Natrijev karbonat

Natrijev karbonat ima molsko maso 105,99 g/mol, je bele barve in je topen v vodi. Vodne raztopine so močno alkalne. Znan je tudi pod imenom soda ali pralna soda in E500. Je najbolj pomemben industrijski karbonat. Tvori mono in dekahidrate. Gostota je 2,54 g/mL, tališče ima pri 851°C in začne zgubljati CO2 dosti pred tališčem. Netopen je v alkoholih v kislinah se pa topi, tako da oddaja CO2. Dekahidrat zgublja vodo že pri 34°C, monohidrat pa pri 100°C. Večino natrijevega karbonata se kopa v rudnikih ter tudi se ga sintetizira po Solvayevem postopku.

Sinteza

Industrijski postopek

Solvayev postopek

Postopek, ki ga uporabljajo danes je vplejlal belgijski kemik in industrijalec Ernest Solvay leta 1860. Postopek je racionalen in do največje možne mere izrabi stranske produkte reakcij. <ref name="lazarini"/>

1. NaCl(aq) + NH₃(aq) + CO₂(g) + H₂O → NaHCO₃(s) + NH₄Cl(aq)
   • V nasičeno raztopino NaCl in NH₃ uvajamo plinast CO₂.
   • Nastane topen NH₄Cl in slabše topen NaHCO₃, katerega odfiltriramo.
2. 2 NaHCO₃(s) → Na₂CO₃(s) + H₂O(g) + CO₂(g)
   • S segrevanjem na 200°C preide natrijev hidrogenkarbonat v natrijev karbonat in ogljikov dioksid.
   • Polovica prvotne količine ogljikovega dioksida se vrača v postopek.
3. 2 NH₄Cl(aq) + Ca(OH)₂ → 2 NH₃ + CaCl₂ + 2 H₂O
   • Vodni raztopini amonijevega klorida dodamo kalcijev hidroksid, pri čemer nastane amoniak.
   • Celotna količina amoniaka se vrača proces, kalcijev klorid je odpadni produkt.

Leblancov postopek

To je prvi industrijski postopek in ga je vpeljal Nicolas Leblanc leta 1791, neposredno po francoski revoluciji. Je precej manj gospodaren od Solvayevega. Danes uporabljajo le 2. fazo postopka v državah, kjer imajo naravne vire natrijevega sulfata, npr. Rusija.

1. 2 NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2 HCl
2. Na₂SO₄(l) + 2 C → Na₂S + 2 CO₂
   • V talini se reducira.
3. Na₂S + CaCO₃ → Na₂CO₃ + CaS
   • Končni produkt je dekahidrat, ki nastane pri kristalizaciji iz vodne raztopine.

Viri

• Reakcije in identifikacija ionov, Univerza v Ljubljani FKKT, 2006
• Splošna in anorganska kemija, F. Lazarini, druga izdaja, 2004