溶血时防止血红蛋白沉积在肾小管，治疗胃酸过多引起的症状；静脉滴注对巴比妥类、水杨酸类药物及甲醇等药物中毒有非特异性的治疗作用。但禁用于吞食强酸中毒时的洗胃，且大量注射、存在肾功能不全或长期应用时，可出现心律失常、肌肉痉挛、疼痛、异常疲倦虚弱、呼吸减慢、口内异味、尿频、尿急、持续性头痛、食欲减退、恶心、呕吐等。
碳酸氢钠安全措施
碳酸氢钠环境危害
碳酸氢钠通常对水是不危害的，若无政府许可，勿将材料排入周围环境。
碳酸氢钠泄漏处理
隔离泄漏污染区，限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿一般作业工作服。避免扬尘，小心扫起，置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏，用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。
碳酸氢钠储运注意
碳酸氢钠属非危险品，但应防止受潮。储存于干燥通风库房内。不可与酸类混储混运。食用小苏打尤须注意不得与有毒物品混储混运，防止污染。
碳酸氢钠检测方法
碳酸氢钠测定原理
用甲基红-溴甲酚绿混合指示液为指示剂，以盐酸标准滴定溶液滴定求得总碱量，从中减去碳酸钠所相当的碱度后计算之。
碳酸氢钠应用试剂
溴甲酚绿-甲基红混合指示液；盐酸标准滴定溶液。
碳酸氢钠测定步骤
称取2.5g样品（精确至0.0002g）置于锥形瓶内，加50mL水和10滴溴甲酚绿-甲基红混合指示液，用盐酸标准滴定溶液滴定至溶液由绿色变为暗红色，煮沸2min，冷却后继续滴定至暗红色。
碳酸氢钠计算方法
碳酸氢钠（以NaHCO3计）%=
式中V——滴定耗用盐酸标准滴定溶液体积，mL
C——盐酸标准滴定溶液实际浓度，mol/L
A1——NaHCO3含量，%
m——样品质量，g
0.08401——与1.00mL盐酸标准滴定溶液相当的以克表示的碳酸氢钠的质量
1585——把Na2CO3换算成NaHCO3的系数