碳酸氫鈉

1791年，法國化學家尼古拉斯·勒布朗（Nicolas Leblanc）製備出碳酸鈉，為碳酸氫鈉的合成奠定了基礎。1801年，德國藥理學家瓦倫汀·羅斯（Valentin Rose the Younger）報道了碳酸氫鈉的發現。1846年，美國麪包師約翰·德懷特（John Dwight）和奧斯汀·邱奇（Austin Church）在美國建立了第一家用碳酸鈉和二氧化碳生產碳酸氫鈉的工廠。1861年，比利時化學家索爾維（E.Solvay）開發出了一種生產碳酸鈉和碳酸氫鈉的工業方法。1942年，中國化工專家侯德榜在索爾維工藝的基礎上發明了聯合制鹼法。除了從天然開採的礦物中提取外，世界上大部分工業生產的碳酸氫鈉都受到索爾維方法的影響 ^[18-20]  。

碳酸氫鈉為白色粉末，或不透明單斜晶系細微晶體，無臭、味微鹹而性涼，易溶於水及甘油，微溶於乙醇（一説不溶）。在水中溶解度為7.8 g（18 ℃）、16.0 g（60 ℃），密度2.20 g/cm³，比重為2.208，折射率約為1.5（α：1.465；β：1.498；γ：1.504），標準熵24.4 J/(mol·K)，生成熱229.3 kJ/mol，溶解熱4.33 kJ/mol，比熱容（Cp）20.89 J/(mol·℃ (22℃) ^{[6]  [15]}  。

碳酸氫鈉的水溶液因水解而呈弱鹼性：HCO₃^-+H₂O⇌H₂CO₃+OH^-，0.8%的水溶液pH值為8.3 ^[11]  。

碳酸氫鈉可以和酸反應，例如碳酸氫鈉和鹽酸反應：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O ^[14]  。

碳酸氫鈉可以和鹼反應，例如碳酸氫鈉和氫氧化鈉反應：NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O；和氫氧化鈣反應時，若碳酸氫鈉足量，有：2NaHCO₃+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+Na₂CO₃+2H₂O；

若碳酸氫鈉少量，有：NaHCO₃+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+NaOH+H₂O ^[10]  。

1.碳酸氫鈉能與氯化鋁和氯酸鋁發生雙水解，生成氫氧化鋁、鈉鹽和二氧化碳，化學方程式分別為：

3NaHCO₃+AlCl₃=Al(OH)₃↓+3NaCl+3CO₂↑；

3NaHCO₃+Al(ClO₃)₃=Al(OH)₃↓+3NaClO₃+3CO₂↑ ^[6]  。

2.碳酸氫鈉能與某些金屬鹽溶液發生複分解反應，如：2HCO₃^-+Mg²⁺=CO₂↑+MgCO₃↓+H₂O ^[14]  。

碳酸氫鈉常温下性質穩定，受熱易分解，在約50 ℃時開始分解，270 ℃時完全失去二氧化碳，在乾燥空氣中無變化，在潮濕空氣中緩慢分解。

分解反應方程式：2NaHCO₃=Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O ^[6]  。

大鼠經口半數死亡率LD50：4220mg/kg ^[17]  ；小鼠經口LD50：3360mg/kg ^[5]  。

大鼠腹腔TDLo：40mg/kg ^[5]  。

大鼠LD：＞900mg/m^{3 [5]}  。 鈉離子為人體正常需要，一般認為無毒，但碳酸氫鈉過量攝入，可能會造成鹼中毒，損害肝臟，且可誘發高血壓。一次性服用大量碳酸氫鈉，可引起胃膨脹，甚至胃破裂 ^{[11]  [16]}  。

將碳酸鈉溶液，在碳化塔中通過二氧化碳碳化後，再經分離、乾燥、粉碎，即得成品。

Na₂CO₃+CO₂(g)+H₂O=2NaHCO₃ ^[16] 

將碳酸鈉置於反應牀上，並用水拌好，由下部吸入二氧化碳，碳化後經乾燥、粉碎，即得成品 ^[23]  。

Na₂CO₃+CO₂(g)+H₂O=2NaHCO₃

在純鹼生產過程中，純鹼煅燒爐產生的爐氣，經旋風分離後，仍含有較多的鹼粉。將此爐氣用熱鹼回收，使鹼粉溶解在鹼液內，在循環溶解過程中，部分鹼液送往蒸氨塔，蒸出熱鹼液中氨，使鹼液進一步濃縮，作為生產碳酸氫鈉的鹼液原料，蒸氨塔頂出來的氨、二氧化碳和水混合氣，進入原來爐氣冷卻塔。碳酸氫鈉生產中分離脱水後的母液，用於熱鹼液循環，以溶解回收爐氣中鹼粉，構成生產過程循環。

廢鹼液回收後，經碳化、離心分離、乾燥，製得碳酸氫鈉成品。

以天然鹼為原料，由於雜質含量較高，因而鹼液配製時，需嚴格控制化鹼温度、濃度及母液循環次數，母液中總鹽量應大於240g/L。化鹼後鹼液濃度碳酸鈉大於150g/L、氯化鈉小於50g/L、硫酸鈉小於90g/L，所得鹼液經過濾除渣，然後與二氧化碳碳化生成碳酸氫鈉結晶，經洗滌脱水，洗液可返回化鹼或排放，結晶經乾燥，製得碳酸氫鈉成品 ^[24]  。

