纯碱溶液三守恒

对溶液中三个守恒理解的再补充

问题的提出

电解质溶液中的守恒原理是无机化学的重点、难点内容，也是历年考查的热点内容之一。但在现行教材中，并未过多的涉及该方面的内容，而一些刊物、教辅上对三个守恒的理解也是各有说法，笔者现就溶液中的守恒原理进行分析，提出自己的理解，不妥之处，敬请批评改正。

溶液中的三个守恒关系 1.电荷守恒

电解质溶液中，不论存在多少种离子，溶液总显电中性，即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。

2.物料守恒

电解质溶液中，由于某些离子能水解或电离，离子种类增多，但某些关键性的原子总是守恒。(特定元素存在方式＝特定元素存在方式)

3.质子守恒

关于质子守恒及其书写，现行的部分教辅说法不一，经笔者总结，目前教辅关于质子守恒的说法主要有三个方面：

⑴质子守恒最终可通过电荷守恒式及物料守恒式联立推导得出 ⑵依据水的电离H2O?H+＋OH-，水电离的[H+]、[OH-]始终是相等的。在电解质溶液中，虽然由于某些离子的水解或电离导致水的离

子平衡移动。但无论溶液中该H+和OH-以什么形式存在，由水电离的[H+]、[OH-]永远相等。

⑶电解质溶液中分子或离子得到或失去质子n(H+)相等。(得质子数＝失质子数)

对三大守恒理解的

如何写化学中三大守恒式（电荷守恒，物料守恒，质子守恒）

这三个守恒的最大应用是判断溶液中粒子浓度的大小，或它们之间的关系等式。

电荷守恒－－即溶液永远是电中性的，所以阳离子带的正电荷总量＝阴离子带的负电荷总量 例：

+--

NH4Cl溶液：c(NH+ 4)+ c(H)= c(Cl)+ c(OH)写这个等式要注意2点：

1、要判断准确溶液中存在的所有离子，不能漏掉。 2、注意离子自身带的电荷数目。 如，

＋＋-

Na2CO3溶液：c(Na)+ c(H)= 2c(CO2－ 3)+ c(HCO－ 3)+ c(OH)

＋＋-

NaHCO3溶液：c(Na)+ c(H)= 2c(CO2－ 3) + c(HCO－ 3)+ c(OH)

＋＋ -

NaOH溶液：c(Na) + c(H)= c(OH)

＋＋-

Na3PO4溶液：c(Na) + c(H) = 3c(PO3－ 4) + 2c(HPO2－ 4) + c(H2PO－ 4) + c(OH)

物料守恒－－即加入的溶质组成中存在的某些元素之间的特定比例关系，由于水溶液中一定存在水的H、O元素，所以物料守恒中的等式一定是非H、O元素的关系。 例：

-

NH4Cl溶液：化学式中N:Cl=1:1，即得到，c(NH+ 4)

1.3 纯碱的生产

复习回顾

碳酸钠的俗名叫 ，是重要的 ，可用来制 、 、 、 和 ，碳酸钠作为原料可用来生产 的化合物，还大量应用于 中。在我国素有 “ ”之称。

[思考与交流]

1.碳酸钠在水中结晶析出主要由哪些因素影岣？

2.你认为工业生产碳酸钠的主要原料是什么？

一、氨碱法生产纯碱

氨碱法是由比利时人 发明的，氨碱法是以 和 为原料生产碳酸钠的过程。

1.生产碳酸氢钠和氯化铵的主要反应方程式是 、 。

2.制取碳酸钠的反应方程式是 。 3.思考与交流 （1） 现象 反应方程式 将2ml NH4HCO3和2ml饱和食盐水混合、振荡

（2）用食盐水洗涤煤气（废水中含氨和二氧化碳）时

6 工业纯碱总碱度的测定

一、 实验目的

1. 了解利用双指示剂法测定Na2CO3 和NaHCO3 混合物的原理和方法。 2. 学习用参比溶液确定终点的方法。 3. 进一步掌握微量滴定操作技术。 二、 实验原理

