高岭土的成分是什么?
飞秒检测发现高岭土又称为瓷土粉高岭石高岭土绢云母白陶土瓷土白土阁土粉等,英文名称:KAOLIN英文同义词:AnhydrolArgillaBilt-coteBilt-platesBucaCatalpoChinaclaypowderClays,China
CAS号:1332-58-7
分子式:H2 Al2 O8 Si2 . H2 O
分子量:258.16
纯品白色,一般含杂质者呈灰色或淡黄色,致密的或松散粉状,有泥土味。吸水后呈暗色,并有特殊的粘土昧。相对密度2.54~2.60,熔点约1785℃。有很好的滑溜性。不燃烧。不溶于水、乙醇、稀酸和碱液。加水揉和后有可塑性。
熔点 1750 °C
密度 2,6 g/cm3
折射率 1.6200
形态粉末
颜色75-96
PH值6-7 (50g/l, H2O, 20℃)(浆料)
中国高岭土矿产资源排名世界前列,已探明267处矿产地,探明储量29.10亿吨,其中:我国非煤建造高岭土,资源储量居世界第五位.已探明储量14.68亿吨,主要集中分布在广东,陕西,福建,江西,湖南和江苏六省占全国总储量的84.55%;含煤建造高岭土(高岭岩)储量占世界首位,探明储量为14.42亿吨,主要分布在山西大同,怀仁,朔州,内蒙古准格尔,乌达,安徽淮北,陕西韩城等地其中以内蒙古准格尔煤田的资源最多。
国内有五大高岭土矿产地:
(1)湖南省衡阳县界牌镇矿产资源丰富。高岭土、纳长石、钾长石、石英石储量达2亿吨,现有采矿及矿产品加工企业近40家。大牌岭矿区(以高岭土矿为主)单矿蕴藏量雄居亚洲之冠达8000万吨。全镇年采矿量在50万吨以上,供应全国数百家陶瓷厂。
(2)茂名地区高岭土,茂名盆地内高岭土矿属沉积岩风化残积亚型矿床,其石英等砂质含量大于50%,故称为砂质高岭土矿。茂名高岭土从成因上说经过风化残积——搬运自磨——再风化三个阶段,高岭土风化完全,晶片以单片状为主,粒度细。主要为造纸涂料原料。
(3)龙岩高岭土,属风化残余型高岭土矿床。由于含铁量低于0.3%,钛低于0.02%,并含有一定量低温溶剂元素(Li2O)是电瓷、高档日用、美术瓷的理想原料。
(4)苏州阳山高岭土,该矿床为热液蚀变型高岭土。质地纯净的苏州阳山泥,其化学成分十分接近高岭石的理论成分,Al2O3含量可高达39.0%左右,颜色洁白、颗粒细腻。主要用于催化剂载体及化工原料。
(5)合浦高岭土:属风化残余型高岭土矿床。主要用于建筑陶瓷原料。
(6)北方煤系高岭土:为沉积型高岭岩,主要分布于我国产煤区域,可用于建筑、涂料、油漆及造纸涂料——煤系土。
上述6大产区产量约占中国80%以上,在资源类型方面也有主要的代表性。
蒙脱石(montmodUonite)又名微晶高岭石,是一种层状结构、片状结晶的硅酸盐粘土矿,因其最初发现于法国的蒙脱城而命名的。为止泻药类非处方药药品。临床适用于成人及儿童急、慢性腹泻。
蒙脱石是由颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的矿物,它们一般为块状或土状。蒙脱石晶体属单斜晶系的含水层状结构硅酸盐矿物。名称来源于首先发现的产地法国的Montmorillon。蒙脱石颗粒细小,约0.2~1微米,具胶体分散特性,通常都呈块状或土状集合体产出。蒙脱石在电子显微镜下可见到片状的晶体,颜色或白灰,或浅蓝或浅红色。当温度达到100~200℃时,蒙脱石中的水分子会逐渐跑掉。失水后的蒙脱石还可以重新吸收水分子或其他极性分子。当它们吸收水分后还可以膨胀并超过原体积的几倍。蒙脱石的用途多种多样,人们将它的特性运用到化学反应中以产生吸附作用和净化作用。它还可以作为造纸、橡胶、化妆品的填充剂,石油脱色和石油裂化催化剂的原料等,还可作为地质钻探用泥浆,冶金用粘合剂及医药等等方面。
