碳酸钠和氢氧化钠的用途
碳酸钠用途
碳酸钠用途碳酸钠的作用硝化反应过程中pH 与碱度的问题，用氢氧化钠和碳酸钠调节哪个更好？对于C/N低的废水，硝化过程中用液碱和碳酸钠调节pH哪个更好？硝化过程中pH和碱度是一个概念吗？两者之间有关系吗？如果pH 一直保持在7-8.5 之间，是否碱度是足够的，或者说如果碱度足够就不需要调节pH? wangranchd （站内联系TA绝对是碳酸钠好！第一，用氢氧化钠调pH,pH 波动很大，对微生物的活性影响很严重，用碳酸钠，不仅调节了pH,而且pH 波动程度远小于氢氧化钠，在混合液中可以形成缓冲对，应对pH的波动，最重要的是！碳酸钠可以提供硝化反应所需的无机碳源！这是选择碳酸钠的最最主要的原因！pH 和碱度绝对不是一个概念, pH 和氢离子有关, 碱度和碳酸根或碳酸氢根有关！pH 一直保持在7-8.5 之间,碱度不一定充足,这才导致我们监测水质指标时, 不仅要监测pH 值,还需要用滴定法测碱度！例如：超纯水的pH值约在7左右，但是它碱度是0,所以pH和碱度无直接关系,调碱度的时候,因为碳酸根的水解,会生成氢氧根,导致pH 变化。
义哥（站内联系TA绝对是碳酸钠好！第一，用氢氧化钠调pH,pH 波动很大,对微生物的活性影响很严重,用碳酸钠,不仅调节了pH,而且pH 波动程度远小于氢氧化钠, 在混合液中可以形成缓冲对, 应对pH 的波动,最重要的是！碳酸钠可以提供硝化...十分感谢,解释的很明白！但如果使用碳酸钠调节pH，用量会很大，会使水中的钠盐升高，对微生物不会产生抑制吗？我这现场目前使用的碳酸钠调节pH,用量太高了，电导一直在增长，现在已经到8000 了。
wangranchd 站内联系TA义哥at 2015-04-14 13:25:42十分感谢，解释的很明白！但如果使用碳酸钠调节pH，用量会很大，会使水中的钠盐升高,对微生物不会产生抑制吗？我这现场目前使用的碳酸钠调节pH，用量太高了，电导一直在增长，现在已经到8000 了。
氢氧化钠和碳酸钠的鉴别 初中九年级化学教案教学设计课后反思 人教版
《碱和盐的复习——氢氧化钠和碳酸钠》教学设计设计者：赵娜设计时间：2019年5月设计背景：常态课一、课题内容课题：碱和盐的复习——氢氧化钠和碳酸钠；课型：复习课；课时：1课时；本课题选自义务教育课程标准实验教科书九年级（人教版），为总复习时的专题复习。
二、教材分析本节教学内容，包括氢氧化钠、碳酸钠的性质及其应用。
氢氧化钠和碳酸钠是初中化学中非常重要的两种物质，一种是常见碱的代表，一种是常见盐的代表，它们是不同类别的物质，但它们又是具有共性和特殊联系的两种物质。
利用两种物质为学生创设动脑思考的空间、动手探究的机会。
教学中注意用已有知识间共同点和不同点的撞击产生矛盾，调动学生的积极性、主动性，将问题的解决放在学生自主探究活动中；注意培养学生运用已有知识分析问题、解决问题的能力。
三、教学目标1.知识与技能（1）知道氢氧化钠和碳酸钠的化学式、俗称。
（2）知道氢氧化钠的主要物理性质、化学性质和用途（3）知道碳酸钠的主要物理性质、化学性质和用途2.过程与方法（1）能从类别上区分氢氧化钠和碳酸钠。
（2）能用实验方法区分氢氧化钠和碳酸钠。
（3）能运用氢氧化钠和碳酸钠的性质解决实际问题。
3.情感态度与价值观（1）通过运用氢氧化钠和碳酸钠性质解决实际问题学会如何审题、答题。
（2）通过上述问题的解决理解特殊到一般，一般之中又蕴含着特殊的认识事物的规律。
四、教学过程总复习中强化基础知识和提高能力是可以同时做到的，并且它们之间可以互相促进。
关键是课题的选择。
而初三化学时间比较紧，往往下学期的复习和新授很近，课题选择不好，容易把基础知识的复习课上成新授课的再现，使学生和老师都索然无趣，课堂效率低：要不就是上成难题课，学生基础不过关，教师满堂灌、学生满堂跑，却无任何收获，最终学生畏惧化学，认为学习化学无方法、无门路。
课题选择的目的是使教师做到复习过程中心中有数、紧而不乱（因为化学学科的特殊性，化学教师的压力要大于其它学科、身心疲惫程度也大于其它学科，中考复习冲刺阶段，教师很容易情绪不稳定，产生焦躁情绪而自乱阵脚），学生在复习过程中能不断感受到自己的进步，增强自信心、坚定跟着老师的信念。
纯碱和火碱的区别
纯碱和火碱的区别纯碱，学名碳酸钠，俗名苏打、石碱、洗涤碱，化学式Na₂CO₃，属于盐类，含十个结晶水的碳酸钠为无色晶体，结晶水不稳定，易风化成白色粉末Na2CO3，为强电解质，具有盐的通性和热稳定性，易溶于水，其水溶液呈碱性。
火碱，氢氧化钠，化学式为NaOH，俗称烧碱、火碱、苛性钠，为一种具有强腐蚀性的强碱，一般为片状或块状形态，易溶于水溶于水时放热并形成碱性溶液，另有潮解性，易吸取空气中的水蒸气潮解和二氧化碳变质，可加入盐酸检验是否变质。
NaOH是化学实验室其中一种必备的化学品，亦为常见的化工品之一。
纯品是无色透明的晶体。
密度2.130g/cm³。
熔点318.4℃。
沸点1390℃。
工业品含有少量的氯化钠和碳酸钠，是白色不透明的晶体。
有块状，片状，粒状和棒状等。
式量39.997。
氢氧化钠在水处理中可作为碱性清洗剂，溶于乙醇和甘油;不溶于丙醇、乙醚。
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。
实验室测定方法名称：氢氧化钠—氢氧化钠的测定—中和滴定法。
应用范围：该方法采用滴定法测定氢氧化钠的含量。
该方法适用于氢氧化钠。
实验原理：利用酸碱指示剂在溶液pH值不同时显现不同颜色的特性，用酸调整试样溶液的pH至特定值时，通过消耗酸的量计算出试样中氢氧化钠的量与变质的量。
试剂：1. 水新沸放冷;2. 硫酸滴定液0.1mol/L;3. 酚酞指示液;4.甲基橙指示液：取甲基橙0.1g，加水100mL使溶解，即得。
