Nātrija karbonāts

Vikipēdijas raksts
Pārlēkt uz: navigācija, meklēt
Šis raksts ir par kalcinēto sodu. Par citām jēdziena soda nozīmēm skatīt nozīmju atdalīšanas lapu.
Nātrija karbonāts
Sodium carbonate-2009-23-04b.svg
Nātrija karbonāta struktūrformula
Sodium-carbonate-xtal-3D-SF-C.png
Nātrija karbonāta kristālrežģis
Citi nosaukumi kalcinētā soda,
ogļskābais nātrijs
CAS numurs 497-19-8
Ķīmiskā formula Na2CO3
Molmasa 105,9884 g/mol
Blīvums 2540 kg/m3
Kušanas temperatūra 851 °C
Viršanas temperatūra 1600 °C
Šķīdība ūdenī 21,8g/100ml pie 20 °C

Nātrija karbonāts jeb kalcinētā soda (Na2CO3) ir balta kristāliska viela, kas labi šķīst ūdenī. Nātrija karbonāta kristālhidrātu ar 10 molekulām ūdens sauc par mazgājamo sodu. Nosaukums "soda" cēlies no auga Salsola soda (no tā pelniem ieguva nātrija karbonātu), bet "kalcinētā" nozīmē "izkarsētā" (senie alķīmiķi karsēšanu augstā temperatūrā dēvēja par kalcinēšanu un kalcinētās sodas iegūšanā tika izkarsēts tās kristālhidrāts).

Atrašanās dabā[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Na2CO3 ir sastopams dabā dažu ezeru ūdenī (piemēram, Natrona ezerā Tanzānijā), kā arī augu, it sevišķi jūras aļģu, pelnos.

Nātrija karbonāta minerāli[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Iegūšana[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Senāk sodu ieguva galvenokārt no ūdensaugu pelniem. Vēlāk tika izstrādātas 3 galvenās sodas iegūšanas metodes.

Leblāna metode[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

To patentējis franču ķīmiķis Nikola Leblāns (Nicolas Leblanc) 1791. gadā kā paņēmienu glaubersāls pārvēršanai sodā un tas pamatojās uz nātrija sulfāta jeb glaubersāls karsēšanu 1000 °C temperatūrā kopā ar krītu vai kaļķakmeni un kokogli. Ogle reducē nātrija sulfātu līdz sulfīdam:

Na2SO4 + 2C → Na2S + 2CO2

Nātrija sulfīds reaģē ar kalcija karbonātu:

Na2S + СаСО3 → Na2CO3 + CaS

Iegūto kausējumu šķīdina ūdenī - soda izšķīst, bet nešķīstošo kalcija sulfīdu var nofiltrēt. Šķīdumu pēc tam ietvaicē, iegūstot nātrija karbonāta kristālhidrātu, kuru var atūdeņot izkarsējot.

Nātrija sulfātu savukārt var iegūt, apstrādājot akmenssāli (nātrija hlorīdu) ar sērskābi:

2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl↑

Reakcijas gaitā izdalījušos hlorūdeņradi šķīdina ūdenī, iegūstot sālsskābi.

Kad tika izstrādāta daudz ekonomiskākā Solveja metode (tā nedod kalcija sulfīda blakusproduktu), ar Leblāna paņēmienu strādājošās rūpnīcas tika slēgtas. 1900. gadā 90% sodas rūpnīcu jau strādāja pēc Solveja metodes.

Solveja metode[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Beļģu inženieris ķīmiķis Ernests Solvejs (Ernest Solvay) 1861. gadā patentēja jaunu sodas ieguves paņēmienu, ko sauc arī par amonjaka metodi, jo tas pamatojas uz amonjaka un ogļskābās gāzes reakciju ar nātrija hlorīdu:

NH3 + CO2 + H2O + NaCl → NaHCO3 + NH4Cl

Relatīvi mazšķīstošās (9,6 g uz 100 g ūdens pie 20 °C) nātrija hidrogēnkarbonāta nogulsnes nofiltrē un karsē pie 140—160 °C:

2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2↑ + H2O

Veidojas nātrija karbonāts un CO2. Ogļskābo gāzi no jauna izmanto ražošanas ciklā, tāpat kā amonjaku, kuru izdala no atsāļņa ar kalcija hidroksīda palīdzību:

2NH4Cl + Ca(OH)2CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O

Ogļskābo gāzi iegūst arī, karsējot kalcija karbonātu:

CaCO3 → CaO + CO2

Savukārt no kalcija oksīda rodas amonjaka reģenerēšanai nepieciešamais kalcija hidroksīds:

CaO + H2O → Ca(OH)2

Mūsdienās šo metodi plaši izmanto visā pasaulē.

Hou metode[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Šo paņēmienu izstrādājis ķīniešu ķīmiķis Hou Debangs (Hou Debang) 1930. gados. Tā ir modificēta Solveja metode, kurā neizmanto kalcija karbonātu, bet amonija hlorīdu atdala no šķīduma, to atdzesējot līdz 10 °C.

Īpašības[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Pulverveida nātrija karbonāts

Karsējot nātrija karbonātu, tas sadalās par nātrija oksīdu un ogļskābo gāzi. Ūdens šķīdumos, reaģējot ar oglekļa dioksīdu, nātrija karbonāts veido nātrija hidrogēnkarbonātu NaHCO3.

Izmantošana[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Nātrija karbonāts ir viena no stikla pamatizejvielām. To lieto arī ziepju un sintētisko mazgāšanas līdzekļu ražošanā. Izmanto ūdens mīkstināšanai tehnikā (tvaika katlos) un sadzīvē, metālu attaukošanai, čuguna desulfatēšanai domnās. No sodas iegūst nātrija hidroksīdu, boraku, nātrija hidrogēnfosfātu. Izmanto kā pārtikas piedevu E500 skābuma regulēšanai, irdināšanai un kā pretsalipes vielu.

Sodu izmanto dzelzi saturošu metāla virsmu un detaļu papildus apstrādei pēc iedarbības ar smilšu, skrošu vai citu abrazīvu strūklu. No atmosfēras brīvā mitruma, tam savienojoties ar atmosfērā esošo oglekļa dioksīdu, veidojas ogļskābe, kas veicina dzelzs oksidēšanos - rūsēšanu. Izmantojot apstrādi ar sodu, tā veido skābes neitralizējošu slāni līdz brīdim, kad virsma tiek nomazgāta[1].

Skatīt arī[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Atsauces[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]