我国关于蒙脱石产品的定义不统一,常造成蒙脱石产品歧义。目前关于蒙脱石产品的定义有二个,一个是非金属矿行业的蒙脱石产品的定义:粘土矿中蒙脱石含量大于80%就称为蒙脱石,如蒙脱石干燥剂等,其产品含量多用吸蓝量等方法定性定量,品位不外乎为高纯度的膨润土而已,蒙脱石是膨润土的一种起主要作用的成分,但膨润土不是蒙脱石,蒙脱石也不是膨润土,只不过是蒙脱石需要从膨润土中提纯获得的;另一个是医药化妆品等行业对蒙脱石产品的要求,这是真正意义上的蒙脱石,其概念接近科研研究领域上的蒙脱石的界定,其产品含量多用XRD等方法定性定量。为了和非金属矿行业的蒙脱石产品区别开来,目前国内外常常采用八面体蒙脱石或十六角蒙脱石的叫法。
蒙脱石CAS:1318-93-0
一、概述
高岭土是一种以高岭石族粘土矿物为主要成分,质地纯净的细粒粘土或粘土岩。高岭石因首先发现于我国江西景德镇的高岭而得名。高岭石族粘土矿物包括高岭石、埃洛石、迪开石、珍珠陶土等。组成高岭土的其他粘土矿物和非粘土矿物主要有:粘土矿物——水云母、蒙脱石和绿泥石;非粘土矿物——石英、长石和云母。此外,还含有少量铝的氧化物和氢氧化物,铁矿物(褐铁矿、磁铁矿、黄铁矿),钛的氧化物、有机质等。
高岭石的理论化学成分为:Al2O3为39.5%,SiO2为46.54%,H2O为13.96%。高岭石一般为无色-白色的细小鳞片,单晶体呈假六方板状或书册状,粒径以0.5~2μm者为多,个别蠕虫状晶体可达数毫米。纯净的高岭土可达到高岭石族矿物的理论组成,一般呈白色或浅灰色,含杂质时,呈黄、玫瑰或灰、黑色等。原矿呈致密块状或疏松土状,质软,有滑腻感,珍珠光泽或无光泽,半透明至不透明,硬度1~2.5,小于指甲,相对密度2.2~2.6。
质纯的高岭土具有白度高,质软易分散悬浮于水中,良好的可塑性和高的粘结性,优良的电绝缘性能。具有良好的抗酸溶性,很低的阳离子交换量,较高的耐火度等理化性能。见表3-27-1。
表3-27-1 高岭土理化性能
二、矿石类型及工业要求
1.矿石类型
自然产出的高岭土矿石,根据其质量、可塑性和砂质(石英、长石、云母等矿物粒径>50μm)的含量,可划分为硬质高岭土、软质高岭土和砂质高岭土三种工业类型,它们的特征见表3-27-2。
2.矿床类型
表3-27-2 高岭土矿石类型
我国高岭土矿床成因类型较多,以风化型、热液蚀变型和沉积型为主。其中风化型矿床主要分布在广东、四川等地,沉积型高岭土矿床主要分布在山西、河北、河南、山东、福建等地,热液蚀变型矿床主要分布在江西等地。我国北方所产高岭土多属沉积型矿床,南方所产高岭土多属风化残积型及热液蚀变型。此外,在北方、南方都有风化淋滤型及第四纪沉积型高岭土矿床的分布。高岭土矿成矿时代多为中、新生代。河南省的高岭土矿床类型主要为石炭纪—二叠纪含煤建造中的沉积型硬质高岭土。
3.一般工业要求
不同的工业部门对高岭土矿石的质量要求不尽相同,陶瓷工业通常要求高岭土矿石熟料的白度高,Fe、Mn、Ti等着色、电导性元素含量低,焙烧时使制品易熔、起泡的杂质和其他机械混入物少,有较高的耐火度,烧成后不变形;造纸工业要求矿石生料白度高,造浆性能好,颗粒微细、均匀,如用于刮刀涂布原料的应以粒径小于2μm的占80%以上鳞片状高岭石组成的高岭土;橡胶工业也要求粒度小,以产生高度的分散性和吸附性,并极少含Cu、Mn等易使橡胶过早硬化的杂质,Fe、SO3的含量也必须很低,但对白度却无具体要求;耐火材料工业的基本要求是耐火度>1580℃;白水泥工业要求矿石中Fe2O3<0.7%,而对SiO2、Al2O3等则无严格要求。为此,在评价高岭土矿石时,应综合考虑各工业部门的相同与不同要求,以最低工业要求作为划分矿与非矿的标准,在此基础上划分出优质矿石,通过矿床技术经济评价合理确定原矿工业指标。一般工业指标可参照如下标准(表3-27-3)。
表3-27-3 高岭土矿床一般工业标准
高岭土矿床一般开采技术条件要求:沉积型硬质高岭土最低可采厚度:露采0.7~1m,地采0.7m;夹石剔除厚度:露采0.3~0.5m,地采0.3m。其他类型高岭土矿最低可采厚度:露采0.7~2m,地采1m;夹石剔除厚度:露采1~2m,地采lm。
高岭土矿床矿石一般测试项目包括:①基本化学分析Al2O3、Fe2O3、TiO2;②组合分析 SiO2、MgO、CaO、Na2O、K2O、TSO3(含硫矸);③物性测定 粒度组成、白度、可塑性、干燥收缩率、耐火度等。
