Natrijev karbonat

Natrijev karbonat (Na₂CO₃ x 10H₂O, kristalna soda, kalcinirana soda) je bezbojan do bijeli kruti kristal koji se u prirodi nalazi kao mineral soda (Na₂CO₃ x 10H₂O), trona, tennonatrit, gejlisit, personit i hanksit. Lako se otapa u vodi, a otopina natrijeva karbonata djeluje jako lužnata, zbog hidrolize, i nagriza tkiva.
Najvažnije soli ugljične kiseline su natrijev hidrogenkarbonat i natrijev karbonat. Te soli su od izuzetne važnosti u industrijskoj primjeni.

Natrijev karbonat bezvodni (Na₂CO₃, soda bez vode, soda) je higroskopan, a stajanjem na zraku reagira s CO₂ i H₂O stvarajući NaHCO₃. Neutralizacijom natrijeve lužine ugljikovim(IV) oksidom nastaje natrijev hidrogenkarbonat (NaHCO₃) ili natrijev karbonat (NaCO₃), ovisno o odnosu množina reaktanata:

Na⁺_(aq) + OH^-_(aq) + CO₂(g) --> NaHCO₃(s)

2 Na⁺_(aq) + 2 OH^-_(aq) + CO₂(g) --> 2 Na⁺_(aq) + CO₃^2-_(aq) + H₂O

Uparavanjem otopine natrijeva karbonata, nastaje bijeli prah, dobro topljiv u vodi. Vodena je otopina zbog hidrolize jako lužnata, pa se vrlo često zbog tog svojstva koristi u industriji kao jeftinija sirovina i zamjena za natrijevu lužinu. Kristalizacijom iz otopine nastaju veliki prozirni kristali - kristalna soda (natrijev karbonat, Na₂CO₃ x 10 H₂O).

Uporaba

Natrijev karbonat je važna sirovina za kemijsku industriju i ima veliku primjenu u industriji stakla, boja, papira, celuloze, industriji umjetne svile, tekstila, deterdženta i prašaka za pranje, sapuna, sredstava za prskanje te za izbjeljivanje i štavljenje kože, za oplemenjivanje vune i pamuka, hidrolizu bjelančevina, dobivanje margarina, odjeljivanje soka iz šećerne repe, rabi se i za omekšivanje vode, te za dobivanje drugih spojeva, itd..

Dobivanje

U prirodi se nalazi u malim količinama čist, pa se proizvodi raznim industrijskim postupcima.

1. Jedan od načina proizvodnje je tzv. amonijačni Solvayev postupak iz NH₃, NaCl i CaCO₃; gdje nastaje neutralizacijom natrijeve lužine s ugljikovim(IV) oksidom.
Ovim postupkom uvodi se amonijak u zasićenu otopinu natrijeva klorida, čime otopina postaje lužnata. Amonijakalna otopina natrijeva klorida neutralizira se uvođenjem CO₂ (ugljikov(IV) oksid) do zasićenja.
Reakcijom u vodenoj otopini nastaju ioni NH₄⁺, Na⁺, HCO₃^- i Cl^-, koji bi mogli dati četiri različite soli: amonijev klorid (NH₄Cl), amonijev hidrogenkarbonat (NH₄HCO₃), natrijev klorid (NaCl) i natrijev hidrogenkarbonat (NaHCO₃).
Otopina koja sadrži ione Na⁺, NH₄⁺, Cl^- i HCO₃^- se hladi, pri čemu se taloži najslabije topljiv natrijev hidrogenkarbonat (NaHCO₃), a u otopini ostaju amonijevi i kloridni ioni, jer je amonijev klorid najbolje topiv.

2. Zagrijavanjem natrijeva hidrogenkarbonata, (kalciniranje) dobije se natrijev karbonat.
Oslobođeni CO₂ vraća se u proces, a gubitak se nadoknađuje prženjem vapnenca, tj. kalcijeva karbonata:

CaCO₃ --> CaO + CO₂

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se u kalcijeva hidroksid (gašeno vapno):

CaO + H₂O --> Ca(OH)₂

koji se upotrebljava za oslobađanje amonijaka iz amonijeva klorida.
Regenerirani amonijak ponovo se uvodi u zasićenu otopinu natrijeva klorida i čitav proces se ponavlja.

Proces je vrlo ekonomičan jer se upotrebljavaju jeftine sirovine (morska ili kamena sol i vapnenac), a amonijak /najskuplja u tom postupku/ i dio ugljikova dioksida, vraćaju se ponovo u proces (recikliraju se).
Amonijak se regenerira iz otopine amonijeva klorida reakcijom s vapnom (CaO).

3. Iz otopine Na₂CO₃ se dodatkom Ca(OH)₂ pripravlja NaOH.

4. Industrijski se dobiva kalciniranjem kuhinjske soli.

5. Natrijev karbonat se može dobiti reakcijom ugljikovog dioksida i natrijevog hidroksida

CO₂ + 2NaOH --> Na₂CO₃ + H₂O

Daljnjom reakcijom natrijevog karbonata, ugljikovog dioksida i vode nastaje natrijev hidrogenkarbonat (soda bikarbona).

Izvori

Nedovršeni članak Natrijev karbonat koji govori o kemiji treba dopuniti. Dopunite ga prema pravilima uređivanja Hrvatske internetske enciklopedije.