天然碱基本知识概述

　　天然碱是一种蒸发盐矿物，为水合碳酸氢钠。它呈纤维状或柱状块，灰或黄白色或无色。具有玻璃光泽。在盐湖沉积地带和干旱地成盐霜状出现。一些地方会形成大面积的碱荒漠。

　　一、天然碱的物化性质

　　1.物理性质

　　‌外观‌：白色、灰色或黄色粉末或颗粒，玻璃光泽，硬度1.0–1.5，密度2.25–2.26 g/cm³。‌溶解性‌：易溶于水，31.8℃时100g水可溶解50.3g水碱(Na₂CO₃·H₂O)。

　　‌吸湿性‌：在潮湿空气中易吸潮结块，部分转化为碳酸氢钠‌3。

　　2.化学性质

　　‌与酸反应‌：天然碱(主要成分为碳酸钠和碳酸氢钠)遇酸会发生剧烈反应，释放二氧化碳气体。例如，与盐酸接触时会产生大量气泡，溶液逐渐澄清，同时放热。这一性质常用于实验室制备二氧化碳或中和酸性物质。

　　‌与碱反应‌：天然碱中的碳酸钠可与碱性物质(如氢氧化钙)反应，生成不溶于水的碳酸钙沉淀。这一反应在工业上用于生产氢氧化钠(苛化法)，也是硬水软化的重要原理。

　　‌与盐反应‌：天然碱溶液与某些可溶性盐(如氯化钡)反应时，会生成白色沉淀(如碳酸钡)。此类反应常用于检验碳酸根离子或分离特定金属离子。

　　‌热稳定性‌：天然碱在高温下会分解，但需较高温度。碳酸氢钠受热易分解为碳酸钠、水和二氧化碳，而碳酸钠需更高温度才会分解为氧化钠和二氧化碳。

　　二、天然碱的性状

　　自然碱形成于干旱区内陆湖泊的沉积环境中，在干燥空气中性质稳定但易溶于水。其物理性质表现为无色透明或灰白色，具玻璃光泽、硬度2.5-3、比重2.11-2.14，并具有完全解理。鉴定特征包括产状、板状晶形、溶于水后碱味明显、遇盐酸剧烈起泡等。该矿物主要用于化工原料领域。

　　三、天然碱的来源

　　碱湖，作为天然碱的重要来源，其特点在于含有丰富的碱性物质。这些湖泊往往呈现出独特的碱性环境，为天然碱的形成提供了理想的条件。在碱湖中，我们可以发现多种天然碱矿石，如片碱、二层碱、马牙碱、锅口碱、糊涂碱和口碱等，它们经过自然的沉淀和结晶，形成了独特的矿藏。碱湖是天然碱的重要来源地，其独特碱性环境为天然碱的形成提供了理想条件。

　　四、天然碱的作用

　　随着纯碱在多个行业中的广泛应用，天然碱的供应可能面临日益紧张的局面。由于需求持续增长，而天然碱的开采和提炼过程相对复杂，加之环境因素等影响，导致其供应量逐渐减少。因此，天然碱在未来有可能演变为一种稀缺资源。日常生活制作食品和洗涤常用碱，工业生产中碱是重要的基本化工原料。在没有人工合成碱之前，使用的都是取自天然的植物碱或矿物碱。

　　随着新能源领域的迅猛发展，锂电池和光伏产业对纯碱的需求不断攀升。纯碱不仅是生产玻璃的重要原料，而且在锂电池的制造过程中也扮演着不可或缺的角色。当前，碳酸锂的提取工艺虽有多种，但大多需要以纯碱为关键原料。

　　在古代农业中，草木灰不仅被用作肥料和改良土质，还具有防虫害的神奇功效。这种天然的灰烬中富含钾元素和碱性物质，能够有效杀灭土壤中的病菌和害虫。许多古籍中都记载了草木灰在防虫害方面的应用，草木灰可用于防治土壤中病菌与虫害，显示其广泛农业应用。

　　五、天然碱的分布情况

　　全球范围内，天然碱资源并不稀缺，它广泛分布于美洲北部、亚洲北部以及非洲东部等地。在美国，天然碱的储量最为丰富，已经得到了大规模的开发。紧随其后的是中国、土耳其、肯尼亚和博茨瓦纳等国家。在我国，天然碱的分布也有其独特之处，它被划分为古碱矿和现代碱矿， 主要分布在北纬30°至49°之间。

　　六、我国主要的天然碱矿区

　　国内天然碱矿资源分布相对集中，主要赋存于中西部特定地质构造区，以河南桐柏矿和内蒙古阿拉善矿为核心，二者合计占全国已探明天然碱总储量的95%以上，是我国纯碱行业(尤其是天然碱法生产)的战略资源基础。以下按储量规模、品质及开发价值，梳理国内主要天然碱矿：位于河南省南阳市桐柏县桐柏山主脉中段，涵盖安棚镇、月河镇、吴城镇等区域，地处秦岭-大巴山造山带东段，地质构造复杂但矿层集中。已探明天然碱矿石储量超10亿吨(以碳酸钠计)，占全国已探明天然碱总储量的80%以上，是全球罕见的超大型天然碱矿床。

　　七、天然碱与盐的关系

　　天然碱其实不是“碱”，而是无机“盐”。也许这个结论颠覆了我们日常的认知。如果看他们主要成分，我们就不难理解了。草木灰的主要成分是碳酸钾(K2CO3)，土碱的主要成分是碳酸钠(Na2CO3)或碳酸氢钠(NaHCO3)。显然，它们不具备“碱”的化学分子结构特征，即不具备氢氧根(OH-)，而是强碱金属和弱酸根所组成的离子型化合物——盐。那么，它为什么被叫作“碱”呢?天然碱这类化合物如碳酸钾溶于水后因离子化作用，即离子间的相互作用而产生较多的氢氧根离子，使溶液呈碱性。又由于它在400°C以上的高温下能分解而得到与氢氧化钠起类似作用的氧化钠，所以工业上惯称它为“碱”。

　　天然碱，这一化学领域的瑰宝，以其独特的物理化学性质和广泛的应用场景，不仅在日常生活中扮演着不可或缺的角色，更在化学工业领域掀起了一场深刻的技术革命。天然碱矿的分布与开发，正重新定义着全球化工产业的格局。