三、高岭土矿产资源概况
据美国矿业局(1985年)估计,世界已查明的高岭土矿产资源总量为117.94亿t,分布于50多个国家和地区,主要集中在欧洲(54.43亿t)和北美洲(37.19亿t),次为亚洲、大洋洲。其中:美国35.38亿t,原苏联22.68亿t,英国18.14亿t,捷克10亿t,中国约3.3亿t。世界高岭土年产量超过2300万t(1994年),其中:美国约1000万t,英国、朝鲜超过200万t,巴西、德国、中国、捷克等国年产量超过100万t。高岭土价格(1998年):造纸涂料级100~180美元/t,填料级75~100美元/t,陶瓷级60~120美元/t。
我国高岭土资源丰富,矿床分布广泛,全国有16个省都有产出,但主要分布在东南沿海一带。华东、中南地区探明储量为全国总储量的80%,其中以江苏、浙江、福建、江西、湖南、广东等省为主,四川、贵州、云南、山西、河北、辽宁、山东、河南等省也有分布。全国包括陶瓷粘土在内的高岭土矿床共有200多处,但大型矿床较少,多为中、小型。主要矿床有:江苏苏州,四川叙永,辽宁丹东,浙江温州,广东潮安、茂名、湛江,福建永春、闽清、同安,湖南醴陵、衡阳、衡山,山西大同,江西景德镇,陕西洛南,山东淄博以及西藏羊八井等矿床。
河南省高岭土资源十分丰富,经近年工作证明,储量位居全国前列,但由于历史原因,勘探程度及开发利用程度都很低。主要原因一是因为对我省大范围分布的煤系高岭土认识较晚,以往多作为耐火粘土矿床予以勘探评价和开发利用;二是因为我国高岭土开发以往主要集中于东南沿海一带,已形成较为成熟的开发加工技术流程,该区主要矿床类型为风化残积型,而北方含煤岩系中的硬质高岭土开发加工技术近年才取得突破和应用。
我省高岭土矿床成因类型以含煤建造沉积型为主,其次为热液蚀变型和风化淋滤型。主要矿产地有10余处,如禹县神垕、巩县钟岭、博爱九府坟、宜阳李沟、临汝风穴寺、禹县三峰山、禹县朱屯、鲁山梁洼、郏县东黄道、济源克井、济源郡源、卢氏八宝山、淅川太子庙等。累计探明储量约1000万t(高岭土和陶瓷土)(1998年底),年产量约6万t(1998年)。
含煤建造沉积型高岭土主要赋存于石炭纪—二叠纪沉积岩系中,含矿层位包括:石炭系本溪组、太原组和二叠系下石盒子组。本溪组硬质高岭土矿层,厚度变化较大,一般厚1m~nm,常常与铁矿、铝土矿、耐火粘土矿共生。主要特点:含铁高、富含有机质,灰白色—灰黑色。该层以往多作为耐火粘土矿床评价,根据近年研究,可分层利用,一部分作耐火粘土,另一部分优质矿石可做陶瓷或造纸用高岭土。该矿层自然白度低,煅烧后可达90%以上,高岭石含量一般达90%以上。黄河以北总体质量较好,如博爱九府坟陶瓷粘土矿,矿层位于本溪组地层中,厚0.45~2.78m,一般0.75~1.65m,主要矿物成分为高岭石,主要化学成分:Al2O3为35.63%~38.65%,SiO2为44.05%~45.79%,Fe2O3为0.19%~0.72%,TiO2为0.40%~1.8%,烧失量为7.94%~8.76%,塑性指数为8.43~11.81。济源井本溪组高岭土矿含高岭石达93%~99%,济源邵源芬沟本溪组高岭土矿高岭石含量达95%以上,Al2O3为38.94%,SiO2为45.14%,Fe2O3为0.25%,TiO2为0.38%,矿石质量接近高岭石理论化学成分。
二叠系下石盒子组硬质高岭土矿主要分布在黄河以南,矿层厚度一般较大,几m至十几m不等,位于下石盒子组的下部。主要特点:有机质含量低,自然白度高,一般呈灰色—蓝灰色,含铁高。但可分层利用,含铁高部分作耐火粘土,含铁低部分作陶瓷粘土或造纸用粘土。该矿层之优质部分质量良好,自然白度达85%以上,质纯、细致、高岭石含量高,非常接近纯高岭石岩。对该矿层以往没给予重视,近年随着人们对非金属矿产的重新认识,加强了对此层的研究开发利用。代表性矿山如巩县钟岭陶瓷粘土矿,矿层按质量可分三层:下矿层厚1.28m,局部可作陶瓷原料;中矿层为主矿层,厚1.5~8.5m,一般3~5m,深灰及蓝灰色厚层状,质细密,解理发育,贝壳状断口;上矿层厚1~2.14m,最厚达13m多,为黄褐色薄层铝土质页岩夹高岭土矿。