混合碱是NaCO3 与NaOH 或NaHCO3与Na2CO3 的混合物。欲测定同一份试样中各组分的含

量，可用HCl 标准溶液滴定，根据滴定过程中pH 值变化的情况，选用酚酞和甲基橙为指示

剂，常称之为“双指示剂法”。

若混合碱是由Na2CO3 和NaOH 组成，第一等当点时，反应如下： HCl+NaOH→NaCl+H2O HCl+Na2CO3→NaHCO3+H2O

以酚酞为指示剂（变色pH 范围为8.0～10.0），用HCl 标准溶液滴定至溶液由红色恰

好变为无色。设此时所消耗的盐酸标准溶液的体积为V1（mL）。第二等当点的反应

为： HCl+NaHCO3→NaCl+CO2↑+H2O

以甲基橙为指示剂（变色pH 范围为3.1～4.4）,用HCl 标准溶液滴至溶液由黄色变为

橙色。消耗的盐酸标准溶液为V2（mL）。

当V1＞V2 时，试样为Na2CO3 与NaOH 的混合物，中和Na2CO3 所消耗的HCl 标准溶液为2V1

小苏打生产

第一节 小苏打生产原理

一、相平衡

工业上通常用碳酸钠溶液碳酸化制造小苏打，也称为重碳酸化，化学反应式如下所示：

Na2CO3(aq)+CO2(g)+H2O(l)=2NaHCO3(s)+59.789kJ/mol 这个反应并不能完全进行，反应程度取决于Na2CO3、NaHCO3

的相互平衡条件，碳酸钠、碳酸氢钠-H2O系统相图的研究，提供了上述碳酸化过程制定工艺条件的依据。

由系统相图可以看出，ABCD区域为碳酸氢钠结晶区，AB线以上为倍半碳酸钠Na2CO3·NaHCO3·2H2O结晶区，AC线左侧为水的结冰区和十水碱Na2CO3·10H2O结晶区，左上侧为七水碱结晶区，右上侧还存在Na2CO3·3NaHCO3结晶区。

表中数据表明，进塔碱液Na2CO3浓度应控制在77~81tt以下。

二、反应动力学

碳酸钠溶液吸收二氧化碳生产碳酸氢钠的反应，取决于温度、溶液浓度、气体分压和反应平衡常数。碳酸氢钠的结晶速度常数与温度有关，因此控制温度是控制结晶速度的重要因素之一；同时尽可能提高气体CO2浓度，这是制取大粒结晶的重要因素。

第二节 小苏打生产工艺流程和工艺条件

小苏打的生产工艺流程可分为两部分：①碳酸钠溶液制备；②碳酸化及其他工序。

《纯碱生产企业安全规范》 安全生产行业标准编制说明

一、必要性

目前，纯碱生产行业还没有统一的安全规范，在日常安全生产管理中只能参考其他相关标准。纯碱行业安全生产的重要保证之一是有一个统一的纯碱行业安全管理规范，各企业管理人员依据本行业标准，通过法律或法令形式规定强制执行的安全标准、规程以及有关安全的要求和指标全面贯彻落实到日常的生产、生活和工作中，最大限度地减少或避免事故的发生。才能使企业做到真正意义上的可持续稳定发展。因此，编制《纯碱生产安全规范》行业标准具有十分重要的现实意义和深远意义。

二、工作简况

根据国家安全生产标准化委员会关于《2008年制修订安全生产行业标准项目计划》（项目编号为2008-82）的要求， 2009年底完成制定《纯碱生产安全规范》行业标准的制定。接到任务后负责起草单位成立了标准制定起草小组，查阅了国内外相关标准及国家相关法律法规，并对起草工作进行了分工。于2009年6月完成了标准征求意见稿的起草工作，同时通过电子邮件的方式，征求国内其他碱厂对该标准的意见，起草小组接到对征求意见稿的反馈修改意见后，进行了认真讨论，并对征求意见稿进行了修改，最终提出标准草案送审稿。本标准由国家安全生产标准化委员会归口，本标准起草单位

中华人民共和国国家标准

工业碳酸钠

GB 210-92代替GB 210-89 GB2368-2373-89

1主题内容与适用范围

本标准规定了工业碳酸钠的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。

本标准适用于以工业盐或天然碱为原料，由氨碱法、联碱法或其他方法制得的工业碳酸纳。该产品主要用于化工、玻璃、冶金、造纸、印染、合成洗涤剂、石油化工等工业。

分子式：Na2CO3

相对分子质量：105.99(按1987年国际相对原子量） 2 引用标准

GB 191 包装储运图示标志

GB 601 化学试剂 滴定分析（容量分析）用标准溶液的制备 GB 602 化学试剂 杂质测定用标准溶液的制备 GB 603 化学试剂 试验方法中所用制剂及制品的制备 GB 1250 极限数值的表示方法和判定方法

