Węglan Sodu: Związek chemiczny

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	Na 2CO 3
Masa molowa	105,98 g/mol
Wygląd	biały lub prawie biały, higroskopijny proszek
Identyfikacja
Numer CAS	497-19-8
PubChem	10340
DrugBank	DB09460
InChI InChI=1S/CH2O3.2Na/c2-1(3)4;;/h(H2,2,3,4);;/q;2*+1/p-2 InChIKey CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L
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 Rozporządzenia CLP, zał. VI Uwaga Zwroty H H319 Zwroty P P305+P351+P338 Europejskie oznakowanie substancji oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI Drażniący (Xi) Zwroty R R36 Zwroty S S2, S22, S26 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła 0 2 0
Podobne związki
Inne aniony	Na 2SO 4
Inne kationy	Li 2CO 3, K 2CO 3, Rb 2CO 3, Cs 2CO 3, (NH 4) 2CO 3
Podobne związki	NaHCO 3
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Multimedia w Wiki Commons

W temperaturze pokojowej jest to biała, higroskopijna substancja. 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 w tzw. jeziorach sodowych oraz w popiele roślin morskich. Składnik minerałów.

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.

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 + 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

Osobny artykuł: Metoda Solvaya.

 

Metoda Solvaya otrzymywania węglanu sodu polega na wykorzystaniu następujących reakcji:

1. CaCO
   3 → CaO + CO
   2
2. 2NaCl + 2NH
   3 + 2CO
   2 + 2H
   2O → 2NaHCO
   3 + 2NH
   4Cl
3. 2NaHCO
   3 → Na
   2CO
   3 + CO
   2 + H
   2O – (kalcynacja)
4. 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

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.