探明储量达165.8万t,主矿层化学组分:Al2O3为39.8%,SiO2为43.51%,Fe2O3<3%,塑性指数为5.8%~19.97%。鲁山梁洼粘土矿,矿层厚2.1~15.28m,储量800多万t,以往主要用作耐火粘土。近年研究表明,可分出优质矿层,其高岭石含量达90%~98%,自然白度达85%,含铁小于0.8%。郏县东黄道90年代作为高岭土矿进行勘探,提交储量42.44万t,远景储量近百万t,主矿层厚度2.0~2.2m,自然白度76.6%,Al2O3为36.72%~38.79%,SiO2为42.56%~45.11%,Fe2O3为0.37%~0.95%,高岭石含量>95%,质量优良。另外在焦作、济源一带也发现有优质矿层,其中济源邵源芬沟主矿层厚1.8m,质纯、灰白色,高岭石含量80%~95%,Al2O3为38.08%~38.52%,SiO2为45.20%~45.38%,Fe2O3为0.30%~0.53%。
热液蚀变型高岭土矿床在我省分布不广,代表性矿山为卢氏八宝山陶瓷粘土矿。由钾长花岗斑岩经热液蚀变而形成。矿石分两种类型:高岭土岩及强高岭土化钾长花岗斑岩。白色、块状,高岭石为主,含铁较高(平均1.5%~2.5%),矿石经洗选后可作为陶瓷工业和高碱玻璃原料。探明高岭土储量134万t,高碱玻璃原料储量7100万t。
风化淋滤型高岭土矿床仅在淅川太山庙沟发现。矿层赋存于震旦系白云质灰岩与寒武系硅质岩沉积接触界面及其附近,属风化残余高岭土矿床。矿石类型为伊利石-高岭石(包括迪开石)粘土,可分为优质高岭土和一般高岭土两种,优质高岭土,洁白色,油脂光泽,具滑感,湿后可塑性大,干燥后易碎成粉末状,高岭石含量为主,微量石英及绿泥石,铁含量由无至微量。该处高岭土矿以往一直作耐火材料原料开采。70年代以来部分作陶瓷原料用,主要用于电瓷原料和卫生陶瓷原料。
四、高岭土的主要用途
高岭土的可塑性、粘结性、一定的干燥强度、烧结性及烧后白度等特殊性能,使其成为陶瓷生产的主要原料;洁白、柔软、高度分散性、吸附性及化学惰性等优良工艺性能,使其在造纸工业上得到广泛的应用。此外,高岭土在橡胶、塑料、耐火材料、石油精炼等工业部门以及农业和国防尖端技术领域亦有广泛用、途。见表3-27-4。
表3-27-4 高岭土的主要用途
五、产品的主要工业技术指标
1.产品质量要求
高岭土的应用领域不同,对其质量要求截然不同。在化学成分方面,造纸涂料、无线电瓷、耐火坩埚等要求高岭土Al2O3和SiO2的含量接近高岭石的理论值;日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、白水泥原料、橡胶和塑料的填充剂对高岭土的Al2O3含量要求可适当放低些,SiO2含量可酌情高些。对Fe2O3、TiO2、SO3等有害成分,亦有不同的允许含量,对CaO、MgO、K2O、Na2O的含量允许值,不同用途中也不尽相同。在物理性能方面,各应用领域要求的侧重点更为明显。造纸涂料主要要求高的白度、低的粘浓度及细的粒度;陶瓷工业要求良好的可塑性、成型性能和烧成白度;耐火材料要求高的耐火度;搪瓷工业要求良好的悬浮性等。这就决定了高岭土产品规格、牌号的多样性。
表3-27-5 高岭土通用标准(JC88-82)
2.产品质量标准
我国现行的高岭土产品标准是国家建材局1982年重新修订的。它以化学成分和物理性能作为划分产品等级牌号的依据,制定了高岭土的通用标准(JC88-82),见表3-27-5。同时按用途制定了造纸、搪瓷、橡胶用高岭土3个专用标准,见表3-27-6、表3-27-7、表3-27-8。
表3-27-6 造纸工业用高岭土标准(JC318-82)
表3-27-7 搪瓷工业用高岭土标准(JC319-82)
表3-27-8 橡胶工业用高岭土标准(JC320-82)
六、高岭土选矿方法及工艺流程
1.选矿加工方法
