硫酸氢钠 :一种无机盐类化合物

更新时间:2024-09-20 11:52

硫酸氢钠(英文名: bisulfate;sodium sulfate),化学式:NaHSO4,也称酸式硫酸钠,硝石饼(硝石 cake),是一种无机化合物。硫酸氢钠为白色结晶性粉末或块状物,呈微酸性,易溶于水。

它是一种强酸弱碱中和后形成的酸性盐,可与碱反应生成相应的盐和水。其在潮湿空气中会吸收水分,但不会分解;加热至约315 ℃时开始分解,放出二氧化硫和H₂O。硫酸氢钠广泛应用于工业、清洗剂、水处理、制药、金属表面处理等领域。

理化性质

物理性质

硫酸氢钠是一种硫酸氢盐,为白色无味结晶固体。晶体结构三斜晶系碘化钠单斜晶系(一水合物)。熔点为38.5℃,由于它是一种无机盐,因此蒸汽压可以忽略不计。

化学性质

溶于水,溶液呈强酸性,不溶于氨。在315℃下分解为Na2S2O7和水。

显酸性

与碱反应

硫酸氢钠可与碱发生中和反应

与弱酸盐发生复分解反应

与钡盐生成沉淀

受热易分解

制备方法

工业制法

湿法

硫酸氢钠的水溶液中结晶出硫酸氢钠,此法又称为粗硫酸氢钠精制法。重铬酸钠熔融法制备三氧化铬时得到硫酸氢钠熔融体,浸取、浓缩、结晶,制得硫酸氢钠;或者预先处理铬酸酐的副产品,得到低浓度NaHSO4溶液,加热蒸发,浓缩,搅拌,冷却结晶。反应方程式如下:

干法

200 ℃下浓硫酸硫酸钠(硫酸钠)反应,直接生成硫酸氢钠。反应方程式如下:

曼海姆工艺:高温下NaCl(食盐)和H2SO4 反应,生成NaHSO4和HCl气体。反应方程式如下:

实验室制法

将等物质的量的氢氧化钠和H2SO4混合,可以得到NaHSO4和水。反应方程式如下:

其他新型方法

硫代硫酸钠亚硫酸氢钠为原料,以过氧化氢氧化剂,通过氧化还原反应,制备硫酸氢钠;微波辐射制备硫酸氢钠。

形成硫酸氢钠的过程会大量放热。液体硫酸氢钠被冷却后,形成固体颗粒。虽然没有商业利益,但硫酸氢钠可以通过其钠盐与过量的硫酸反应产生作为生产许多其他无机酸副产品

产生的HX酸沸点低于反应物,因此通过蒸馏可以与反应混合物分离。

应用领域

食品行业

硫酸氢钠是一种食品添加剂,可以作为食品的防腐剂防止食物的交叉污染、洗洁精用于去污。此外,在食品加工过程中,硫酸氢钠与加工用水中最常用的化学消毒剂过氧乙酸相比,不具有腐蚀性,更安全、经济,减少环境污染。

硫酸氢钠被用作发酵方形蛋糕混合物的食品添加剂,以及用于肉类和家禽加工。食品级硫酸氢钠用于制作饮料、调味品、酱汁和馅料。硫酸氢钠降低pH值而不会产生酸味,已用于代替市售的柠檬酸DL-苹果酸或磷酸,它也可以用作抗褐变剂。

动物饲养

硫酸氢钠被AAFCO批准为通用饲料的添加剂。作为膳食补充剂,与莫能菌素联合使用,有利于鸟类的生长。适当剂量的硫酸氢钠还可以预防和治疗马的体外寄生昆虫感染。它对某些棘皮动物有剧毒,但对大多数其他生命形式相当无害,因此,被用于控制长棘海星的爆发。此外,它被用作尿液酸化剂,以减少猫的尿结石。

医药行业

硫酸氢钠在医药行业用作化学消毒剂以及洗洁精组分。此外,它还可以刺激排便。

化工行业

硫酸氢钠作为催化剂,价格低廉、环境友好、催化效果好。它催化的化学反应条件温和、收率较高、后处理工艺简单。对于一些分子间脱水反应、分子内脱水反应、酯交换反应、偶联反应,硫酸氢钠都有较好的催化能力。

硫酸氢钠还可以辅助焙烧回收金属,例如作为添加剂辅助焙烧从电池中回收锂盐。

纺织工业

硫酸氢钠有时应用于用丝和一堆纤维素基纤维(人造丝、棉、大麻等)制成的天鹅绒布料,用以生产“烧毁天鹅绒”:当制造加热这种织物并时,会导致纤维素基纤维变脆并剥落,在成品材料中留下烧焦的区域。

其他

硫酸氢钠具有酸性,主要用于降低pH值。可以作为废弃垃圾处理的酸化剂,从而减少氨排放。它还用于金属表面处理,清洁产品;并降低水的pH值,以便在游泳池和热水浴缸中进行有效氯化;硫酸氢钠还是马桶清洁剂Vanish和Sani-Flush的主要活性成分,但现已停产。此外,还可以用作矿物分解的助熔剂酸性染料助染剂。

安全事宜

硫酸氢钠水溶液是强酸性,对金属等组织有腐蚀性

健康危害

硫酸氢钠有毒,吞咽有害;

液体状态:吸入、摄入或皮肤接触NaHSO4可能引起肺水肿而造成严重伤害或死亡。

熔融状态:皮肤和眼睛接触熔融NaHSO4可能会被严重灼伤。

急救措施

在条件允许的情况下,将受害者转移到新鲜的空气中。

没有呼吸:进行人工呼吸。若受害者摄入或吸入NaHSO4,切忌口对口人工呼吸;人工呼吸之前,应清洗面部和嘴巴,使用配备有高压止回阀或其他适当呼吸医疗设备的袖珍面罩。

轻微的皮肤接触:脱下并隔离受污染的衣物,避免将被污染的衣物接触未受影响的皮肤。若接触NaHSO4,立即用流水冲洗皮肤或眼睛至少20分钟。令受害者保持冷静和温暖。

消防措施

物质本身不会燃烧,但在加热时可能会分解,生成具有腐蚀性或毒性的烟雾。部分分解产物是氧化剂,可能会将可燃物点燃。此外,硫酸氢钠与金属接触可能放出易燃氢气,容器在加热时可能会爆炸。因此硫酸氢钠物质灭火措施如下:

小火:干粉,二氧化碳或喷水。

大火:干粉、二氧化碳、耐乙醇泡沫或喷水。

如果可以安全地完成,请将未损坏的容器从火周围区域移开。顺着沟渠流走的物质稍后再处理。涉及汽车/拖车负载的火灾:以最远的距离进行灭火或使用空中机器人设备或监控喷嘴进行灭火。不要把水倒进容器里,而是用大量水冷却容器,直到火势完全熄灭。如果排气安全装置发出声音或水箱变色,请立即撤离。并且暂时与刚扑灭的汽车等物保持距离。

泄露措施

立即预防措施:与液体至少隔离50米或固体至少25米的溢出或泄漏区域。

溢出:根据需要向顺丰速运方向撤离至预防措施距离。

火灾:如果轨道车或油罐车卷入火灾,请撤离至800米之外。

参考资料

Sodium hydrogen sulfate | NaHSO4 - PubChem.pubchem.2023-04-07

Sodium bisulfate monohydrate | H3NaO5S - PubChem.PubChem.2023-04-07

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