Węglan sodu, zwycz. soda, soda kalcynowana, Na
2CO
3 – nieorganiczny związek chemiczny, sól kwasu węglowego i sodu.

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.

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.

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 + 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

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.

Przypisy