第二章铝酸钠溶液.doc

第二章 铝酸钠溶液
2.2 Na2O-Al2O3-H2O系
2.2.1 Na2O-Al2O3-H2O系平衡状态图的绘制
纯的铝酸钠溶液包含在Na2O-Al2O3-H2O系中，因此要研究研究铝酸钠溶液的物理化学性质，掌握氧化铝在氢氧化钠溶液中的溶解度等就有必要研究Na2O-Al2O3-H2O系平衡状态图。
Na2O-Al2O3-H2O系平衡状态图是根据氧化铝在氢氧化钠溶液中溶解度的精确测定结果绘制的。氧化铝的测定方法：
（1）在一定温度下，将过量的氧化铝或其水合物加入到一定浓度的氢氧化钠溶液中使之饱和。
（2）在一定温度下，使氧化铝含量过饱和的铝酸钠溶液分解，使之达到饱和平衡。
Na2O-Al2O3-H2O系平衡状态图可以用直角坐标表示，也可以用等边三角形表示。以直角坐标表示的Na2O-Al2O3-H2O系平衡状态图，其横坐标是Na2O浓度，纵坐标是Al2O3-浓度，原点O表示100%的H2O通过原点的直线为等αk线。
2.2.2 30℃下的Na2O-Al2O3-H2O系平衡状态图
下图为以直角坐标表示的30℃下的Na2O-Al2O3-H2O系平衡状态图。
图中点和线、区域的具体含义是：
OB线：三水铝石在氢氧化钠溶液中的溶解度曲线。平衡固相是三水铝石
BC线：水合铝酸钠在氢氧化钠溶液中的溶解度曲线。平衡固相是水合铝酸钠。
CD线：一水氢氧化钠在铝酸钠溶液中的溶解度曲线。C点的溶液同时与水合铝酸钠和一水氢氧化钠保持平衡。D点是一水氢氧化钠的组成点（53.45％Na2O和46.55%H2O）
E点是水合铝酸钠的组成点（29.7%Na2O，48.8%Al2O3，21.5%H2O）在DE线上方及其右上方为固相区，不存在液相。
由于铝酸钠溶液是强碱弱酸盐，故只能存在于强碱性溶液中才不会水解。实际上不可能有αk＜1的铝酸钠溶液，其组成点位于OE线的下方。
T点为三水铝石组成点（65.4%氧化铝，34.6%水）
M点为一水铝石组成点（85%氧化铝，15%水）
溶解度等温线和图上某些特征点的连线将状态图分为下列四个区域：
区域I：是三水铝石和偏铝酸钠均未饱和的溶液区。这个区域的所有溶液均有继续溶解三水铝石和偏铝酸钠的能力。
区域II：0BF0区域内的溶液是氢氧化铝过饱和溶液，在此区内的溶液将自发地析出固体氢氧化铝，并力图达到平衡。
区域III：BCEB区域是偏铝酸钠过饱和区， 在这个区域的溶液会自发析出水合铝酸钠。
区域IV：位于BETB三角形内，为三水铝石和水合铝酸钠的过饱和区。
从此图可以看出，氧化铝的溶解度随溶液中苛性碱浓度的增加而急剧增加，但是当苛性碱浓度超过某一个限度（氧化钠含量为21.95%）后，氧化铝的溶解度急剧降低，氧化铝溶解度出现最大值（25.59%）。
在氧化铝生产中，铝酸钠溶液的组成位于平衡状态图中I、II区域内。