仪器设备：酸式滴定管、分析天平、容量瓶、锥形瓶、铁架台、移液管。
操作步骤：供试品加新沸过的冷水适量使溶解后，放冷，用水稀释至刻度，摇匀，精密量取25mL，加酚酞指示液3滴，用硫酸滴定液0.1mol/L滴定至红色消失，记录消耗硫酸滴定液0.1mol/L的容积mL，加甲基橙指示液2滴，继续加硫酸滴定液0.1mol/L至显持续的橙红色，根据前后两次消耗硫酸滴定液0.1mol/L的容积mL，算出供试量中的碱含量作为NaOH计算并根据加甲基橙指示液后消耗硫酸滴定液0.1mol/L的容积mL，算出供试量中Na₂CO₃的含量。
氢氧化钠转化为碳酸钠的化学方程式
氢氧化钠转化为碳酸钠的化学方程式氢氧化钠（也称为纳米）是一种非常重要的碱金属，在日常的生活中被广泛应用。
比如，它可以用作消炎药、海水淡化剂、电解液等。
在加工食品方面，氢氧化钠也可以延长食物的保质期，以及保持其色泽、口感和质地。
氢氧化钠可以通过氢化反应和氧化反应转化为碳酸钠。
氢化反应指的是氢氧化钠与氢气反应形成碳酸钠和水，这种反应可以用下面的方程式表示：NaOH（aq）+H2（g）→NaHCO3（aq）+H20（l）而氧化反应指的是氢氧化钠在氧气的氧化作用下，被氧化为碳酸钠，这种反应可以用下面的化学方程式表示：NaOH（aq）+ O2（g）→Na2CO3（aq）+H2O（l）氢化反应和氧化反应是氢氧化钠转化为碳酸钠的两种化学反应，它们两者都会产生相同的碳酸钠产物，只是通过不同的反应路径。
在氢化反应中，氢气可以像氢氧化钠一样发生反应，形成碳酸钠和水，而氢携带的中性电荷会影响氢氧化钠的活性，使其变得稳定，从而阻止它发生其他反应。
而在氧化反应中，氧气发生氧化作用，将氢氧化钠氧化为碳酸钠，氧气作用于氢氧化钠时，会让氢氧化钠发生氧化反应，并且氢氧化钠不会被氧化为氢氧化钙或其他其他物质。
氢氧化钠转化为碳酸钠所形成的化学反应，不仅可以使食品中的细菌失去活力，而且还能形成许多有用的生物分子，如葡萄糖、蛋白质、淀粉等。
碳酸钠也可用于治疗感冒，它能够淡化痰，有助于病人排除病毒和细菌。
此外，碳酸钠还可以在金属表面形成一层薄膜，抑制金属的腐蚀，可以增强金属的耐腐蚀能力，从而延长金属的使用寿命。
与氢化反应和氧化反应相比，氢化反应需要经过氢气的电解，电解过程比较复杂，而且耗能，耗时也较长，但反应程度比较强，产物质量也比较高。
而氧化反应能够在一定温度和压力下进行，比较简单，容易操作，耗能量少，时间也较短，但碳酸钠的产率低。
总之，氢氧化钠通过氢化反应和氧化反应可以转化成碳酸钠，它们的反应路径、反应程度有着明显的差异，而碳酸钠的应用也是十分广泛的，可以帮助消炎、抑菌，保护金属表面不受腐蚀，还能用于食品加工，从而延长食物的保质期。
烧碱和纯碱的关系
烧碱和纯碱的关系
烧碱和纯碱都是常见的碱性化合物，它们在化学性质上有一些共同点，但也存在一些不同之处。
烧碱，也称为氢氧化钠，化学式为NaOH，是一种强碱，具有强烈的腐蚀性和刺激性，常用于制造肥皂、制革、纸浆造纸等行业。
烧碱通常为白色固体，在水中溶解度极高。
纯碱，也称为碳酸钠，化学式为Na2CO3，是一种中强碱。
纯碱通常为白色粉末或颗粒状物质，可以在水中溶解。
纯碱的主要用途包括玻璃制造、化学反应中的中和剂、洗涤剂和清洁剂等。
烧碱和纯碱的关系是，纯碱可以通过加热烧碱得到。
烧碱加热至高温时，会发生水解反应，生成碳酸钠和氢氧化钠，而碳酸钠即为纯碱。
因此，烧碱是纯碱的前体之一。
此外，两种碱性化合物通常用途不同，具有不同的化学反应和应用场合。
烧碱一般用于需要强碱作用的工业生产中，而纯碱则更多地被用于日用化学品和消费品的生产中。
九年级化学氢氧化钠的作用和用途
碱的性质•碱的定义：碱是指在溶液中电离成的阴离子全部是OH-的化合物。
碱由金属离子(或铵根离子)和氢氧根离子构成，可用通式R(OH)n表示。
从元素组成来看，碱一定含有氢元素和氧元素。
常见的碱：(1)氢氧化钠、氢氧化钙都属于碱。
除这两种碱外，常见的碱还有氢氧化钾(KOH)、氨水(NH3·H2O)、治疗胃酸过多的药物中的氢氧化铝[Al(OH)3)。
(2)晶体(固体)吸收空气里的水分.表而潮湿而逐步溶解的现象叫做潮解。
氢氧化钠、粗盐、氯化镁等物质都易潮解，应保存在密闭干燥的地方。
同时称量NaOH固体时要放在玻璃器皿中，不能放在纸上，防止NaOH固体潮解后腐蚀天平的托盘。
(3)熟石灰可由生石灰(CaO)与水反应制得，反应的化学方程式为:CaO+H2O==Ca(OH)2，反应时放出大量的热。
•碱的通性Cl+NaOH•常见的碱有NaOH、KOH、Ca（OH）2、氨水的特性：①氢氧化钠（NaOH）俗名苛性钠、火碱、烧碱，这是因为它有强腐蚀性。
NaOH是一种可溶性强碱。
白色固体，极易溶于水，暴露在空气中易潮解，可用作碱性气体（如NH3）或中性气体（如H2、O2、CO等）的干燥剂。
NaOH易与空气中的CO2反应生成Na2CO3固体。
NaOH溶液可以腐蚀玻璃，盛NaOH溶液的试剂瓶不能用磨口的玻璃塞，只能用橡胶塞。
②氢氧化钙[Ca(OH)2]是白色粉末，微溶于水，俗称熟石灰或消石灰，其水溶液称为石灰水。
Ca（OH）2也有腐蚀作用。
Ca（OH）2与CO2反应生成白色沉淀CaCO3，常用于检验CO2。
Ca(OH)2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O Ca(OH)2能跟Na2CO3反应生成NaOH，用于制取NaOH。
反应方程式为：Ca(OH)2＋Na2CO3＝CaCO3↓＋2NaOH③氨水（NH3·H2O）是一种可溶性弱碱，NH3溶于水可得氨水。
有刺激性气味，有挥发性。
将氨气通过盛放氧化铜的玻璃管，生成氮气、水和铜，其反应方程式为：2NH3+3CuO=(加热)=3Cu+N2↑+3H2O，说明氨气具有还原性。
