Węglan sodu

Węglan sodu
Nazewnictwo
Inne nazwy i oznaczenia soda kalcynowana
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	Na2CO3
Masa molowa	105,977 g/mol
Wygląd	biały
Identyfikacja
Numer CAS	497-19-8
PubChem	10340[4]
Właściwości Gęstość i stan skupienia 2,53 g/cm³; ciało stałe Rozpuszczalność w wodzie 220 g/dm³ Temperatura topnienia 854 °C Zasadowość (pKb) 3,67
Niebezpieczeństwa MSDS Zewnętrzne dane MSDS Globalnie Zharmonizowany System Klasyfikacji i Oznakowania Chemikaliów Zagrożenia wg Rozporządzenia CLP, zał. VI[2] Uwaga Zwroty H H319 Zwroty EUH brak zwrotów EUH Zwroty P P305+P351+P338[3] Europejska klasyfikacja substancji Zagrożenia wg Dyrektywy 67/548/EWG, zał. I[2] Drażniący (Xi) Zwroty R R36 Zwroty S S2, S22, S26 NFPA 704[1] 0 2 0
Podobne związki
Inne aniony	siarczan(VI) sodu
Inne kationy	węglan wapnia
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
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.

[edytuj] Zastosowanie

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]}.

[edytuj] 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 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

[edytuj] Metoda Solvaya

 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.

[edytuj] Przypisy