Węglan sodu

Węglan sodu
Nazewnictwo
	Nomenklatura systematyczna (IUPAC)
konst.	węglan disodu
addyt.	trioksydowęglan(2−) sodu
	Inne nazwy i oznaczenia
półsyst.	węglan sodu
Stocka	węglan sodu
inne	soda kalcynowana
	Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	Na2CO3
Masa molowa	105,98 g/mol
Wygląd	biały lub prawie biały, higroskopijny proszek (forma bezwodna) lub bezbarwne kryształy (formy uwodnione)
	Identyfikacja
Numer CAS	497-19-8
PubChem	10340
DrugBank	DB09460
Właściwości
	Gęstość
	2,54 g/cm³; ciało stałe; 2,25 g/cm³ (monohydrat); ciało stałe; 1,46 g/cm³ (dekahydrat); ciało stałe
	Rozpuszczalność w wodzie
	307 g/kg
	w innych rozpuszczalnikach
	nierozpuszczalny w etanolu
Temperatura topnienia	856 °C
Temperatura rozkładu	100 °C (monohydrat); 34 °C (dekahydrat)
Zasadowość (pKb)	3,67
Niebezpieczeństwa
	Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-06-24]
	Globalnie zharmonizowany system; klasyfikacji i oznakowania chemikaliów
	Na podstawie podanego źródła
	Uwaga
Zwroty H	H319
Zwroty P	P305+P351+P338
	NFPA 704
Na podstawie; podanego źródła	0 2 0
	Podobne związki
Inne aniony	Na2SO4
Inne kationy	Li2CO3, K2CO3, Rb2CO3, Cs2CO3, (NH4)2CO3
Podobne związki	NaHCO3
	Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą; stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
	Multimedia w Wikimedia Commons

Węglan sodu, zwycz. soda, soda kalcynowana, Na₂CO₃ – nieorganiczny związek chemiczny, sól kwasu węglowego i sodu.

W formie bezwodnej jest to biały, higroskopijny proszek. Topi się w temperaturze 852 °C i dobrze rozpuszcza się w wodzie^[2]. Z roztworu krystalizuje w postaci bezbarwnych kryształów dekahydratu Na₂CO₃·10H₂O, a w temperaturze powyżej 35 °C jako monohydrat Na₂CO₃·H₂O^[7]. Znany jest też heptahydrat Na₂CO₃·7H₂O^[8].

W przyrodzie związek ten występuje w stanie naturalnym w tzw. jeziorach sodowych oraz w popiele roślin morskich. Składnik minerałów.

Zastosowanie

Węglan sodu stosuje się 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, w syntezach chemicznych i w laboratoriach jako odczynnik chemiczny. Wodne roztwory sody kalcynowanej służą do zmydlania żywicy na powierzchni drewna^[9].

Otrzymywanie

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

Poprzez dekarboksylację kwasów lub soli kwasów karboksylowych:

H₃C−COONa + NaOH → CH₄ + Na₂CO₃

Metoda Solvaya

Osobny artykuł: Metoda Solvaya.

Metoda Solvaya otrzymywania węglanu sodu polega na wykorzystaniu następujących reakcji^[10]:

CaCO₃ → CaO + CO₂
2NaCl + 2NH₃ + 2CO₂ + 2H₂O → 2NaHCO₃ + 2NH₄Cl
2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O – (kalcynacja)
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 1 t 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^[11]

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

↑ Sodium Carbonate, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: 10340 [dostęp 2025-03-10] (ang.).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M.W.M. Haynes (red.), wyd. 97, Boca Raton: CRC Press, 2016, s. 4-85, ISBN 978-1-4987-5429-3, OCLC 961861918 (ang.).
↑ Farmakopea Polska X, Polskie Towarzystwo Farmaceutyczne, Warszawa: Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych, 2014, s. 4276, ISBN 978-83-63724-47-4, OCLC 903979769 .
↑ Węglan sodu, [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2015-04-10] (ang.).^{[martwy link]}
↑ Węglan sodu (nr 451614) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski. [dostęp 2011-06-24].
↑ Węglan sodu (nr 451614) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-06-24]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
↑ AdamA. Bielański AdamA., Podstawy chemii nieorganicznej, wyd. 5, Warszawa: PWN, 2002, s. 825, ISBN 83-01-13654-5 .
↑ Norman N.N.N. Greenwood Norman N.N.N., AlanA. Earnshaw AlanA., Chemistry of the Elements, wyd. 2, Oxford–Boston: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 88, DOI: 10.1016/C2009-0-30414-6, ISBN 0-7506-3365-4 (ang.).
↑ IrenaI. Swaczyna IrenaI., Meble. Naprawa i odnawianie, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, 1995, s. 146, ISBN 83-09-01530-5 .
↑ JózefJ. Kępiński JózefJ., Technologia chemiczna nieorganiczna, Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1984, ISBN 83-01-05574-X .
↑ Technologia sody, Warszawa: Państwowe Wydawnictwa Techniczne, 1958 .

[PubChem-1] Sodium Carbonate, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: 10340 [dostęp 2025-03-10] (ang.).

[CRC-2] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M.W.M. Haynes (red.), wyd. 97, Boca Raton: CRC Press, 2016, s. 4-85, ISBN 978-1-4987-5429-3, OCLC 961861918 (ang.).

[FPX-3] Farmakopea Polska X, Polskie Towarzystwo Farmaceutyczne, Warszawa: Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych, 2014, s. 4276, ISBN 978-83-63724-47-4, OCLC 903979769 .

[CLI-4] Węglan sodu, [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2015-04-10] (ang.).^{[martwy link]}

[Aldrich-5] Węglan sodu (nr 451614) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski. [dostęp 2011-06-24].

[Aldrich-US-6] Węglan sodu (nr 451614) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-06-24]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)

[Bielanski-7] AdamA. Bielański AdamA., Podstawy chemii nieorganicznej, wyd. 5, Warszawa: PWN, 2002, s. 825, ISBN 83-01-13654-5 .

[Greenwood1997-8] Norman N.N.N. Greenwood Norman N.N.N., AlanA. Earnshaw AlanA., Chemistry of the Elements, wyd. 2, Oxford–Boston: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 88, DOI: 10.1016/C2009-0-30414-6, ISBN 0-7506-3365-4 (ang.).

[9] IrenaI. Swaczyna IrenaI., Meble. Naprawa i odnawianie, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, 1995, s. 146, ISBN 83-09-01530-5 .

[10] JózefJ. Kępiński JózefJ., Technologia chemiczna nieorganiczna, Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1984, ISBN 83-01-05574-X .

[11] Technologia sody, Warszawa: Państwowe Wydawnictwa Techniczne, 1958 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]