碳酸钠与氢氧化钠反应现象
碳酸钠与氢氧化钠反应现象
碳酸钠与氢氧化钠反应是一种碱酸中和反应，当碳酸钠溶液与氢氧化钠溶液混合后，会出现以下现象：
1.起泡和释放气体：当碳酸钠与氢氧化钠反应时，会释放出二氧化碳气体。
二氧化碳是一种无色、无味、密度高于空气的气体，因此反应混合物表面会产生气泡。
气泡的产生数量与反应混合物中碳酸钠和氢氧化钠的浓度有关。
2.温度升高：碳酸钠与氢氧化钠反应是一种放热反应，反应中会释放出大量的热量。
因此，反应混合物温度会升高。
3.溶液变色：碳酸钠溶液为无色透明液体，而氢氧化钠溶液为无色或微黄色液体。
当两种溶液混合时，会产生一个白色浑浊的沉淀物，而原液变为无色透明液体。
4. pH值变化：碳酸钠为碱性物质，而氢氧化钠溶液为强碱，两种溶液中和后产生的物质为盐和水，所以反应后溶液的pH值应该为中性（pH=7），但实际上pH值会略低于7。
总之，碳酸钠与氢氧化钠反应是一种碱酸中和反应，产生的主要物质为盐和水。
反应现象包括起泡和释放气体、温度升高、溶液变色和pH值变化。
反应过程是放热反应，释放出大量的热量。
碳酸钠、氢氧化钠与水玻璃复合激发对地聚物胶凝材料性能的影响
第43卷第3期2024年3月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.43㊀No.3March,2024碳酸钠㊁氢氧化钠与水玻璃复合激发对地聚物胶凝材料性能的影响蒋明屾,李㊀飞,周理安,宁佳蕊,张㊀政(北京建筑大学,北京节能减排与城乡可持续发展省部共建协同创新中心,北京㊀100044)摘要:采用碳酸钠替代氢氧化钠调节水玻璃模数制备复合碱激发剂,研究不同碱掺量下碳酸钠掺入比例对地聚物胶凝材料净浆流动度㊁凝结时间及抗压强度的影响,并通过FT-IR㊁XRD 和SEM 试验分析地聚物胶凝材料水化产物的物相组成及微观形貌㊂结果表明,氢氧化钠与碳酸钠共同复合水玻璃的激发剂激发效果优于二者单独与水玻璃复合的激发剂,当碱掺量为6%(质量分数)㊁碳酸钠替代比例为40%(质量分数)时,地聚物胶凝材料净浆流动度为185mm,28d 抗压强度为94.4MPa㊂碳酸钠替代比例增加可延长地聚物胶凝材料凝结时间,当替代比例为100%时,地聚物胶凝材料初凝时间㊁终凝时间可达372和420min㊂不同碱组分激发剂作用时,地聚物胶凝材料水化产物相似,均以无定形铝硅酸盐C-(A)-S-H 凝胶为主㊂关键词:复合碱激发剂;地聚物;流动度;凝结时间;抗压强度中图分类号:TU528㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2024)03-0929-09Effects of Sodium Carbonate ,Sodium Hydroxide and Water Glass Composite Activation on Properties of Geopolymer Cementitious MaterialsJIANG Mingshen ,LI Fei ,ZHOU Li an ,NING Jiarui ,ZHANG Zheng(Beijing Collaborative Innovation Center for Energy Saving and Emission Reduction and Urban-Rural Sustainable Development,Beijing University of Civil Engineering and Architecture,Beijing 100044,China)Abstract :Composite alkali activator was prepared by using sodium carbonate instead of sodium hydroxide to adjust the modulus of water glass.The effects of different alkali content and sodium carbonate replacement ratio on fluidity,setting time,and compressive strength of geopolymer cementitious materials were studied.The phase composition and microstructure of hydration products of geopolymer cementitious materials were analyzed through FT-IR,XRD,and SEM experiments.The results show that the combined effects of sodium hydroxide and sodium carbonate combined with composite water glass activators are superior to the effects of their individual combined with water glass activators.When alkali content is 6%(mass fraction)and the replacement ratio of sodium carbonate is 40%(mass fraction),the fluidity of geopolymer cementitious materials reaches 185mm,and 28d compressive strength reaches 94.4MPa.The increase of replacement