在侯氏制堿法中,涉及的主要化學反應可以概括為以下幾個步驟:
首先,通過向飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳,發(fā)生復分解反應,生成碳酸氫鈉(小蘇打)和氯化銨:
\[ NaCl + NH_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow NaHCO_3 + NH_4Cl \]
接著,在這個過程中,由于碳酸氫鈉的溶解度較低,會以晶體形式析出。通過過濾分離出碳酸氫鈉后,將其加熱分解即可得到純堿(碳酸鈉)和水及二氧化碳氣體:
\[ 2NaHCO_3 \xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3 + H_2O + CO_2 \uparrow \]
與此同時,濾液中的氯化銨可以通過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶的方式進一步提純,從而實現(xiàn)副產(chǎn)品的回收利用。
侯氏制堿法的獨特之處在于它巧妙地將制堿與制氨結(jié)合起來,形成了一個閉合循環(huán)系統(tǒng),極大地減少了廢棄物排放,并顯著提升了資源使用效率。這種方法的成功應用標志著中國化學工業(yè)從模仿走向自主創(chuàng)新的重要一步,也為全球化工技術(shù)的發(fā)展提供了寶貴的經(jīng)驗。