Węglan sodu

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^[6].

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^[7]:

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^[8]

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.