ratio of sodium carbonate can prolong the setting time of geopolymer cementitious materials.When the replacement ratio reaches 100%,the initial setting time and final setting time of geopolymer cementitious materials reach372and 420min.When different alkali components are used as activators,similar hydration products are observed in geopolymer cementitious materials,mainly consist of amorphous aluminosilicate C-(A)-S-H gel.Key words :composite alkali activator;geopolymer;fluidity;setting time;compressive strength 收稿日期:2023-09-12;修订日期:2023-11-22基金项目:国家重点研发计划(2022YFC3803404);北京市西城区财经科技专项资助项目(XCSTS-TI2022-12)作者简介:蒋明屾(1999 ),男,硕士研究生㊂主要从事建筑材料㊁地聚物材料方面的研究㊂E-mail:jimish1999@通信作者:李㊀飞,博士,教授㊂E-mail:lifei@0㊀引㊀言随着城镇化建设的推进和基础设施的迅速发展,我国混凝土用量占世界年产量的一半以上,传统硅酸盐930㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷水泥作为制备混凝土的常用材料,其制备工业属于高消耗和高排放行业,硅酸盐水泥生产相关的CO2排放量占全球人为CO2排放量的5%~10%[1-2],降低水泥混凝土行业的碳排放是我国实现 双碳 目标的关键环节之一㊂近年来,地聚物胶凝材料因具有利废㊁节能㊁减碳等特点,受到高度关注,其制备工艺简单,无需高温煅烧,兼具良好的力学性能和耐久性能[3-5],极有可能成为替代水泥的绿色新型胶凝材料㊂地聚物胶凝材料常用的激发剂主要是水玻璃㊁氢氧化钠和碳酸钠,采用上述单一激发剂激发时效果均不理想,因此一般采用氢氧化钠调节水玻璃模数制备复合碱激发剂,但氢氧化钠-水玻璃复合碱激发剂存在凝结时间过快㊁碱度大㊁成本高等缺点,限制了其在实际工程领域的应用㊂碳酸钠是一种强碱弱酸盐,与氢氧化钠相比具有较低的pH值,价格低廉且更加环保,一些研究[6-9]表明在激发剂中引入碳酸钠有利于地聚物胶凝材料力学性能的发展,但也存在凝结硬化时间过长㊁强度发展非常缓慢等问题[10-11]㊂目前对于碳酸钠与氢氧化钠共同调节水玻璃模数制备复合碱激发剂的系统研究并不常见㊂氢氧化钠复合水玻璃激发地聚物存在凝结时间过短的问题,而碳酸钠激发地聚物存在凝结时间过长的问题,若采用水玻璃㊁氢氧化钠与碳酸钠混合作为激发剂可获得理想的凝结时间㊂本试验采用氢氧化钠与碳酸钠复合水玻璃制备碱激发剂,研究复合碱激发剂对地聚物胶凝材料净浆流动度㊁凝结时间及抗压强度的影响,借助FTIR㊁XRD与SEM微观测试技术进一步分析水化产物的组成及形貌,并对宏观性能作出解释㊂1㊀实㊀验1.1㊀原材料矿渣:市售S95矿渣粉,白色粉末,密度为2.89g/cm3,流动度为102%,烧失量为0.13%,7d活性指数为80%,28d活性指数为95%;根据化学组成计算[12],质量系数K=2.21,碱性系数M0=1.32,活性系数M a=0.45㊂粉煤灰:河南远恒环保工程有限公司生产的Ⅱ级粉煤灰,灰黑色粉末,密度为2.28g/cm3,需水量为97%,烧失量为2.86%,活性指数为77%㊂矿渣与粉煤灰的主要化学组成见表1,XRD谱见图1,粒径分布见图2㊂表1㊀矿渣与粉煤灰的主要化学组成Table1㊀Main chemical composition of slag and fly ashMaterial Mass fraction/%CaO SiO2Al2O3MgO Fe2O3TiO2SO3K2O Na2O MnO Other Slag46.4227.8812.43 6.790.42 1.45 2.710.700.550.370.28 Fly ash 5.5252.9928.750.78 5.85 1.280.71 2.760.680.100.58图1㊀矿渣与粉煤灰的XRD谱Fig.1㊀XRD patterns of slag and fly ash激发剂采用水玻璃㊁氢氧化钠㊁碳酸钠,试验用水玻璃为浙江省嘉兴市嘉善县优瑞耐火材料有限公司生第3期蒋明屾等:碳酸钠㊁氢氧化钠与水玻璃复合激发对地聚物胶凝材料性能的影响931㊀产的钠水玻璃,无色透明黏稠液体,技术指标见表2㊂氢氧化钠为片状NaOH,纯度不小于98%,碳酸钠为颗粒状Na 2CO 3,纯度不小于99.8%㊂图2㊀矿渣与粉煤灰的粒径分布Fig.2㊀Particle size distribution of slag and fly ash表2㊀水玻璃的技术指标Table 2㊀Technical indicators of water glassModulus Na 2O content /%SiO 2content /%Solid content /%Concentration /ʎBéDensity /(g㊃cm -3)2.2513.7529.9943.5050 1.5㊀㊀Note:%represents mass fraction.1.2㊀配合比本试验固定水玻璃模数M s =1.2(即激发剂中SiO 