Натрий карбонат

Карбонат натрия Na2CO3 — химическое соединение, натриевая соль угольной кислоты.

Сода — общее название технических натриевых солей угольной кислоты.

Na2CO3 (карбонат натрия) — кальцинированная сода, бельевая сода
Na2CO3·10H2O (декагидрат карбоната натрия, содержит 62,5 % кристаллизационной воды) — стиральная сода; иногда выпускается в виде Na2CO3·H2O или Na2CO3·7H2O
NaHCO3 (гидрокарбонат натрия) — пищевая сода, натрий двууглекислый.

Физические свойства

• Молярная масса 105,99 г/моль
• Плотность 2,53 г/см³
• Кристаллогидраты карбоната натрия существуют в разных формах: бесцветный моноклинный Na2CO3·10H2O, при 32,017 °C переходит в бесцветный ромбический Na2CO3·7H2O, последний при нагревании до 35,27 °C бесцветный переходит в ромбический Na2CO3·H2O.
• Безводный карбонат натрия представляет собой бесцветный кристаллический порошок.

Получение

• Способ Леблана. По этому способу при температуре около 1000 °C запекается смесь сульфата натрия («глауберовой соли»), мела или известняка (карбоната кальция) и древесного угля. Уголь восстанавливает сульфат натрия до сульфида:
• Na2SO4 + 2C → Na2S + 2CO2↑.
• Сульфид натрия реагирует с карбонатом кальция:
• Na2S + СаСО3 → Na2CO3 + CaS.
• Полученный расплав обрабатывают водой, при этом карбонат натрия переходит в раствор, сульфид кальция отфильтровывают, затем раствор карбоната натрия упаривают. Сырую соду очищают перекристаллизацией. Процесс Леблана даёт соду в виде кристаллогидрата, поэтому полученную соду обезвоживают кальцинированием.

• Промышленный аммиачный способ (способ Сольве). В насыщенный раствор хлорида натрия пропускают эквимолярные количества газообразных аммиака и диоксида углерода, то есть как бы вводят гидрокарбонат аммония NH4HCO3:
• NH3 + CO2 + H2O + NaCl → NaHCO3 + NH4Cl.
• Выпавший остаток малорастворимого (9,6 г на 100 г воды при 20 °C) гидрокарбоната натрия отфильтровывают и кальцинируют (обезвоживают) нагреванием до 140—160 °C, при этом он переходит в карбонат натрия:
• 2NaHCO3 →(t) Na2CO3 + CO2↑ + H2O.
• Образовавшийся CO2 возвращают в производственный цикл. Хлорид аммония NH4Cl обрабатывают гидроксидом кальция Ca(OH)2:
• 2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O,
• и полученный NH3 также возвращают в производственный цикл.

Применение

• Карбонат натрия используют в стекольном производстве; мыловарении и производстве стиральных и чистящих порошков; эмалей, для получения ультрамарина.
• Также он применяется для смягчения воды паровых котлов и вообще устранения жёсткости воды, для обезжиривания металлов и десульфатизации доменного чугуна.
• Карбонат натрия — исходный продукт для получения NaOH, Na2B4O7, Na2HPO4. Может использоваться в сигаретных фильтрах.
• В пищевой промышленности карбонаты натрия зарегистрированы в качестве пищевой добавки E500, — регулятора кислотности, разрыхлителя, препятствующего комкованию и слёживанию. Карбонат натрия (кальцинированная сода, Na2CO3) имеет код 500i, гидрокарбонат натрия (пищевая сода, NaHCO3) — 500ii, их смесь — 500iii.
• Также используется для приготовления проявителя фотоматериалов.