为了分离高岭土中的石英、长石、云母、铁矿物、钛矿物等非粘土矿物及有机物质等,生产出能满足各应用领域需求的高岭土产品。重选、浮选、磁选、化学处理等选矿方法及其他改善高岭土质量的加工方法,都已应用于高岭土选矿加工过程中。针对我省沉积型高岭土矿的特点,有关科研单位经多年研究试验,提出两种选矿加工方案,一是通过焙烧加工除去水分和脱碳以提高白度,二是通过超细粉碎和化学漂白方法来提高白度,以求达到涂料级高岭土的质量标准,这两条技术路线已经成熟和应用。有关高岭土的主要选矿加工方法见表3-27-9。
表3-27-9 高岭土主要选矿加工方法
续表
2.工艺流程
高岭土选矿工艺流程,一般包括:准备、分选和产品处理三部分。准备部分包括破碎、制浆等作业;分选部分包括分选、漂白、剥片等作业;产品处理部分包括浓缩、过滤、干燥和包装等作业。由于矿石类型、产品指标不同,选矿工艺流程各不相同。各种矿石类型的原则工艺流程见表3-27-10。
表3-27-10 高岭土选矿工艺流程
生产高附加值精细高岭土产品的工艺流程关键环节是超细粉碎和精细分级。通过超细粉碎和精细分级(包括剥片工艺),可提高产品中高岭石粉料<2μm粒径的含量比例(达80%以上),生产出涂布级高岭土精细产品,大大提高纸张的光泽度和不透明度。化学漂白是高岭土工业排除杂色的含铁化合物传统工艺,其目的是去除铁、钛等杂质,提高产品白度。高梯度强磁场磁选法及选择性絮凝法也是去除杂质、提高白度的有效方法。在加工工艺流程选择中应充分考虑矿石类型和组分特点,为生产出高附加值产品,创造较高的经济效益,可多种方法综合使用。
瓷器——高岭土,玻璃——石英砂、石灰、硼砂,铅笔——石墨硫酸——自然硫、黄铁矿印泥——辰砂(朱砂),石灰、干燥剂——石灰石,各种珠宝首饰。
石灰石是以方解石 (矿物)为主要成分的碳酸钙岩。
其主要是在浅海的环境下形成的,它可以直接加工成石料和烧制成生石灰。
碳酸钙是一种化合物,化学式是CaCO3,CAS号 471-34-1, 它是地球上常见物质,可于岩石内找到,动物背壳和蜗牛壳的主要成份。
它以方解石和文石两种矿物存在于自然界,方解石属三方晶系,六角形晶体,纯净的方解石无色透明,一般为白色,含有56%CaO,44%CO2,密度为2.715g/cm3,莫氏硬度为3,性质较脆。
文石属于斜方品系,菱形晶体,呈灰色或白色,密度为2.94g/cm3,莫氏硬度为3.5-4,性质致密。
外观与性状: 无色或微黄色发烟液体,有刺鼻的酸味。
pH:
熔点(℃): -114.8(纯)
沸点(℃): 108.6(20%)
相对密度(水=1): 1.20
相对蒸气密度(空气=1): 1.26
饱和蒸气压(kPa): 30.66(21℃)
燃烧热(kJ/mol): 无意义
临界温度(℃): 无意义
临界压力(MPa): 无意义
辛醇/水分配系数的对数值: 无资料
闪点(℃): 无意义
引燃温度(℃): 无意义
爆炸上限%(V/V): 无意义
爆炸下限%(V/V): 无意义
溶解性: 与水混溶,溶于碱液。
禁配物: 碱类、胺类、碱金属、易燃或可燃物。
强酸性,和碱反应生成氯化物和水
HCl + NaOH = NaCl + H2O
能与碳酸盐反应,生成二氧化碳,
K2CO3 + 2HCl = 2KCl+ CO2↑ + H2O
能与活泼金属单质反应,生成氢气
Fe+ 2HCl =FeCl2+ H2↑
能与金属氧化物反应,生成盐和水
MgO+2HCl=MgCl2+H2O
实验室常用盐酸于制取二氧化碳的方法
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑(不用Na2CO3因为反应速率过快)
能用来制取弱酸
CH3COONa+HCl=CH3COOH+NaCl
硫酸
◎1.吸水性
将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中,其质量将增加,密度将减小,浓度降低,体积变大,这是因为浓硫酸 具有吸水性。
⑴就硫酸而言,吸水性是浓硫酸的性质,而不是稀硫酸的性质。
⑵浓硫酸的吸水作用,指的是浓硫酸分子跟水分子强烈结合,生成一系列稳定的水合物,并放出大量 的热:H2SO4 + nH2O == H2SO4·nH2O,故浓硫酸吸水的过程是化学变化的过程,吸水性是浓硫酸的化学性 质。