實驗室可利用碳酸鈉的水溶液與二氧化碳反應制備碳酸氫鈉。

碳酸氫鈉可用作分析試劑，還用於無機合成 ^[5]  。可用於配製碳酸鈉-碳酸氫鈉緩衝溶液，加入少量酸或鹼時能保持氫離子濃度不發生顯著變化，可保持體系pH值相對穩定 ^[24]  。

碳酸氫鈉可用於生產酸鹼滅火器和泡沫滅火器，在橡膠工業中碳酸氫鈉可用於橡膠、海綿生產。在冶金工業中碳酸氫鈉可用作澆鑄鋼錠的助熔劑。在機械工業中碳酸氫鈉可用作鑄鋼（翻砂）砂型的成型助劑。在印染工業中碳酸氫鈉可用作染色印花的固色劑、酸鹼緩衝劑、織物染整的後方處理劑；染色中加入小蘇打可以防止紗筒產生色花，還可用作羊毛的洗滌劑。

在食品加工中，碳酸氫鈉是一種應用最廣泛的疏鬆劑，用於生產餅乾、麪包等，但作用後會殘留碳酸鈉，使用過多會使食品鹼度過大而導致風味變劣，色澤黃褐。是汽水飲料中二氧化碳的發生劑；可與明礬複合為鹼性發酵粉，也可與純鹼複合為民用石鹼；還可用作黃油保存劑。在蔬菜加工中可用作果蔬護色劑。在洗滌果蔬時添加約0.1%~0.2%的碳酸氫鈉可使綠色穩定。碳酸氫鈉用作果蔬處理劑時，通過對果蔬煮漂，可使果蔬的pH值升高，蛋白質的持水性提高，促進食品組織細胞軟化，使澀味成分溶出。此外對羊奶有去羶作用，使用量為0.001%~0.002%。

碳酸氫鈉可用於農業浸種，還能夠彌補飼料中賴氨酸含量的不足，將碳酸氫鈉溶於少量清水中或拌入精料中給牛飼餵（適量添加），可促進牛的生長，還可明顯提高奶牛的產奶量 ^{[5-6]  [7]}  。

碳酸氫鈉可作為製藥的原料，用於治療胃酸過多、代謝性酸中毒，也可鹼化尿液以預防尿酸性腎結石。也可減少磺胺藥的腎毒性，及急性溶血時防止血紅蛋白沉積在腎小管，治療胃酸過多引起的症狀；靜脈滴注對巴比妥類、水楊酸類藥物及甲醇等藥物中毒有非特異性的治療作用。但禁用於吞食強酸中毒時的洗胃，且大量注射、存在腎功能不全或長期應用時，可出現心律失常、肌肉痙攣、疼痛、異常疲倦虛弱、呼吸減慢、口內異味、尿頻、尿急、持續性頭痛、食慾減退、噁心、嘔吐等 ^[25]  。

在碳酸氫鈉的生產過程中，工藝差異會產生大量的廢氣（包括大量二氧化碳、大量的二氧化硫、氮氧化物和氨等許多有害物質）、廢水和固體廢物，以及在生產、運輸和包裝過程中使用了大量的塑料袋和紙箱，難以進行有效的回收及處理，這些廢物除了佔用大量的土地資源外，還會對周圍環境造成嚴重的污染。

碳酸氫鈉對水環境是無害的，但若無政府許可，勿將材料排入周圍環境。

隔離泄漏污染區，限制出入。建議應急處理人員戴防塵面具（全面罩），穿一般作業工作服。避免揚塵，小心掃起，置於袋中轉移至安全場所。若大量泄漏，用塑料布、帆布覆蓋。收集回收或運至廢物處理場所處置 ^[4]  。

碳酸氫鈉屬非危險品，但應防止受潮。儲存於乾燥通風庫房內。不可與酸類混儲混運。食用小蘇打尤須注意不得與有毒物品混儲混運，防止污染 ^[9]  。

用甲基紅-溴甲酚綠混合指示液為指示劑，以鹽酸標準滴定溶液滴定求得總鹼量，從中減去碳酸鈉所相當的鹼度後計算之 ^[8]  。

溴甲酚綠-甲基紅混合指示液[3份溴甲酚綠指示液（1g/L乙醇溶液）和1份甲基紅指示液（2g/L乙醇溶液）混合，搖勻]；鹽酸標準滴定溶液[c(HCl)=1mol/L] ^[8]  。

稱取2.5g樣品（精確至0.0002g）置於錐形瓶內，加50mL水和10滴溴甲酚綠-甲基紅混合指示液，用鹽酸標準滴定溶液[c(HCI)=1mol/L]滴定至溶液由綠色變為暗紅色，煮沸2min，冷卻後繼續滴定至暗紅色 ^[8]  。

碳酸氫鈉（以NaHCO₃計）%=

式中V——滴定耗用鹽酸標準滴定溶液體積，mL ;

C——鹽酸標準滴定溶液實際濃度，mol/L ;

A₁——NaHCO₃含量，% ;

m——樣品質量，g ;

0.08401——與1.00mL鹽酸標準滴定溶液[c(HCI)=1.000mol/L]相當的以克表示的碳酸氫鈉的質量

1.585——把Na₂CO₃換算成NaHCO₃的係數。 ^[8]