用氢氧化钙制取烧碱的方程式与原理
用氢氧化钙(熟石灰)制取烧碱(氢氧化钠)的化学方程式是:Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃↓ + 2NaOH。这是一个典型的复分解反应,也是工业上制备烧碱的经典方法之一,被称为“石灰苛化法”。其核心原理是利用碳酸钠(俗称纯碱或苏打)与氢氧化钙反应,生成溶解度更小的碳酸钙沉淀和氢氧化钠溶液。通过过滤分离沉淀,再将滤液蒸发浓缩,即可得到固态的烧碱。
反应过程与工业应用
该反应在常温下即可进行。实际操作中,通常将氢氧化钙制成石灰乳,与碳酸钠溶液混合并充分搅拌。反应生成的碳酸钙呈絮状沉淀,易于过滤除去。得到的氢氧化钠溶液浓度较低,需要经过多效蒸发器进行浓缩,最终可制得片碱或粒碱等产品。这一方法在历史上曾是生产烧碱的主要工艺,其原料纯碱可通过氨碱法大量获得,而氢氧化钙则由石灰石煅烧、消化得来,原料来源相对广泛。
然而,石灰苛化法也存在明显局限性。首先,反应是离子交换过程,钠的利用率受平衡限制,无法完全转化。其次,生产过程中会产生大量碳酸钙泥渣,处理困难且可能造成环境压力。随着现代氯碱工业(电解饱和食盐水)的发展,该方法因其能耗较高、步骤繁琐,已不再是生产烧碱的主流路线,但在某些特定情境或小型生产中仍有应用。理解这个方程式,不仅有助于掌握复分解反应规律,也能窥见化学工业技术路线的演进。
