[科普中国]-碱石灰

碱石灰又称钠石灰，碱石灰是白色或米黄色粉末，疏松多孔，是氧化钙(CaO,大约75%），水（H₂O，大约20%），氢氧化钠（NaOH，大约3%），和氢氧化钾（KOH，大约1%）的混合物。

名词解释主要作为干燥剂（其中氧化钙起到干燥作用），可用来干燥中性气体比如氧气，也可用于干燥碱性气体氨气。同时也可以用来吸收酸性气体，如二氧化碳、二氧化硫。如果只有氢氧化钠存在，这种干燥剂将不能在较高温度下使用，因为氢氧化钠可以与实验室最常用的玻璃仪器（主要成分为二氧化硅）发生反应腐蚀仪器。实验室制取少量甲烷可以用碱石灰和乙酸钠(醋酸钠）共热，生成碳酸钠和甲烷。1

化学成分碱石灰的主要成分：氧化钙（CaO，大约75%），氢氧化钠（NaOH，大约3%），和氢氧化钾（KOH，大约1%），水（H2O，大约20%）。(高中教材中的氧化钙与氢氧化钠和水是碱石灰的代替品)

工业碱石灰是煅烧碱石（即Na2CO3·NaHCO3·2H2O，富钾钠的石灰石）获得Na2O.CaO或K2O.CaO产品，澄清水溶液浓缩制成烧碱.

在不同化学反应中起的作用不同：

碳酸盐加热分解能产生CO2，只有（NH4)2CO3或NH4HCO3，其分解产生的混合气体通过碱石灰后，CO2和H2O被吸收，可得到纯净的NH3。（起除杂和干燥作用）

运用其干燥作用能实现气体除杂，如NH₃（H₂O）

碱石灰还可以除去SO₂，H₂S，HCl，CO₂ 等酸性气体

初中常用的干燥剂有酸性\碱性\中性之分

干燥剂顾名思义就是用来干燥用的（中学常见的干燥剂经常用来干燥气体，当然也可干燥液体，但干燥液体在中学不常见），当然根据干燥剂的性质不同干燥的物质类型也不同.

常见的干燥剂（括号中为干燥剂的状态）：

酸性干燥剂：浓硫酸（H₂SO₄），五氧化二磷（P₂O5）等；主要干燥酸性或中性气体

如SO₂,CO₂,CO,NO₂,O₂,NO,H₂,N₂

碱性干燥剂：碱石灰（CaO),NaOH等；主要干燥碱性或中性气体

如NH₃,CO,O₂,N₂,H₂,PH₃

中性干燥剂：CaCl₂(s),MgSO₄(s）等；这类干燥剂不常用因为很复杂，如CaCl₂(s），看上去好像不和酸性气体反应似乎可以干燥酸性气体，但它不能干燥卤化氢（HCl HBr），因会发生复杂的化学反应中学阶段没学；再者它也不能干燥NH₃，因它可以和NH₃形成复杂的络合物.总之这类干燥剂一般主要是干燥中性气体.

**另：**①，干燥剂的选择既要看干燥剂的性质还要看所干燥物质的性质，如浓硫酸是酸所以不能干燥碱性气体；另外浓硫酸还具有强氧化性，因此不能用来干燥还原性的物质如H₂S,HI,HBr等

②对液体干燥剂来说一般装在洗气瓶中（气体从长管进，短管出）.而固体干燥剂装在干燥管或U形管中。

错误认识认为碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的混合物是一种误解，可能源于“制碱石灰实验”，即在氢氧化钠溶液中加入氧化钙，加热，制成碱石灰。碱石灰可以由氢氧化钠和氧化钙制成，只是代替，而没说就是二者。但考试的时候还是尽量写氢氧化钠和氧化钙的混合物。制备甲烷时，碱石灰中的生石灰并不参加反应，但生石灰可稀释混合物的浓度，使混合物疏松，使生成的甲烷易于外逸，同时也减少了固体NaOH在高温时跟玻璃的作用，防止试管爆裂．生石灰的吸水性可以防止NaOH的潮解．制备甲烷时碱石灰的作用是提供反应物NaOH和干燥剂(CaO)。

用途作实验干燥剂

对人体的伤害它对蛋白质有溶解作用，有强烈刺激性和腐蚀性。用0.02%溶液滴入兔眼，可引起角膜上皮损伤。小鼠腹腔内LD50: 40 mg/kg，兔经口LDLo:500 mg/kg。粉尘刺激眼和呼吸道，腐蚀鼻中隔；溅到皮肤上，尤其是溅到黏膜，可产生软痂，并能渗入深层组织，灼伤后留有瘢痕；溅入眼内，不仅损伤角膜，而且可使眼睛深部组织损伤，严重者可致失明；误服可造成消化道灼伤，绞痛、粘膜糜烂、呕吐血性胃内容物、血性腹泻，有时发生声哑、吞咽困难、休克、消化道穿孔，后期可发生胃肠道狭窄。

防护办法大量接触碱石灰时应佩带防护用具，工作服或工作帽应用棉布或适当的合成材料制作。操作人员工作时必须穿戴工作服、口罩、防护眼镜、橡皮手套、橡皮围裙、长统胶靴等劳保用品。应涂以中性和疏水软膏于皮肤上。接触片状或粒状碱石灰时，工作场所应有通风装置，室内空气中最大允许浓度为中国MAC 0.5毫克/米3(以NaOH计)，美国ACGIH TLVC 2毫克/米3。可能接触其粉尘时，必须佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器。必要时，佩戴空气呼吸器。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器，穿橡胶耐酸碱服，戴橡胶耐酸碱手套。远离易燃、可燃物。避免产生粉尘。避免与酸类接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。稀释或制备溶液时，应把碱加入水中，避免沸腾和飞溅。