GB 3040 化工产品中铁含量测定的通用方法 邻菲啰啉分光光度法 GB 3050 无机化工产品中氯化物含量测定的通用方法 电位滴定法 GB 3051 无机化工产品中氯化物含量测定的通用方法 汞量法 GB 6003 试验筛

GB 6678 化工产品采样总则 GB 6682 实验室用水规格 GB 8946 塑料编织袋 GB 8947 复合塑料编织袋 GB

OTW 武汉理工大学硕士学位论文 加入

后

中

国

纯

碱

企

业

市 （申请管理学硕士学位论文） 场

营

销

研

究

徐

柏

年

武

汉

理

工

大

学

加入WTO 后中国纯碱企业市场营销研究 培养单位：管理学院 学科专业：企业管理 研 究 生 ：徐柏年 指导老师：聂规划 教授 2003年11月

- 1 -

分类号

UDC 密 级 学校代码

学 位

论 文

题 目 加入WTO后中国纯碱企业市场营销研究 英 文 Research on Market Sales of Soda Enterprises in

China

题 目 研究生姓名 徐柏年

姓名 职称指导教师

单位名称 邮编申请学位级别 硕士 学科专业名称 企业管理

论文提交日期2003年11月 论文答辩日期 2003年12月 学位授予单位 武汉理工大学 日期答辩委员会主席 评阅人

2003年11月

定律内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为 零，这个系统的总动量保持不变。这个 结论叫做动量守恒定律。

动量守恒定律的表达式：

动量守恒定律的条件：(1)系统的合外力为零 (2)当内力远大于外力，作用 时间非常短时。如碰撞、爆炸、 反冲等。 (3)当某一方向合外力为零时， 这一方向的动量守恒。

动量守恒定律的典型应用1.子弹打木块类模型：子弹打木块实际上是一种完全非弹性碰撞。作 为一个典型，它的特点是：子弹以水平速度射 向原来静止的木块，并留在木块中跟木块共同 运动。下面从动量、能量和牛顿运动定律等多 个角度来分析这一过程。

摩擦力(阻力)与相对位移的乘积等于系统 机械能(动能)的减少。

例1 设质量为m的子弹以初速度v0射向静止 在光滑水平面上的质量为M的木块，并留在 木块中不再射出，子弹钻入木块深度为d。 求木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中 木块前进的距离。v0 v

S

S+d

解析：子弹和木块最后共同运动，相当于完全非弹性碰撞。 从动量的角度看，子弹射入木块过程中系统动量守恒：从能量的角度看，该过程系统损失的动能全部转化为系统的内能。设平均阻力大 小为f,设子弹、木块的位移大小分别为s1、s2,如图所示，显然有s1-s2=d

mv0 M

化工热力学课件 第二版 陈钟秀主编 哈理工 哈尔滨理工大学 化工学院 何云龙

4.4 理想溶液和非理想溶液液体的结构接近于固体而不是气体。一个完善的溶液 理论必须建立在完善的分子间力理论和结构理论的基础上， 它应该能从分子参数预测溶液的宏观性质，也可从纯物质 的性质预测混合物的性质。但至目前，还远不能做到这一 点。目前工程设计中有关溶液的问题都是靠经验和半经验 关联式来解决。 研究真实溶液的方法：以理想溶液为基础，掌握理想 溶液的性质以及理想和真实溶液的区别，从而解决真实溶 液的性质的计算。 其模型和理想气体的模型是根本不同的。 理想溶液：各组分分子间的作用力及分子体积均相同。 理想理想：分子间无作用力，分子体积为零。

化工热力学课件 第二版 陈钟秀主编 哈理工 哈尔滨理工大学 化工学院 何云龙

内容包括： 内容包括：4.4.1 理想溶液的逸度， 标准态 4.4.2 理想溶液和非理想 溶液

化工热力学课件 第二版 陈钟秀主编 哈理工 哈尔滨理工大学 化工学院 何云龙

4.4.1 理想溶液的逸度， 标准态1 在相同的T 在相同的T,P下，混合物系溶 液中组分的逸度与其纯态的逸度的 RT = 1 关系式， ln 关系式，由 φ RT ∫