⑶浓硫酸不仅能吸收一般的游离态水(如空气中的水),而且还能吸收某些结晶水合物(如CuSO4· 5H2O、Na2CO3·10H2O)中的水。
◎2.脱水性
⑴就硫酸而言,脱水性是浓硫酸的性质,而非稀硫酸的性质,即浓硫酸有脱水性且脱水性很强。
⑵脱水性是浓硫酸的化学特性,物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程,反应时,浓硫酸按水分
子中氢氧原子数的比(2∶1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子。
⑶可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物,其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有
机物,被脱水后生成了黑色的炭(碳化)。
浓硫酸 如C12H22O11===12C + 11H2O
◎3.强氧化性
⑴跟金属反应
①常温下,浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。
②加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成SO2
Cu + 2H2SO4(浓) ==== CuSO4 + SO2↑+ 2H2O
2Fe + 6H2SO4(浓) ==== Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性。
⑵跟非金属反应
热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为SO2。在这
类反应中,浓硫酸只表现出氧化性。
C + 2H2SO4(浓) ==== CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O
S + 2H2SO4(浓) ==== 3SO2↑ + 2H2O
2P + 5H2SO4(浓) ==== 2H3PO4 + 5SO2↑ + 2H2O
⑶跟其他还原性物质反应
浓硫酸具有强氧化性,实验室制取H2S、HBr、HI等还原性气体不能选用浓硫酸。
H2S + H2SO4(浓) ==== S↓ + SO2↑ + 2H2O
2HBr + H2SO4(浓) ==== Br2↑ + SO2↑ + 2H2O
2HI + H2SO4(浓) ==== I2↑ + SO2↑ + 2H2O
◎4.难挥发性(高沸点):制氯化氢、硝酸等(原理:利用难挥发性酸制易挥发性酸) 如,用固体氯化钠与浓硫酸反应制取氯化氢气体
2NaCl(固)+H2SO4====(浓)Na2SO4+2HCl↑
Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+SO2↑
再如,利用浓盐酸与浓硫酸可以制氯化氢气。
◎5.酸性:制化肥,如氮肥、磷肥等
2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4
Ca3(PO3)2+2H2SO4====2CaSO4+Ca(H2PO4)
◎6.稳定性:浓硫酸与亚硫酸盐反应
Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+SO2↑
硝酸;硝镪水
【英文名称】nitric acid
【结构或分子式】
HNO3
【相对分子量或原子量】63.01
【密度】1.5027(25℃)
【熔点(℃)】-42
【沸点(℃)】86
【性状】
无色发烟液体。一般商品带有微黄色,发烟硝酸是红褐色液体。具有刺激性。
【溶解情况】
溶于水。
【用途】
是强氧化剂,能使铁钝化而不致继续被腐蚀。可供制氮肥、王水、硝酸盐、硝化甘油、硝化纤维素、硝基苯、梯恩梯、苦味酸等。
【制备或来源】
工业上一般采用氮氧化法制得。实验室可由硫酸作用于硝酸钠制得。
工业上一般采用蒸馏提纯,在与纯水配制任何比例(一般为65%左右)的市售产品.
