0 items

Natriumcarbonaat

Formule Na2CO3  dinatriumcarbonaat, soda
Familie Zout
Productie Het proces voor het verkrijgen van natriumcarbonaat is in de loop van de tijd aanzienlijk veranderd. Het werd oorspronkelijk geproduceerd door het verbranden van zeewier die rijk was aan natrium. Wanneer het onkruid werd verbrand, zou natriumion in de vorm worden achtergelaten van natriumcarbonaat. Hoewel dit proces effectief was, kon het niet worden gebruikt om grote volumes te produceren.

Het eerste proces dat de productie van aanzienlijke hoeveelheden natriumcarbonaat mogelijk maakte, was een synthetisch proces dat bekend staat als het LeBlanc-proces, ontwikkeld door de Franse chemicus Nicolas LeBlanc (1742-1806). In dit proces liet men zout reageren met zwavelzuur om natriumsulfaat en zoutzuur te produceren. Het natriumsulfaat werd verwarmd in aanwezigheid van kalksteen en kolen en het resulterende mengsel bevatte calciumsulfaat en natriumcarbonaat, dat vervolgens werd geëxtraheerd.

Het Solvay-proces resulteert in natriumcarbonaat  uit pekel (als een bron van natriumchloride (NaCl)) en uit kalksteen (als een bron van calciumcarbonaat (CaCO3)).  Het algemene proces is:

2 NaCl + CaCO3 -> Na2C03 + CaCl2

In de eerste stap van het proces passeert koolstofdioxide (CO2) een geconcentreerde waterige oplossing van natriumchloride (keukenzout, NaCl) en ammoniak (NH3).

NaCl + CO2 + NH3 + H2O → NaHCO3 + NH4Cl
In de industriële praktijk wordt de reactie uitgevoerd door geconcentreerde pekel (zout water) door twee torens te voeren. In de eerste borrelt ammoniak door de pekel en wordt erdoor geabsorbeerd. In de tweede borrelt koolstofdioxide door de ammoniakoplossing en slaat natriumbicarbonaat (baksoda) uit de oplossing. In een basische oplossing is NaHCO3 minder in water oplosbaar dan natriumchloride. De ammoniak (NH3) buffert de oplossing bij een basische (hoge) pH; zonder ammoniak zou een bijproduct van zoutzuur de oplossing zuur maken en de precipitatie stoppen.

De noodzakelijke ammoniak “katalysator” voor reactie wordt teruggewonnen in een latere stap, en relatief weinig ammoniak wordt verbruikt. Het kooldioxide dat vereist is voor reactie  wordt geproduceerd door verhittingvan de kalksteen bij 950-1100 ° C. Het calciumcarbonaat (CaCO3) in de kalksteen wordt gedeeltelijk omgezet in ongebluste kalk (calciumoxide (CaO)) en koolstofdioxide:

CaCO3 → CO2 + CaO

Het natriumbicarbonaat (NaHCO3) dat neerslaat in reactie wordt uit de hete ammoniumchloride (NH4Cl) -oplossing gefiltreerd en de oplossing laat men vervolgens reageren met de ongebluste kalk (calciumoxide (CaO)) die overblijft na verwarming van de kalksteen in stap.

2 NH4Cl + CaO → 2 NH3 + CaCl2 + H2O

CaO maakt een sterke basisoplossing. De ammoniak  wordt teruggevoerd naar de initiële pekeloplossing van reactie.

Het natriumbicarbonaat (NaHCO3)  wordt vervolgens omgezet in het eindproduct, natriumcarbonaat, door calcinering (160-230 ° C), waarbij water en kooldioxide als bijproducten worden geproduceerd:

2 NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2

Het kooldioxide van stap wordt teruggewonnen voor hergebruik in stap. Als het op de juiste manier is ontworpen en wordt gebruikt, kan een Solvay-fabriek bijna al zijn ammoniak terugwinnen en verbruikt het slechts kleine hoeveelheden extra ammoniak om verliezen te compenseren. De enige belangrijke inputs voor het Solvay-proces zijn zout, kalksteen en thermische energie, en het enige belangrijke bijproduct is calciumchloride, dat wordt verkocht als strooizout.

In het gewijzigde Solvay-proces, ontwikkeld door de Chinese chemicus Hou Debang in de jaren dertig, zijn de eerste paar stappen hetzelfde als het Solvay-proces. Het CaCl2 wordt echter verdrongen door ammoniumchloride (NH4Cl). In plaats van de overblijvende oplossing met kalk te behandelen, worden kooldioxide en ammoniak in de oplossing gepompt, waarna natriumchloride wordt toegevoegd totdat de oplossing verzadigd is bij   40 ° C. Vervolgens wordt de oplossing gekoeld tot 10 ° C. Ammoniumchloride precipiteert en wordt door filtratie verwijderd en de oplossing wordt gerecycleerd om meer natriumcarbonaat te produceren. Het proces van Hou elimineert de productie van calciumchloride. Het bijproduct ammoniumchloride kan worden geraffineerd, gebruikt als meststof en kan een grotere commerciële waarde hebben dan CaCl2, waardoor de hoeveelheid afvalbedden wordt verminderd.

KLIK – KLIK

Eigenschappen wit, watervrij, poedervormig of korrelig materiaal. Natriumcarbonaat is een alkali met een hoge pH in geconcentreerde oplossingen. Het kan de ogen, luchtwegen en huid irriteren. Het mag niet worden ingenomen. Natriumcarbonaat wordt gemaakt in drie belangrijke

Watervrij natriumcarbonaat verliest gewicht bij verwarming

Na2CO3 (vast) → Na2O (vast) + CO2 (gas)

Natriumcarbonaat hoewel goed oplosbaar in water, bereikt maximale oplosbaarheid bij de relatief lage temperatuur van 35.4°C.

Toepassingen De belangrijkste toepassingen van natriumcarbonaat zijn de productie van glas en de productie van chemicaliën. Het wordt ook gebruikt bij het verwerken van houtpulp om papier te maken, bij het maken van zepen en reinigingsmiddelen, bij het raffineren van aluminium, bij waterverzachting en bij veel andere toepassingen.

Het kan helpen bij het verwijderen van alcohol- en vetvlekken van kleding, evenals verkalkingen in alles, van koffiepotten en espressoapparaten tot boilers en warmwaterketels.

Natriumcarbonaat kan ook worden gebruikt om de alkaliteit in zwembaden te verhogen, waardoor de juiste pH-balans van het water wordt gewaarborgd. Het kan worden gebruikt bij het sterven om de kleurstofbinding op het weefsel effectief te helpen. Fotografen gebruiken ook een natriumcarbonaatoplossing als onderdeel van het foto-ontwikkelingsproces.

KLIK

Geschiedenis Voordat natriumcarbonaat in grote hoeveelheden ter beschikking kwam gebruikte men potas. Dit was echter niet in zuivere vorm voorhanden, maar aanwezig in houtas. Om dit te vervaardigen had men buitengewoon veel hout nodig, hetgeen leidde tot ontbossing op grote schaal en tot een schaarste aan houtas.

 

Bronnen KLIK

Aanmelden

achttien + zes =

Zoektermen

Een UCLL project

logo lerarenopleidinglogo UCLLlogo Vakdidactieklogo Art of Teaching

Partners

logo covalent

translate »