侯氏制碱法是由中国化工专家侯德榜先生于1943年创立的一种先进的制碱工艺。这一方法不仅提高了纯碱(碳酸钠)的生产效率,还实现了副产品氯化铵的综合利用,从而在工业上具有重要的意义。
在侯氏制碱法中,核心反应涉及氨气、二氧化碳和饱和食盐水之间的相互作用。以下是该过程中的主要化学方程式:
首先,将氨气通入饱和食盐水中,形成氨化的盐水溶液:
\[ NH_3 + H_2O + NaCl \rightarrow NH_4Cl + NaOH \]
接着,向上述溶液中通入二氧化碳气体,发生复分解反应生成碳酸氢钠晶体:
\[ NH_3 + CO_2 + H_2O + NaCl \rightarrow NaHCO_3 \downarrow + NH_4Cl \]
经过过滤后得到碳酸氢钠沉淀,再通过加热分解得到碳酸钠(纯碱):
\[ 2NaHCO_3 \xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3 + H_2O + CO_2 \uparrow \]
同时,氯化铵作为副产品被分离出来,可用于农业或进一步加工为其他化学品。
侯氏制碱法的优点在于它能够连续操作,减少废液排放,并且提高了原料利用率,是中国化学工程领域的一项杰出贡献。