2与Na 2O 物质的量之比为1.2),采用Na 2CO 3替代NaOH 调节水玻璃模数至1.2,替代比例为0%~100%(质量分数),碱掺量为4%㊁6%㊁8%(按激发剂中总Na 2O 质量占地聚物胶凝材料质量百分比计)㊂胶凝材料中矿渣与粉煤灰的质量比为4ʒ1,激发剂溶液配合比见表3,水胶比为0.36,附加水质量为水胶比计算所得用水量减去各激发剂中的水含量㊂表3㊀激发剂溶液的配合比Table 3㊀Mix ratio of activator solutionSample No.Alkali content /%Na 2CO 3replacement ratio /%Na 2CO 3content /g NaOH content /g Water glass content /g Additional water content /g J4-0J4-20J4-40J4-60J4-80J4-10040012.0420 3.199.6340 6.387.23609.57 4.828012.77 2.4110015.96077.56133.66J6-0J6-20J6-40J6-60J6-80J6-10060018.0620 4.7914.45409.5710.846014.367.238019.15 3.6110023.940116.34110.48J8-0J8-20J8-40J8-60J8-80J8-10080024.0820 6.3819.274012.7714.456019.159.638025.53 4.8210031.910155.1387.31932㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷1.3㊀试验方法试验前1d 配制激发剂溶液,按表3称取每组试验所需氢氧化钠和碳酸钠与附加水充分搅拌溶解,冷却至室温,再将碱溶液与原水玻璃溶液混合,搅拌至溶液不再分层,用保鲜膜密封静置24h㊂试验时按原材料比例称取粉煤灰㊁矿渣,在搅拌锅中均匀混合后加入激发剂溶液,搅拌4min,其中慢搅2min,中间停歇15s,再快搅2min㊂搅拌结束后参照‘混凝土外加剂匀质性试验方法“(GB /T 8077 2012)㊁‘水泥标准稠度用水量㊁凝结时间㊁安定性检测方法“(GB /T 1346 2011)进行流动度㊁初凝时间和终凝时间测试㊂成型试件尺寸为40mm ˑ40mm ˑ40mm,在标准养护条件下养护至测试龄期,采用YAW-300液压机进行抗压强度测试,加载速率为2400N /s㊂使用德国ZEISS Gemini SEM 300扫描电子显微镜㊁岛津XRD-610衍射仪㊁Thermo Nicolet iS5红外光谱分析仪分析水化产物形貌及物相组成,试件养护至测试龄期后放入无水乙醇终止水化,微观测试前对样品进行烘干㊁研磨处理㊂2㊀结果与讨论2.1㊀流动度图3㊀复合碱激发剂对地聚物胶凝材料流动度的影响Fig.3㊀Effect of composite alkali activator on fluidity of geopolymer cementitious materials 图3为复合碱激发剂对地聚物胶凝材料流动度的影响㊂由图3可见,不同碱掺量下,地聚物净浆流动度均随碳酸钠比例增加呈先增大后减小的趋势,当碳酸钠替代比例为40%时,净浆流动度最大,为175~185mm,当碳酸钠替代比例由80%提升至100%时,净浆流动度显著下降㊂这是由于Na 2CO 3水解产生的CO 2-3与体系中的Ca 2+反应生成CaCO 3沉淀,覆盖在未水化颗粒表面起到润滑作用从而提高流动性㊂然而,当碳酸钠掺量较高时,在反应过程中由于同离子效应,液相中会生成Na 2CO 3㊃10H 2O,导致浆体黏度增大,流动性降低[6]㊂碳酸钠掺量相同时,净浆流动度随碱掺量的增加均呈先增大后减小的趋势㊂当碱掺量为6%时,流动度最大㊂这是因为OH -的极性作用能够加速地聚物中玻璃体Si O 和Al O 的解聚,促进粉煤灰㊁矿渣溶解从而减小颗粒间内摩擦力,提高净浆流动性[13]㊂当碱掺量过高时,较高的溶液浓度以及早期反应中产生的较多凝胶是导致浆体黏度增大㊁流动度降低的主要因素[14]㊂2.2㊀凝结时间保持碱掺量6%不变,碳酸钠掺量对地聚物胶凝材料凝结时间的影响如图4所示㊂地聚物胶凝材料初凝㊁终凝时间均随碳酸钠掺量的增加而延长㊂当碳酸钠替代比例从0%增至80%时,地聚物初凝时间从19min 延长至28min,仅延长了9min,终凝时间从25min 延长至38min,仅延长了13min,碳酸钠的缓凝效果并不明显㊂此时激发剂中氢氧化钠占据主导作用,OH -浓度较高时能加速矿渣溶解,同时抑制CO 2-3参与反应[4]㊂当替代比例提升至100%时,浆体初凝时间㊁终凝时间激增,高达372和420min㊂补充碳酸钠替代比例75%㊁85%㊁90%㊁95%四组配比,以便更清晰地反映碳酸钠掺量对地聚物凝结时间的影响,如图4所示,碳酸钠对地聚物凝结时间的影响依然为连续变化㊂碳酸钠具有缓凝作用主要是因为CO 2-3会优先与体系中的Ca 2+结合生成CaCO 3,阻碍C-(A)-S-H 凝胶的形成,延缓地聚物凝结硬化进程[8,15]㊂同时,大量CO 2-3的存在会降低SiO 4-4参与化学反应的程度,起到缓凝效果[16]㊂保持碳酸钠替代比例40%不变,碱掺量对地聚物胶凝材料凝结时间的影响如图5所示㊂地聚物胶凝材料初凝时间随碱掺量增加线性递增㊂当碱掺量从4%增加至8%时,地聚物胶凝材料初凝时间从10min 增加至35min,当碱掺量为4%和6%时,地聚物胶凝材料终凝时间没有明显差别,均为28min,当碱掺量为8%时,终凝时间延长至43min㊂这是由于随着碱掺量的增加,地聚物中低聚合度前驱体受抑制程度加深,延缓了体系中硅铝酸盐解聚㊁聚合过程[17],这与Hadi 