Węglan sodu
Węglan sodu, zwycz. soda, soda kalcynowana, Na
2CO
3 – nieorganiczny związek chemiczny, sól kwasu węglowego i sodu.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wzór sumaryczny |
Na | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Masa molowa |
105,98 g/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wygląd |
biały lub prawie biały, higroskopijny proszek (forma bezwodna)[1][2][3] lub bezbarwne kryształy (formy uwodnione)[2] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikacja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Numer CAS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PubChem | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DrugBank | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inne aniony | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inne kationy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 Na
2CO
3·10H
2O, a w temperaturze powyżej 35 °C jako monohydrat Na
2CO
3·H
2O[7]. Znany jest też heptahydrat Na
2CO
3·7H
2O[8].
W przyrodzie związek ten występuje w stanie naturalnym w tzw. jeziorach sodowych oraz w popiele roślin morskich. Składnik minerałów.
Zastosowanie
edytujWęglan 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
edytujDawniej 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 + H
2SO
4 → Na
2SO
4 + 2HCl - Na
2SO
4 + 2C + CaCO
3 → Na
2CO
3 + CaS + 2CO
2
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:
- H
3C−COONa + NaOH → CH
4 + Na
2CO
3
Metoda Solvaya
edytuj
Metoda Solvaya otrzymywania węglanu sodu polega na wykorzystaniu następujących reakcji[10]:
- CaCO
3 → CaO + CO
2 - 2NaCl + 2NH
3 + 2CO
2 + 2H
2O → 2NaHCO
3 + 2NH
4Cl - 2NaHCO
3 → Na
2CO
3 + CO
2 + H
2O – (kalcynacja) - 2NH
4Cl + CaO → 2NH
3 + H
2O + CaCl
2
co sumarycznie daje:
- CaCO
3 + 2NaCl → Na
2CO
3 + CaCl
2
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
- CaCO
3 (w postaci wapniaka) 1206−1370 kg
oraz, jako materiały pomocnicze:
- koks do wypalania wapna 98−105 kg
- węgiel do kalcynacji NaHCO
3 120−140 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 CO
2 - nasycanie solanki amoniakalnej CO
2 (karbonizacja) - oddzielenie kryształów NaHCO
3 od ługu macierzystego - suszenie wilgotnego NaHCO
3 i jego rozkład termiczny (kalcynacja) - regeneracja NH
3 z ługów macierzystych przez zmieszanie z mlekiem wapiennym i ogrzewanie.
Przypisy
edytuj- ↑ Sodium Carbonate, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: 10340 [dostęp 2025-03-10] (ang.).
- ↑ a b c d e f g h i j k CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M. Haynes (red.), wyd. 97, Boca Raton: CRC Press, 2016, s. 4-85, ISBN 978-1-4987-5429-3 (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.
- ↑ a b Węglan sodu, [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2015-04-10] (ang.).
- ↑ Węglan sodu (nr 451614) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski. [dostęp 2011-06-24]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
- ↑ 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)
- ↑ Adam Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, wyd. 5, Warszawa: PWN, 2002, s. 825, ISBN 83-01-13654-5.
- ↑ Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, wyd. 2, Oxford–Boston: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 88, ISBN 0-7506-3365-4 (ang.).
- ↑ Irena Swaczyna, Meble. Naprawa i odnawianie, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, 1995, s. 146, ISBN 83-09-01530-5.
- ↑ Józef Kępiński, Technologia chemiczna nieorganiczna, Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1984, ISBN 83-01-05574-X.
- ↑ Technologia sody, Warszawa: Państwowe Wydawnictwa Techniczne, 1958.