氨鹼法

氨鹼法（Solvay process、ammonia-soda process；又稱「索爾維制鹼法」）是1861年比利時工業化學家歐內斯特·索爾維發明的用氨水來使氯化鈉轉變為碳酸鈉的方法。^[1] 索爾維反應在一個高塔中完成。

索爾維制鹼法工廠，位於索爾維市（紐約州）（英語：Solvay, New York）; the Erie Canal passed through this plant until about 1917. From the Solvay Process collection of the Solvay, New York, Public Library.

索爾維制鹼法的原理。每個圓圈代表一個反應。

索爾維制鹼法作為在化學工業一個循環過程的一個例子（綠色=反應物，黑色=中間體，紅色=產品）

索爾維法是工業生產碳酸鈉的主要方法。此法於19世紀60年代由索爾維公司實現現代化生產。此法原料便宜且易得：鹽滷（來自井鹽或海鹽）和石灰石（開採自石灰石礦）。全世界2005年碳酸鈉產量估計為420億千克。^[2]碳酸鈉產量的75%源於基於索爾維法的化工廠，其餘為天然礦採集而來。

主要反應方程式

在底部，碳酸鈣（石灰石）被加熱來獲取二氧化碳：

CaCO₃ → CaO + CO₂ (II)

在頂部，濃縮的氯化鈉（食鹽）和氨水進入塔中。當二氧化碳通過液體時，碳酸氫鈉（小蘇打）沉澱出來：

NaCl + NH₃ + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ + NH₄Cl (I)

碳酸氫鈉在高溫下轉換為碳酸鈉，釋放出水和二氧化碳：

2 NaHCO₃ -高溫→ Na₂CO₃ + H₂O + CO₂ (IV)

同時，第二個反應的副產品氯化銨與第一個反應的副產品氫氧化鈣（消石灰，使氧化鈣與水反應生成）反應生成氨水：

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

Ca(OH)₂ + 2 NH₄Cl → CaCl₂ + 2 NH₃ + 2 H₂O (III)

二氧化碳從步驟（Ⅳ）被回收後，再被用於在步驟（I）中。因為索爾維反應循環使用了氨水，它只需要食鹽和石灰石，並且氯化鈣是唯一主要的廢品，可被出售作為道路鹽。 這使它比其他反應經濟很多，並且很快成為國際上通用的製造純鹼的方法。到1900年時，90%的碳酸鈉使用氨鹼法製造，而最後一個勒布朗制鹼法工廠在1920年代初期關閉了。

參見

• 勒布朗制鹼法
• 聯合制鹼法—氨鹼法的改進

參考資料

1. Kiefer, David M. Soda Ash, Solvay Style. Today's Chemist at Work. February 2002, 11 (2): 87–88 [2008-06-13]. （原始內容存檔於2008-05-07） （英語）.
2. Kostick, Dennis (2006). "Soda Ash" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, chapter in 2005 Minerals Yearbook, United States Geological Survey. See Table I.

外部連結

• European Soda Ash Producer's Association (ESAPA)
• Timeline of US plant at Solvay, New York （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• Salt and the Chemical Revolution （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• Process flow diagram of Solvay process