等[18]㊁王玲玲等[19]研究结果一致㊂第3期蒋明屾等:碳酸钠㊁氢氧化钠与水玻璃复合激发对地聚物胶凝材料性能的影响933㊀图4㊀碳酸钠掺量对地聚物胶凝材料凝结时间的影响Fig.4㊀Effect of sodium carbonate content on setting time of geopolymer cementitiousmaterials 图5㊀碱掺量对地聚物胶凝材料凝结时间的影响Fig.5㊀Effect of alkali content on setting time of geopolymer cementitious materials2.3㊀抗压强度地聚物胶凝材料抗压强度随碳酸钠替代比例增加的变化趋势如图6所示㊂由图6可知,随着碳酸钠掺量增加,不同碱掺量地聚物胶凝材料的3㊁7d 抗压强度均呈下降趋势,当碱掺量为8%㊁碳酸钠替代比例0%时,3㊁7d 抗压强度达到最大值,分别为66.2和76.3MPa㊂随着碳酸钠掺量增加,地聚物胶凝材料均呈先升高后降低的趋势,当碳酸钠掺量为4%时,28d 抗压强度在碳酸钠替代比例为20%时达到最大值,为85.2MPa;当碳酸钠掺量为6%与8%时,28d 抗压强度在碳酸钠替代比例为40%时达到最大值,分别为94.4和93.9MPa㊂图6㊀不同碱掺量下碳酸钠替代比例对地聚物胶凝材料抗压强度的影响Fig.6㊀Effect of sodium carbonate replacement ratio on compressive strength of geopolymer cementitious materials with different alkalicontent 图7㊀地聚物胶凝材料3㊁28d 的抗压强度比Fig.7㊀Compressive strength ratio 3and 28d ofgeopolymer cementitious materials 地聚物胶凝材料3㊁28d 强度比如图7所示㊂当碳酸钠替代比例为0%时,即使用氢氧化钠与水玻璃复合激发时,地聚物胶凝材料早期强度增长迅速,后期强度增长缓慢,3d 抗压强度可以达到28d 抗压强度的63.6%~80.1%㊂当碱掺量为8%时,28d 抗压强度82.6MPa 相比于3d 抗压强度66.2MPa,仅提升了24.8%㊂当碳酸钠替代比例100%时,即用碳酸钠与水玻璃复合激发时,3d 抗压强度为28d 抗压强度的44.9%~60.1%㊂对比可知当体系中引入碳酸钠时,地聚物早期强度发展缓慢,后期强度发展相对迅速㊂当碱掺量为4%时,3d 抗压强度为28.1MPa,28d 抗压强度为62.7MPa,抗压强度增长率高达123.1%㊂934㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷碱浓度对地聚物胶凝材料早期强度发展起到决定作用,加入碳酸钠会使体系中pH值降低,削弱激发剂对地聚物中玻璃体结构的解聚效果,延长水化进程,导致强度发展缓慢㊂同时,较长的凝结硬化时间有利于C-A-S-H的形成,促使强度随龄期进一步发展[9]㊂当碳酸钠替代比例较高时,反应会存在一段时间的休眠期[20],早期水化产物大多为不同形态的碳酸钙,如方解石和文石以及少量的单斜钠钙石,CO2-3浓度成为控制反应进程的主要因素㊂随着水化进程发展,单斜钠钙石积累和水滑石形成会不断消耗CO2-3,导致体系中CO2-3浓度下降,逐渐释放Ca2+与[SiO4]4-结合形成C-(A)-S-H凝胶[21],促进硬化体强度发展㊂不同碱掺量时,28d强度最大值均出现在三种激发剂复合作用的情况下,这可能是因为在氢氧化钠-水玻璃激发体系中加入适量的碳酸钠参与孔溶液化学反应有助于优化水泥石结构,减小孔隙从而提升强度㊂2.4㊀物相组成图8(a)㊁(b)为地聚物胶凝材料养护水化3㊁28d后的FTIR谱㊂使用不同激发剂时,地聚物胶凝材料水化产物具有较高的相似度㊂1414~1488cm-1处的双峰和870cm-1附近的吸收带是由不同水化产物中O C O(CO2-3)非对称拉伸和平面外弯曲振动引起的[22],3d时随碳酸钠含量增大,特征峰强度显著提高,养护㊁研磨过程中样品的碳化与风化导致J6-0中也存在该特征峰㊂980~1020cm-1附近的吸收峰对应C-(A)-S-H中SiO4四面体的Si O伸缩振动㊂水玻璃或NaOH激发的地聚物C-(A)-S-H凝胶Si O Si伸缩带一般在950~1000cm-1,随着碳酸钠含量提高,该特征峰向高波数移动,表明C-(A)-S-H中Si含量相对较高[23],水化产物聚合度增大㊂450cm-1处的吸收峰归属于Si O Si的平面弯曲振动,这与体系中无定形铝硅酸盐沸石结构有关[24-25]㊂1650cm-1附近的微弱 峰包 与硬化体中化学结合水H O H弯曲振动有关㊂图8㊀地聚物胶凝材料水化3㊁28d的FTIR谱Fig.8㊀FTIR spectra of geopolymer cementitious materials hydration for3and28d 图9(a)㊁(b)为地聚物胶凝材料水化3㊁28d后的XRD谱㊂XRD谱整体呈弥散状驼峰,表明地聚物胶凝材料的水化产物多为无定形凝胶,结晶性较差㊂反应早期矿渣溶解释放的Ca2+优先与孔隙溶液中的CO2-3结合,少量Ca2+与[SiO4]4-结合,主要水化产物为CaCO3㊁C-(A)-S-H凝胶㊂随着碳酸钠含量增加,CaCO3衍射峰强度明显提高,单斜钠长石(Na2Ca(CO3)2㊃5H2O)与钠沸石(Na12Al12Si12O48-n H2O)衍射峰开始出现㊂CO2-3对Ca2+的消耗促使钠沸石中Si和Al达到饱和[8]㊂水化28d时,可以明显观察到单斜钠长石与钠沸石衍射峰强度降低,水滑石(Mg6Al2(OH)16CO3㊃4H2O)衍射峰开始出现㊂一些学者[8,26]认为,单斜钠长石与钠沸石在水化产物中的存在形式并不稳定,随龄期发展会进一步向C-(A)-S-H㊁水滑石㊁钙沸石(CaAl2Si7O18㊃n