孙根班, 易慧霞, 李 崧, 欧阳津, 蒋福宾

(1. 北京师范大学 化学学院, 北京 100875； 2. 北京师范大学 财经处, 北京 100875；3. 北京师范大学 分析测试中心, 北京 100875)

实验技术与方法

模拟工业制碱法的微型化实验设计

孙根班1, 易慧霞2, 李 崧3, 欧阳津1, 蒋福宾1

(1. 北京师范大学 化学学院, 北京 100875； 2. 北京师范大学 财经处, 北京 100875；3. 北京师范大学 分析测试中心, 北京 100875)

依据索尔维制碱法和侯德榜制碱法的基本原理,深入分析它们的区别和优缺点,通过改变反应条件、装置流程,进一步优化实验方案,最后根据优化的条件,以废旧器具如一次性注射器、青霉素药瓶等,精心设计相关微型实验,通过该实验的微型化设计,完成相关化工模拟的实验教学工作。

微型实验; 侯氏制碱法; 索氏制碱法; 废旧物资

1862年比利时人索尔维发明了索尔维制碱法,又称氨碱法、合成法。该法使用的原料是原盐(NaCl)和石灰石(CaCO3)。采用的方法是:煅烧石灰石制造二氧化碳,把盐水氨化后吸收二氧化碳制取碳酸氢钠(NaHCO3),再使碳酸氢钠分解制取纯碱,故称氨碱法。1943年侯德榜在索尔维制碱法基础上发明了另外一种生产纯碱(Na2CO3)的方法,即侯氏制碱法,又称联合制碱法或循环制碱法,基本出发点是为了消除索尔维制碱法废液的排放,杜绝污染。侯氏制碱法巧妙地将纯碱生产和合成氨生产联合起来,从而缩短了生产流程,节省了投资,降低了生产成本[1-5]。

通过对制碱的基本原理、生产工艺及实验室微型化制备等相关内容的教学研究,不仅可以激发学生学习化学及化工的兴趣,还可培养学生的创新意识、可持续发展意识和环保意识[6-10]。……