包装储运碱石灰的包装储运：2

碱石灰一般采用25kg三层塑编袋，内层和外层为塑料编织袋，中间一层为塑料内膜袋。片碱被《常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)》划为第8.2 类碱性腐蚀品，属八级危险品，危规编码：1823。应贮存在通风、干燥的库房或货棚内。包装容器要完整、密封。不得与易燃物和酸类共贮混运。运输过程中要注意防潮、防雨。失火时，可用水、砂土和各种灭火器扑救，但消防人员应注意水中溶入烧碱后的腐蚀性。

物化性质 纯品为无色透明晶体，相对密度2.130。熔点318.4℃。沸点1390℃。市售烧碱有固态和液态两种：纯固体烧碱呈白色，有块装、片状、棒状、粒状，质脆；纯液体烧碱为无色透明液体。固体烧碱有很强的吸湿性。易溶于水，溶解时放热，水溶液呈碱性，有滑腻感；溶于乙醇和甘油；不溶于丙酮、乙醚。腐蚀性极强，对纤维、皮肤、玻璃、陶瓷等有腐蚀作用。与金属铝和锌、非金属硼和硅等反应放出氢；与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应；与酸类起中和作用而生成盐和水。

保存固体氢氧化钠时要注意把封严，防止暴露在空气中吸收水分潮解或与二氧化碳。在用玻璃瓶盛放片碱或者其他形态的氢氧化钠时，不可用玻璃瓶塞，应换用胶塞，因氢氧化钠会与玻璃中的二氧化硅反应生成硅酸钠导致瓶塞与瓶体粘接不易打开。

生产方法天然碱苛化法先将天然碱粉碎、溶解、澄清，再将石灰乳加入清液中进行苛化反应；苛化液澄清后所得清液经一次蒸发，过滤除去杂质盐；滤液经二次蒸发后，再过滤除盐；最后滤液熬制成烧碱。

NaHCO₃+Ca(OH)₂→NaOH+H₂O+CaCO₃↓2纯碱苛化法先将纯碱溶于水，与石灰乳混合进行苛化反应。苛化液澄清后，清液蒸发浓缩至一定浓度的液体产品，将浓缩液进一步熬浓可得固体产品。

Na₂CO₃+Ca(OH)₂→2NaOH+CaCO₃↓3.隔膜电解法将原盐(食盐)溶于水(化盐)后，分别加入适量的纯碱、烧碱和氯化钡，以除去钙、镁和硫酸根离子。为加速沉淀，可加入苛化麸皮类沉淀剂。盐泥过滤、洗涤，洗水用于化盐。澄清液经砂滤后，用盐酸中和，经预热后进人电解槽电解。电解液经预蒸发后过滤除去氯化钠等盐，最后熬制成固体烧碱。2NaCl+2H₂O[电解] →2NaOH+Cl₂↑+H₂↑;

工业上生产烧碱的方法有苛化法和电解法两种。

苛化法按原料不同分为纯碱苛化法和天然碱苛化法；电解法可分为隔膜电解法和离子交换膜法。纯碱苛化法将纯碱、石灰分别经化碱制成纯碱溶液、化灰制成石灰乳，于99～101℃进行苛化反应，苛化液经澄清、蒸发浓缩至40%以上，制得液体烧碱。将浓缩液进一步熬浓固化，制得固体烧碱成品。

苛化泥用水洗涤，洗水用于化碱。其Na₂CO₃+Ca(OH)₂→2NaOH+CaCO₃天然碱苛化法 天然碱经粉碎、溶解(或者碱卤)、澄清后加人石灰乳在95～100℃进行苛化，苛化液经澄清、蒸发浓缩至NaOH浓度46%左右、清液冷却、析盐后进一步熬浓．制得固体烧碱成品。苛化泥用水洗涤，洗水用于溶解天然碱。

其Na₂CO₃+Ca(OH)₂→2NaOH+CaCO₃↓ NaHCO₃+Ca(OH)₂→NaOH+CaCO₃↓+H₂O隔膜电船法将原盐化盐后加入纯碱、烧碱、氯化钡精制剂除去钙、镁、硫酸根离子等杂质，再于澄清槽中加入聚丙烯酸钠或苛化麸皮以加速沉淀，砂滤后加入盐酸中和，盐水经预热后送去电解，电解液经预热、蒸发、分盐、冷却，制得液体烧碱，进一步熬浓即得固体烧碱成品。

盐泥洗水用于化盐。其2NaCl+2H₂O[电解] →2NaOH+Cl₂↑+H₂↑离子交换膜法将原盐化盐后按传统的办法进行盐水精制，把一次精盐水经微孔烧结碳素管式过滤器进行过滤后，再经螫合离子交换树脂塔进行二次精制，使盐水中钙、镁含量降到0.002%以下，将二次精制盐水电解，于阳极室生成氯气，阳极室盐水中的Na+通过离子膜进入阴极室与阴极室的0H生成氢氧化钠，H+直接在阴极上放电生成氢气。

电解过程中向阳极室加入适量的高纯度盐酸以中和返迁的OH-，阴极室中应加入所需纯水。在阴极室生成的高纯烧碱浓度为30%～32%(质量)，可以直接作为液碱产品，也可以进一步熬浓，制得固体烧碱成品。其2NaCl+2H₂O→2NaOH+H₂↑+Cl₂↑。3

本词条内容贡献者为:

侯传涛 - 副教授 - 青岛大学