H2O)等稳定产物进行转化,对比图9(a)㊁(b)可证明反应前㊁后期产物发生转变㊂此外,石英与莫来石的衍射峰来自体系中未水化的粉煤灰㊂2.5㊀微观形貌使用J6-0㊁J6-40㊁J6-100激发时,地聚物胶凝材料3㊁28d的SEM照片如图10所示㊂使用不同激发剂激发水化3d后,体系中均存在未反应的粉煤灰颗粒,随着激发剂中碳酸钠含量增多,早期水化产物㊁硬化体结构逐渐由致密变得松散,28d水化产物整体呈块状㊂仅使用氢氧化钠与水玻璃复合激发时,3d出现较为致㊀第3期蒋明屾等:碳酸钠㊁氢氧化钠与水玻璃复合激发对地聚物胶凝材料性能的影响935密的块状凝胶结构,28d水化结构与3d相差不大,证明水化反应主要发生在早期㊂当使用碳酸钠与水玻璃复合激发时,早期水化产物极为疏松,甚至可以观察到未反应的矿渣,所以此时地聚物胶凝材料强度较低㊂水化28d后,在硬化体表面可以观察到不规则晶体,这与詹疆淮等[27]观察到的三维无定形类沸石结构铝硅酸盐凝胶类似,产物结构相对致密㊂三种激发剂复合作用时,28d硬化体结构非常致密,微裂缝数量减少,裂缝宽度明显减小,从微观层面进一步解释了该组地聚物胶凝材料抗压强度更高的原因㊂图9㊀地聚物胶凝材料3㊁28d的XRD谱Fig.9㊀XRD patterns of geopolymer cementitious materials for3and28d图10㊀地聚物胶凝材料3㊁28d的SEM照片Fig.10㊀SEM images of geopolymer cementitious materials for3and28d936㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷3㊀结㊀论1)地聚物胶凝材料净浆流动度随碱掺量㊁碳酸钠含量增加均呈先增大后减小的趋势㊂当碱掺量为6%㊁碳酸钠替代比例为40%时,净浆流动度达到最大值,为185mm㊂2)地聚物胶凝材料凝结时间随碱掺量增加而增大㊂当碳酸钠替代比例为0%~80%时,碳酸钠含量对地聚物胶凝材料凝结时间的影响并不显著㊂当替代比例为80%~100%时,地聚物胶凝材料凝结时间随碳酸钠含量增加显著提高㊂当替代比例为100%时,地聚物胶凝材料初凝时间㊁终凝时间可达372和420min㊂3)地聚物胶凝材料3㊁7d抗压强度均随碱掺量增加而提高,随碳酸钠含量增加而降低㊂28d抗压强度相差不大,碱掺量为6%与8%时略大于碱掺量为4%时,且随着碳酸钠含量增加先提高后降低㊂当碱掺量为6%㊁碳酸钠替代比例为40%时,28d抗压强度达到最大值,为94.4MPa㊂4)不同碱组分激发地聚物胶凝材料水化产物相似㊂氢氧化钠复合水玻璃作为激发剂时,不同龄期水化产物均以无定形铝硅酸盐C-(A)-S-H凝胶为主㊂碳酸钠复合水玻璃作为激发剂时,早期水化产物中含有大量碳酸钙并出现单斜钠长石与钠沸石,后期水化产物中单斜钠长石与钠沸石含量降低,出现水滑石㊁钙沸石以及C-(A)-S-H凝胶㊂参考文献[1]㊀SCRIVENER K L,KIRKPATRICK R J.Innovation in use and research on cementitious material[J].Cement and Concrete Research,2008,38(2):128-136.[2]㊀黄㊀华,郭梦雪,张㊀伟,等.粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土力学性能与微观结构[J].哈尔滨工业大学学报,2022,54(3):74-84.HUANG H,GUO M X,ZHANG W,et al.Mechanical property and microstructure of geopolymer concrete based on fly ash and slag[J].Journal of Harbin Institute of Technology,2022,54(3):74-84(in 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氢氧化钠的用途和制取方法
氢氧化钠用途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，由于它有很强的吸水性和潮解性，还可用做碱性干燥剂。
氢氧化钠在国民经济中有广泛应用，许多工业部门都需要氢氧化钠。
使用氢氧化钠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 209-2006；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。
光合实验中吸收二氧化碳。
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。
氢氧化钠工业制法一（1）过滤海水（2）加入过量氢氧化钠，去除钙、镁离子，过滤Ca2+ +2OH- ==== Ca(OH)2↓（Ca(OH)?微溶，可出现浑浊现象）Mg2+ +2OH- ==== Mg(OH)2↓（3）利用反渗透膜法生产技术出去盐水中的SO2-（4）加入过量碳酸钠，去除钙离子、过量钡离子，过滤Ca2+ + CO2- ==== CaCO3↓Ba2+ + CO2- ==== BaCO3↓（5）加入适量盐酸，去除过量碳酸根离子2H+ CO2- ==== CO2↑ + H2O（6）加热驱除二氧化碳（7）送入离子交换塔，进一步去除钙、镁离子（8）电解2NaCl + 2H2O ==电解== H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH制取少量氢氧化钠可以寻找一些碳酸氢钠(小苏打)（如果有碳酸钠更好），再找一些氧化钙（生石灰）（一般的食品包装袋中用来做吸水剂的小袋子中有，比如海苔包装中、雪米饼啊什么的）。
