乾燥的SO2是否能與乾燥的NaOH反應還不太清楚,但乾燥的CO2難於與乾燥的NaOH反應是有一定證據的。
市售的鹼石灰(也叫鈉石灰)絕大部分其實都是做為CO2吸收劑使用的,例如作為醫用CO2吸收劑或者氧氣呼吸器(隔絕式防毒面具)中的CO2吸收劑,這種鹼石灰的主要成分並非一般認為的NaOH-CaO,而是NaOH-Ca(OH)2-H2O,NaOH含量只有百分之幾,卻含有不少的水分,這些水分對於鹼石灰有效吸收CO2十分重要。
市售的鹼石灰吸收CO2的原理,一般認為是:
1、CO2溶於水,可能進一步與水反應生成H2CO3:
CO2 + H2O = H2CO3
2、NaOH與H2CO3反應(或者與H2O和CO2反應),得到Na2CO3,這一步在無水條件下不能完成,因此鹼石灰中含有水是必須的:
2NaOH + H2CO3 = Na2CO3 + 2H2O
2NaOH + H2O + CO2 = Na2CO3 + 2H2O
上述第二個反應一般簡寫為:2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O,但這個反應在完全無水的情況下無法進行。
3、Na2CO3與Ca(OH)2反應,得到CaCO3和NaOH,這一步反應也需要有水的參與:
Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2NaOH
總反應相當於在NaOH和水的催化下,Ca(OH)2與CO2的反應:
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O
因此鹼石灰的主要成分實際是Ca(OH)2,含有少量的NaOH和一定量的水分即可。
實驗室製取甲烷時,所需的鹼石灰必須是NaOH-CaO,其中起乙酸鈉脫羧作用的主要是NaOH,CaO起到吸水、固定反應物(否則熔融的CH3COONa和NaOH會流動)以及緩解NaOH腐蝕玻璃的作用,因此如果直接用市售的鹼石灰與無水乙酸鈉混合加熱製取甲烷,通常都會失敗,與市售鹼石灰並非NaOH-CaO有關,必須將市售鹼石灰放在蒸發皿或者坩堝中煅燒一段時間,再加入一定量的固體NaOH,研細後方可與無水乙酸鈉混合加熱製取甲烷。
因此,絕對無水的SO2,推測也很難與乾燥的NaOH反應,但只要有微量水存在,下列反應就會生成更多的水:
2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O
反應就會繼續進行,可以認為水是這一反應的催化劑。但在中學化學階段,可以不用考慮這些細節,認為CO2和SO2都能直接與NaOH反應就行了:
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
乾燥的SO2是否能與乾燥的NaOH反應還不太清楚,但乾燥的CO2難於與乾燥的NaOH反應是有一定證據的。
市售的鹼石灰(也叫鈉石灰)絕大部分其實都是做為CO2吸收劑使用的,例如作為醫用CO2吸收劑或者氧氣呼吸器(隔絕式防毒面具)中的CO2吸收劑,這種鹼石灰的主要成分並非一般認為的NaOH-CaO,而是NaOH-Ca(OH)2-H2O,NaOH含量只有百分之幾,卻含有不少的水分,這些水分對於鹼石灰有效吸收CO2十分重要。
市售的鹼石灰吸收CO2的原理,一般認為是:
1、CO2溶於水,可能進一步與水反應生成H2CO3:
CO2 + H2O = H2CO3
2、NaOH與H2CO3反應(或者與H2O和CO2反應),得到Na2CO3,這一步在無水條件下不能完成,因此鹼石灰中含有水是必須的:
2NaOH + H2CO3 = Na2CO3 + 2H2O
2NaOH + H2O + CO2 = Na2CO3 + 2H2O
上述第二個反應一般簡寫為:2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O,但這個反應在完全無水的情況下無法進行。
3、Na2CO3與Ca(OH)2反應,得到CaCO3和NaOH,這一步反應也需要有水的參與:
Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2NaOH
總反應相當於在NaOH和水的催化下,Ca(OH)2與CO2的反應:
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O
因此鹼石灰的主要成分實際是Ca(OH)2,含有少量的NaOH和一定量的水分即可。
實驗室製取甲烷時,所需的鹼石灰必須是NaOH-CaO,其中起乙酸鈉脫羧作用的主要是NaOH,CaO起到吸水、固定反應物(否則熔融的CH3COONa和NaOH會流動)以及緩解NaOH腐蝕玻璃的作用,因此如果直接用市售的鹼石灰與無水乙酸鈉混合加熱製取甲烷,通常都會失敗,與市售鹼石灰並非NaOH-CaO有關,必須將市售鹼石灰放在蒸發皿或者坩堝中煅燒一段時間,再加入一定量的固體NaOH,研細後方可與無水乙酸鈉混合加熱製取甲烷。
因此,絕對無水的SO2,推測也很難與乾燥的NaOH反應,但只要有微量水存在,下列反應就會生成更多的水:
2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O
反應就會繼續進行,可以認為水是這一反應的催化劑。但在中學化學階段,可以不用考慮這些細節,認為CO2和SO2都能直接與NaOH反應就行了:
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O