Węglan sodu

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Węglan sodu
Węglan sodu Węglan sodu
Węglan sodu
Nazewnictwo
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny Na2CO3
Masa molowa 105,977 g/mol
Wygląd biały
Identyfikacja
Numer CAS 497-19-8
PubChem 10340[4]
Podobne związki
Inne aniony siarczan sodu
Inne kationy węglan wapnia
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Commons Multimedia w Wikimedia Commons

Węglan sodu (nazwy zwyczajowe: soda, soda kalcynowana Na2CO3) − nieorganiczny związek chemiczny, sól kwasu węglowego i sodu.

W temperaturze pokojowej jest to biała, higroskopijna substancja, która topi się w temperaturze 852 °C i dobrze rozpuszcza się w wodzie. Z roztworu krystalizuje w postaci dużych bezbarwnych kryształów, wietrzejących na powietrzu.

W przyrodzie związek ten występuje w stanie naturalnym tzw. jeziorach sodowych oraz w popiele roślin morskich. Stanowi też ważny składnik wielu minerałów.

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Stosuje się go do wyrobu szkła oraz papieru. Wykorzystuje się go również w produkcji mydła i środków piorących. Jest stosowany do zmiękczania wody. Ponadto jest wykorzystywany w garbarstwie, papiernictwie, w syntezach chemicznych i w laboratoriach jako odczynnik chemiczny. 5–6% roztwór sody służy do odżywiczania powierzchni drewna metodą zmydlania[potrzebne źródło].

Otrzymywanie[edytuj | edytuj kod]

Dawniej węglan sodu otrzymywano metodą Leblanca, działając na sól kamienną kwasem siarkowym, otrzymując siarczan sodu, który następnie prażono z węglem i kamieniem wapiennym. Otrzymywany roztwór ługowano wodą otrzymując roztwór sody.

2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl

Na2SO4 + 2C + CaCO3 → Na2CO3 + CaS + 2CO2

Ze względu jednak na zbyt duże zużycie energii, proces ten został zastąpiony metodą Solvaya, gdzie surowcami głównymi są węglan wapnia i sól kamienna.

  • dekarboksylacja kwasów lub soli kwasów:

H3C-COONa + NaOH → CH4 + Na2CO3

Metoda Solvaya[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Metoda Solvaya.
Wytwarzanie węglanu sodu metodą Solvaya

Metoda Solvaya otrzymywania węglanu sodu polega na wykorzystaniu następujących reakcji[5]:

  1. CaCO3 → CaO + CO2
  2. 2NaCl + 2NH3 + 2CO2 + 2H2O → 2NaHCO3 + 2NH4Cl
  3. 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O – (kalcynacja)
  4. 2NH4Cl + CaO → 2NH3 + H2O + CaCl2

co sumarycznie daje:

CaCO3 + 2NaCl → Na2CO3 + CaCl2

Z reakcji sumarycznej wynika, że surowcami są węglan wapnia i sól kamienna (chlorek sodu), amoniak jest surowcem pomocniczym, koks używany jako paliwo do wypalania wapna palonego z wapienia. Natomiast w procesie Leblanca surowcem głównym jest węgiel.

Do produkcji 1t sody amoniakalnej zużywa się:

  • NaCl (w postaci solanki) 1525−1555 kg
  • CaCO3 (w postaci wapniaka) 1206−1370 kg

oraz, jako materiały pomocnicze:

  • koks do wypalania wapna 98−105 kg
  • węgiel do kalcynacji NaHCO3 120−140 kg
  • woda amoniakalna 4−8 kg[6]

Proces wytwarzania sody amoniakalnej składa się z następujących głównych procesów i operacji:

  • przygotowanie roztworów soli
  • nasycanie solanki amoniakiem w celu otrzymania solanki amoniakalnej
  • wypalanie wapna z kamienia wapiennego z jednoczesnym wytworzeniem gazów zawierających CO2
  • nasycanie solanki amoniakalnej CO2 (karbonizacja)
  • oddzielenie kryształów NaHCO3 od ługu macierzystego
  • suszenie wilgotnego NaHCO3 i jego rozkład termiczny (kalcynacja)
  • regeneracja NH3 z ługów macierzystych przez zmieszanie z mlekiem wapiennym i ogrzewanie.

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. Węglan sodu (ang.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-06-24].
  2. 2,0 2,1 Informacje o klasyfikacji i oznakowaniu substancji według Rozporządzenia 1272/2008, zał. VI: Węglan sodu (pol.) w bazie European chemical Substances Information System. Instytut Ochrony Zdrowia i Konsumenta. [dostęp 2011-06-24].
  3. Węglan sodu (pol.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Polski. [dostęp 2011-06-24].
  4. Węglan sodu – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  5. Józef Kępiński: Technologia chemiczna nieorganiczna. Warszawa: PWN, 1984. ISBN 830105574X.
  6. Praca zbiorowa: Technologia sody. Warszawa: Państwowe Wydawnictwa Techniczne, 1958.