《常见碱主要性质及用途》 知识清单
《常见碱主要性质及用途》知识清单一、氢氧化钠（NaOH）1、物理性质氢氧化钠，俗称烧碱、火碱、苛性钠，是一种白色固体，易溶于水，溶解时放出大量的热。
暴露在空气中容易吸收水分而潮解，还能与空气中的二氧化碳反应而变质。
2、化学性质（1）与酸碱指示剂反应：能使紫色石蕊试液变蓝，使无色酚酞试液变红。
（2）与酸性氧化物反应：如与二氧化碳反应生成碳酸钠和水。
（3）与酸发生中和反应：如与盐酸反应生成氯化钠和水。
（4）与某些盐反应：如与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠。
3、用途（1）在化工生产中，用于制取肥皂、造纸、纺织等工业。
（2）在石油精炼、印染等工业中也有广泛应用。
（3）由于其具有吸水性，在实验室中可用作干燥剂，但不能干燥二氧化碳、二氧化硫等酸性气体。
二、氢氧化钙Ca(OH)₂1、物理性质氢氧化钙，俗称熟石灰或消石灰，是一种白色粉末状固体，微溶于水，其水溶液俗称石灰水。
2、化学性质（1）与酸碱指示剂反应：能使紫色石蕊试液变蓝，使无色酚酞试液变红。
（2）与酸性氧化物反应：与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水。
（3）与酸发生中和反应。
（4）与某些盐反应：如与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠。
3、用途（1）在建筑上，用熟石灰与沙子混合来砌砖，用石灰浆粉刷墙壁。
（2）在农业上，用石灰乳与硫酸铜等配制成具有杀菌作用的波尔多液。
（3）改良酸性土壤。
三、氢氧化钾（KOH）1、物理性质白色固体，易溶于水，溶解时放出大量的热。
2、化学性质（1）具有碱的通性，能与酸碱指示剂、酸、酸性氧化物、某些盐反应。
（2）性质与氢氧化钠相似，但比氢氧化钠的腐蚀性更强。
3、用途常用于化工、电子等工业领域。
四、氨水（NH₃·H₂O）1、物理性质无色、有刺激性气味的液体，易挥发。
2、化学性质（1）具有碱的通性，能使酸碱指示剂变色，与酸发生中和反应。
（2）不稳定，受热易分解产生氨气和水。
3、用途（1）在农业上用作氮肥。
（2）在工业上用于印染、毛纺等。
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碳酸钠和氢氧化钠的用途
1. 碳酸钠的用途
碳酸钠（化学式：Na2CO3），又称纯碱或重苏打，是一种重要的化工原料和工业产品。
它在各个领域都有广泛的应用。
1.1 玻璃制造
碳酸钠是玻璃制造过程中不可或缺的原料。
在玻璃制造中，碳酸钠被用作玻璃成分的助熔剂，能够降低玻璃的熔点并改善其流动性。
碳酸钠还可以调节玻璃的折射率和硬度，使得玻璃具有所需的性能。
1.2 清洁剂和洗涤剂
碳酸钠是一种常见的清洁剂和洗涤剂成分。
它能够与油脂、污渍等物质发生化学反应，起到去除污垢和清洁表面的作用。
碳酸钠在清洁剂中被广泛使用，例如家庭清洁剂、洗衣粉、洗洁精等。
1.3 布料染色和漂白
碳酸钠在纺织工业中有重要的应用。
它可以作为布料染色和漂白过程中的化学剂，帮助染料与纤维材料之间发生反应，并促进颜色的固定和漂白效果的提升。
1.4 矿物提取和冶金
碳酸钠在矿物提取和冶金过程中也起着重要的作用。
它可用于从矿石中提取金属，例如铝、铜等。
碳酸钠还可以用作矿石的焙烧剂、还原剂和酸洗剂，帮助去除杂质并改善金属的纯度。
1.5 食品加工
碳酸钠是食品加工中常用的化学添加剂之一。
它被广泛用于面包、饼干、蛋糕等烘焙食品的制作过程中，能够促使面团膨胀，并增加食品的松软度。
碳酸钠还可以调节食品的pH值、增加食品的色泽和口感。
1.6 医药和医疗
碳酸钠在医药和医疗领域也有一定的应用。
它可以作为一种缓冲剂，用于调节生理液体的酸碱平衡。
碳酸钠还可以用于治疗酸中毒、尿路感染等疾病，以及进行洗胃和洗眼等医疗操作。
2. 氢氧化钠的用途
氢氧化钠（化学式：NaOH），又称苛性钠或火碱，是一种强碱性化合物。
它在各个领域都有广泛的应用。
2.1 碱性调节剂
氢氧化钠是一种常用的碱性调节剂。
它可以被用于调节水、土壤和其他溶液的pH 值，使其达到所需的酸碱平衡。
氢氧化钠还可以被用于中和酸性废水和废气，净化环境。
2.2 石碱制备
氢氧化钠是制备石碱（如纯碱）的重要原料之一。
在工业生产中，通过电解氯化钠溶液可以得到氢氧化钠和氯气，而氢氧化钠则可以进一步用于制备石碱。
2.3 皂化剂
氢氧化钠是肥皂制造过程中不可或缺的原料。
它与油脂发生皂化反应，生成肥皂和甘油。
氢氧化钠的碱性能使其能够有效地去除油脂和污渍，并具有清洁作用。
2.4 纤维素制备
在纤维素制备过程中，氢氧化钠被用作溶剂和催化剂。
它可以将木质纤维素等天然纤维材料溶解，并转化为纤维素醚、纤维素酯等高附加值的产品。
2.5 食品加工
在食品加工中，氢氧化钠常被用作调节剂和处理剂。
它可以被用于调节食品的酸碱度、改善食品的质感和稳定性。
氢氧化钠还可用于去皮水果、腌制食品等过程中。
2.6 清洁剂和漂白剂
由于其强碱性，氢氧化钠也被广泛用作清洁剂和漂白剂。
它可以与油脂、污渍等物质发生化学反应，起到去除污垢和漂白的效果。
在工业和家庭中，氢氧化钠常被用于清洗管道、去除顽固污渍等应用。
以上是碳酸钠和氢氧化钠的主要用途，它们在不同行业中发挥着重要的作用。
这两种化合物的广泛应用使得它们成为了现代工业和日常生活中不可或缺的物质。