【其他】
溅于皮肤能引起烧伤,并染成黄色斑点。一般带微黄色。发烟硝酸是红褐色液体,在空气中猛烈发烟并吸收水分。不稳定,遇光或热分解放出二氧化氮。其水溶液具有导电性。浓硝酸是强氧化剂,能使铝钝化。与许多金属能剧烈反应。浓硝酸和有机物、木屑等相混能引起燃烧。腐蚀性很强,能灼伤皮肤,也能损害粘膜和呼吸道。与蛋白质接触,即生成一种鲜明的黄蛋白酸黄色物质。硝酸是无机化学工业中三大强酸之一,具有酸类的通性。
【包装及贮运】
铁路槽车装载50吨,其中铅槽车用以输送98%浓硝酸,稀硝酸应用不锈钢或玻璃钢增强塑料槽车或储罐输送或储存。少量采用耐酸陶瓷坛或玻璃瓶包装,每坛净重33~40kg。浓硝酸采用耐酸泥封口,稀硝酸采用石膏封口。每坛装入衬有细煤渣或细矿渣等物的坚固木箱中,以便运输。包装上应有明显的“腐蚀性物品”标志。因铝的表面有一层氧化膜,起了钝化作用,而且经济,所以铝是硝酸理想的容器.
个体防护
禁止皮肤直接接触,作业操作时应带耐酸碱手套,口罩,以及其他劳保用品.皮肤接触应马上用大量清水冲洗,再用0.01%苏打水(或稀氨水)浸泡.
误食,催吐,用牛奶或蛋清.
硝酸与金属反应的特点:
(1)硝酸与金属反应时,一般没有H2产生;因为它氧化能力极强,会先将金属氧化,自身还原为NO、NO2,再与金属氧化物反应成盐。
(2)与Cu,Ag等不活泼金属反应时,浓硝酸的还原产物为NO2,稀硝酸的还原产物为NO;
(3)活泼金属与稀硝酸反应时可将稀硝酸还原为N2O N2 NH3等;
(4)常温下,Fe,Al在浓硝酸中钝化.
补充:浓硝酸与浓盐酸以物质的量之比为1:3的比例混合可产生能溶解铂和金的强酸------王水
化学式NaOH
式量40.01。密度2.130克/厘米3,熔点318.4℃,沸点1390℃。钠(Na)元素在元素周期表中为第11号元素,位于元素周期表第ⅠA族(第Ⅰ主族)第3周期,属于碱金属族(该族元素均呈强碱性,氢(H)元素除外)。其核外电子排布为2、8、1(1s2,2s2,2p6,3s1),最外层3s1电子为其价电子,Na元素很容易失去3s1电子而形成正一价的钠离子(Na+),故呈强金属性。Na元素与水反应(与水反应时,应用烧杯并在烧杯上加盖玻璃片,反应时钠块浮在水面上,熔呈球状,游于水面,有“丝丝”的响声,并有生成物飞溅),生成强碱性NaOH溶液,并放出氢气。固体NaOH中OH以O-H共价键结合,Na与OH以强离子键结合,溶于水其解离度近乎100%,故其水溶液呈强碱性,可使无色的酚酞试液变成红色,或使PH试纸变蓝等。
纯的无水氢氧化钠为白色半透明,结晶状固体。氢氧化钠极易溶于水,溶解度随温度的升高而增大,溶解时能放出大量的热。它的水溶液有涩味和滑腻感,溶液呈强碱性,具备碱的一切通性。市售烧碱有固态和液态两种:纯固体烧碱呈白色,有块状、片状、棒状、粒状,质脆;纯液体烧碱为无色透明液体。氢氧化钠还易溶于乙醇、甘油;但不溶于乙醚、丙酮、液氨。对纤维、皮肤、玻璃、陶瓷等有腐蚀作用,溶解或浓溶液稀释时会放出热量;与无机酸发生中和反应也能产生大量热,生成相应的盐类;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。能从水溶液中沉淀金属离子成为氢氧化物;能使油脂发生皂化反应,生成相应的有机酸的钠盐和醇,这是去除织物上的油污的原理。
氢氧化钠的用途十分广泛,在化学实验中,除了用做试剂以外,由于它有很强的吸湿性,还可用做碱性干燥剂。烧碱在国民经济中有广泛应用,许多工业部门都需要烧碱。使用烧碱最多的部门是化学药品的制造,其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外,在生产染料、塑料、药剂及有机中间体,旧橡胶的再生,制金属钠、水的电解以及无机盐生产中,制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等,也要使用大量的烧碱。工业用氢氧化钠应符合国家标准 GB 209-93;工业用离子交换膜法氢氧化钠应符合国家标准 GB/T 11199-89;化纤用氢氧化钠应符合国家标准 GB 11212-89;食用氢氧化钠应符合国家标准 GB 5175-85。
在工业上,氢氧化钠通常称为烧碱,或叫火碱、苛性钠。这是因为较浓的氢氧化钠溶液溅到皮肤上,会腐蚀表皮,造成烧伤。它对蛋白质有溶解作用,有强烈刺激性和腐蚀性(由于其对蛋白质有溶解作用,与酸烧伤相比,碱烧伤更不容易愈合)。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,尤其是溅到粘膜,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。由于强碱性,对水体可造成污染,对植物和水生生物应予以注意。
