首先,氨气(NH₃)被通入含有氯化钠(NaCl)和水(H₂O)的饱和溶液中,形成氨化的盐水溶液。这一过程可以表示为:
\[ NH_3 + H_2O \rightarrow NH_4^+ + OH^- \]
接着,二氧化碳(CO₂)被引入上述溶液中,与氨化后的盐水发生反应,生成碳酸氢铵(NH₄HCO₃)。此反应的离子方程式如下:
\[ NH_4^+ + OH^- + CO_2 \rightarrow NH_4HCO_3 \]
随后,在该体系中继续加入更多的二氧化碳,碳酸氢铵会进一步分解并析出碳酸氢钠(NaHCO₃),同时释放出氨气。这一阶段的离子反应可描述为:
\[ NH_4HCO_3 + Na^+ + Cl^- \rightarrow NaHCO_3 \downarrow + NH_4Cl \]
最后,将碳酸氢钠晶体从溶液中分离出来后,在加热条件下分解生成碳酸钠(Na₂CO₃)、水(H₂O)以及二氧化碳(CO₂),具体反应为:
\[ 2NaHCO_3 \xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3 + H_2O + CO_2 \uparrow \]
以上就是侯氏制碱法中关键步骤的离子方程式概述。这种方法不仅提高了原料利用率,还减少了环境污染,是现代化工领域的重要贡献之一。