Сода кальцинированная

Сода кальцинированнная, карбонат натрия (англ. sodium carbonate) – известен так же как натрий углекислый, кальцинированная сода, порошок или гранулы белого цвета. Химическая формула – Na2CO3. Кальцинированная сода называется из-за того, что для её получения из кристаллогидрата приходилось его кальцинировать (обезвоживать), то есть нагревать до высокой температуры.



Карбонат натрия - углекислая сода была известна еще в глубокой древности. Упоминания о ней встречаются в папирусах древнего Египта. В те времени и позже соду извлекали из рапы природных содовых озер и получали из золы щелочесодержащих растений, произраставших в районе Средиземного моря. Основными поставщиками соды в средние века и до начала XVIII в. выли Египет и Испания, В связи со сложностью доставки соды из этих стран в период наполеоновских войн и быстрым развитием в Европе стекольной промышленности, и мыловарения источники к концу XVIII в. уже не могли удовлетворять возраставшую потребность в соде. Положение было настолько трудным, что в 1775 г. Французская Академия наук объявила конкурс на разработку способа получения соды из минерального сырья. Победу одержал французский фармацевт Николай Леблан, осуществивший в 1792 г. промышленное получение соды из хлорида натрия. Основная реакция получения соды, связанная с прокаливанием смеси сульфата натрия, измельченного мела или известняка и угля, может быть записана следующим образом:



Na2S04 + CaCO3 + 2С => Na2CO3 + CaS + 2С02



Из полученного плава содержащего в основном Na2C03 и CaS, соду выщелачивали водой и раствор упаривали, выделяя Na2CO3 в твердом виде.

Так как в природе натрий встречается главным образом в поваренной соли NaCl, Леблан предложил получать Na2S04 взаимодействием поваренной соли и серной кислоты по реакции



2NaCl + H2SO4 => Na2SO4 + 2НСl



Этот способ в свое время сыграл большую роль в развитии химической промышленности и разработке сырьевых баз. Вокруг содовых заводов концентрировалось производство ряда других продуктов. Получение сульфата натрия влекло за собой развитие производства серной кислоты, а затем и азотной, так как в те времена серную кислоту получали только нитрозным способом, при котором необходима азотная кислота. Отход содового производства HCl перерабатывали на хлор и хлорные продукты - белильную известь и бертолетову соль. Из отхода CaS получали элементарную серу. Огарок после обжига медистого серного колчедана, служившего сырьем для производства серной кислоты, использовали для получения медного купороса и других солей меди. Сама сода служила исходным продуктом для получения многих натриевых солей, например Na3S03, NaHS03, МаНСО3 NaОН и др. Содовые заводы стали центрами зарождавшейся химической промышленности. В немалой степени содовые заводы содействовали также развитию сырьевых баз при добыче таких видов сырья, как серный колчедан, мел, известняк, поваренная соль, сульфат натрия, чилийская селитра, из которой в те времена готовили азотную кислоту.



В 1865 г. у способа Леблана появляется соперник - аммиачный способ. Этот способ получения соды имеет ряд преимуществ: более высокое качество получаемого продукта; непрерывность процесса; лучшие условия труда и меньший расход рабочей силы; меньший расход тепла, а следовательно, и топлива; возможность применения растворов NaCl более дешевых, чем твердая поваренная соль, необходимая при способе Леблана. В целом "аммиачная" сода получалась более дешевой и лучшего качества.



Исходя из требований санитарии и других соображений (вредное влияние на окружающую природу, коррозия оборудования и строений) заводам "леблановской" соды категорически запретили выпускать HCl в атмосферу или в виде соляной кислоты в почву и водоемы. Поэтому были разработаны способы переработки HCl на хлор и хлорсодержащие продукты, которые находили достаточно широкий спрос. Содовые заводы были единственными поставщиками хлорных продуктов, что позволяло устанавливать на них такие высокие цены, которые делали возможным снижать цену на соду и тем самым выдерживать конкуренцию с содой, получаемой аммиачным способом. Когда же с 1880 г. стали применять электрохимический способ получения хлора, способ Леблана постепенно перестали использовать.



Химические свойства:



Кальцинированная сода гигроскопична. Она поглощает влагу и диоксид углерода из воздуха при хранении на складах и во время перевозок. Свежеизготовленная кальцинированная сода представляет собой рассыпчатый, без комков порошок. Во влажной атмосфере сода слеживается. Поглощение при хранении влаги и диоксида углерода наибольшее на поверхности соды, контактирующей с окружающим воздухом, и зависит от влажности и температуры воздуха, т. е. от условий хранения.



При сильном нагревании кальцинированная сода разлагается на оксид и углекислый газ.

Взаимодействует с кислотами, при этом образуется углекислый газ



Получение:



Идея аммиачного способа получения соды возникла в 1811 г. Однако только в 1865 г. бельгийскому инженеру Э. Сольве удалось осуществить его в производственном масштабе (10т соды в сутки) в условиях, приемлемых с экономической точки зрения. Схема и аппаратура были настолько продуманными и совершенными, что в принципе они остались почти неизменными до сих пор. Аммиачный способ, преимущества которого были отмечены выше, остался ведущим способом до наших дней.


Основные этапы промышленного производства:



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 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.

Рис. 1. Принципиальная схема производства кальцинированной соды



Таким образом, единственным отходом производства является хлорид кальция, не имеющий широкого промышленного применения. Но и его можно переработать, подвергнув электролизу, и полученный кальций вернуть в производство, превратив назад в гашёную известь.



Первый содовый завод такого типа в мире был открыт в 1863 в Бельгии; первый завод такого типа в России был основан в районе уральского города Березники фирмой «Любимов, Сольве и Ко» в 1883 году. Его производительность составляла 20 тысяч тонн соды в год.



До сих пор этот способ остаётся основным способом получения соды во всех странах.



Применение:



Натрий углекислый применяется:

  • при производстве стекла;
  • при обессеривании чугуна;
  • при обогащении урановых руд;
  • при очистке нефти и масел;
  • в производстве бумаги;
  • в производстве мыла и стиральных порошков;
  • для получения каустической соды
  • для получения очищенного бикарбоната
  • при производстве лаков и красок
  • для производства натриевых солей



Так же используется в пищевой промышленности в качестве пищевой добавки E500, и является регулятором кислотности, разрыхлителем.

.



Требования безопасности:

Натрий углекислый пожаро- и взрывобезопасен, по степени воздействия на организм относится к веществам 3-го класса опасности.



Транспортировка, хранение:
Техническую кальцинированную соду, упакованную в мешки, транспортируют всеми видами транспорта.

Техническую кальцинированную соду хранят в закрытых складских помещениях, избегая попадания влаги на продукт.



Гарантийный срок хранения продукта

От 3 месяцев до 5 лет.