《化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布)》,《化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号)》,《工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)》等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定;《常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)》将该物质划为第8.2 类碱性腐蚀品;《隔膜法烧碱生产安全技术规定 (HGA001-83)》、《水银法烧碱生产安全技术规定 (HGA002-83)》作了专门规定。
大量接触烧碱时应佩带防护用具,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。接触片状或粒状烧碱时,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。处理泄漏物须穿戴防护眼镜与手套,扫起,慢慢倒至大量水中,地面用水冲洗,经稀释的污水放入废水系统。碱液触及皮肤,可用5~10%硫酸镁溶液清洗;如溅入眼睛里,应立即用大量硼酸水溶液清洗;少量误食时立即用食醋、3~5%醋酸或5%稀盐酸、大量橘汁或柠檬汁等中和,给饮蛋清、牛奶或植物油并迅速就医,禁忌催吐和洗胃。
固体氢氧化钠可装入0.5毫米厚的钢桶中严封,每桶净重不超过100 公斤;塑料袋或二层牛皮纸袋外全开口或中开口钢桶;螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶(罐)外普通木箱;螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或镀锡薄钢板桶(罐)外满底板花格箱、纤维板箱或胶合板箱;镀锡薄钢板桶(罐)、金属桶(罐)、塑料瓶或金属软管外瓦楞纸箱。包装容器要完整、密封,应有明显的“腐蚀性物品”标志。铁路运输时,钢桶包装的可用敞车运输。起运时包装要完整,装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏,防潮防雨。如发现包装容器发生锈蚀、破裂、孔洞、溶化淌水等现象时,应立即更换包装或及早发货使用,容器破损可用锡焊修补。严禁与易燃物或可燃物、酸类、食用化学品等混装混运。运输时运输车辆应配备泄漏应急处理设备。不得与易燃物和酸类共贮混运。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。
固体氢氧化钠的技术指标:
项目指标
水银法 苛化法隔膜法
优等品一等品 合格品 优等品 一等品 合格品优等品 一等品 合格品
氢氧化钠 ≥ 99.599.599.0 97.097.0 96.0 96.0 96. 0 95.0
碳酸钠≤ 0.40 0.45 0.90 1.5 1.72.5 1.3 1.4 1.6
氯化钠≤ 0.06 0.08 0.15 1.1 1.21.4 2.7 2.8 3.2
三氧化二铁≤ 0.0030.004 0.0050.0080.01 0.010.008 0.01 0.02
钙镁总含量(以Ca
计) ≤ 0.01 0.020.03 ___ ___ ___ ___ ___ ___
二氧化硅≤ 0.020.03 0.04 0.50 0.550.60 ---- ---- -----
汞≤ 0.0005 0.0005 0.0015 ---- ---- ----- ----- ----- -----
化学实验室保存固体氢氧化钠时要注意把试剂瓶口封严,以防止暴露在空气中吸收水分潮解或与二氧化碳反应。烧碱可通过电解食盐溶液,或通过碳酸钠与石灰乳反应获得。
CAS No.: 1310-73-2
氢氧化钠具有腐蚀性,浓度太大,对皮肤有很大伤害
酸与碱中和的产物,由金属离子(包括铵根离子)与非金属离子构成。
盐的化学性质
1、酸+金属氧化物→盐+水
例:2Fe2O3+6HCl====2FeCl3+3H2O
2、酸+盐→新酸+新盐
例:CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑
3、酸+活动性较强的金属→盐+氢气
例:Fe+2HCl====FeCl2+H2
二、碱的化学性质:
1、碱+非金属氧化物→盐+水
例:Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O
2、碱+盐→新碱+新盐
例:Ca(OH)2+Na2CO3====2NaOH+CaCO3↓
三、酸和碱的反应(中和反应):酸+碱→盐+水
例:NaOH+HCl====NaCl+H2O
四、盐的化学性质:
1、盐+活动性较强的金属→新盐+原盐中的金属
例:Fe+CuSO4====Cu+FeSO4
2、盐+盐→两种新盐
例:NaCl + AgNO3 == NaNO3 + AgCl↓
化学中盐分为三类
正盐:单由金属离子(包括铵根离子)和非金属离子构成
酸式盐:由金属离子(包括铵根离子)、氢离子和非金属离子构成
碱式盐:由金属离子(包括铵根离子)、氢氧根离子和非金属离子构成