sodík
Strukturní vzorec | ||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Všeobecné | ||||||||||||||||||||||
Příjmení | Uhličitan sodný (bezvodý) | |||||||||||||||||||||
ostatní jména | ||||||||||||||||||||||
Molekulární vzorec | Na 2 CO 3 | |||||||||||||||||||||
Stručný popis |
bezbarvý krystalický prášek |
|||||||||||||||||||||
Externí identifikátory / databáze | ||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||
vlastnosti | ||||||||||||||||||||||
Molární hmotnost | 105,99 g mol −1 | |||||||||||||||||||||
Fyzický stav |
pevný |
|||||||||||||||||||||
hustota |
|
|||||||||||||||||||||
Bod tání |
854 ° C |
|||||||||||||||||||||
bod varu |
1600 ° C (rozklad) |
|||||||||||||||||||||
rozpustnost |
dobrý ve vodě (217 g l -1 při 20 ° C) |
|||||||||||||||||||||
bezpečnostní instrukce | ||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||
Toxikologická data | ||||||||||||||||||||||
Termodynamické vlastnosti | ||||||||||||||||||||||
ΔH f 0 |
−1130,7 kJ / mol |
|||||||||||||||||||||
Pokud je to možné a obvyklé, používají se jednotky SI . Pokud není uvedeno jinak, uvedené údaje platí pro standardní podmínky . |
Uhličitan sodný (technický jazyk; standardní jazyk uhličitan sodný ) Na 2 CO 3 , bezvodý také volal kalcinované sody , čistý soda nebo mytí soda , je sůl z kyseliny uhličité . Jako potravinářská přídatná látka má zkratku E 500i .
Výskyt
Vyskytuje se jako minerál natrit v sodových jezerech v Egyptě , Turecku ( jezero Van ), východní Africe (např. Jezero Natron a další jezera ve východoafrické trhlině ), Kalifornii , Mexiku a jako Trona [Na (HCO 3 ) · Na 2 CO 3 · 2H 2 O] ve Wyomingu ( USA ), Mexiku, východní Africe a jižní Sahaře .
Bezvodý uhličitan sodný bere Natrokarbonatit -Vulkanen (např. Jako Ol Doinyo Lengai ) jako minerál Gregoryit v magmatických dříve, ale při kontaktu s dešťovou vodou se velmi rychle přemění na sodovku .
Historie výroby sody
Zpočátku se přírodní soda extrahovala z minerálů v solných jezerech, například v Egyptě byla před 4000 lety nejznámější jako jedlá soda jako směs uhličitanu sodného a hydrogenuhličitanu sodného , která se používala na výrobu skla. Později byla soda (také známá jako sůl popela ) získávána spálením rostlin ze solných stepí nebo z pláže (se zvláště vysokým obsahem sodíku), zejména ve středomořské oblasti. Proces byl podobný jako u potaše z suchozemských rostlin, ale v případě potaše obsahoval převážně draslík. Některé z nejlepších odrůd pocházely z Alicante a nazývaly se Barilla, která byla později obecně přenesena do rostlinné sody.
Vývoj umělé sody, zejména pro výrobu mýdla, začal analytickou diferenciací Henry Louis Duhamel du Monceau mezi sodou a potašem kolem roku 1730. Ukázal také, že v zásadě lze sodovku vyrobit ze stolní soli. Kuchyňská sůl však byla jako surovina příliš drahá a zdaněna příliš vysoko. Byl proveden další výzkum vhodného výrobního postupu. Duhamel již vyrobil Glauberovu sůl (síran sodný) a ukázal, že se z ní dá vyrábět soda. Metodu vylepšil Andreas Sigismund Marggraf v Berlíně. Karl Wilhelm Scheele získal sodu v roce 1772 zahříváním solanky v malém množství oxidem olovnatým, který již používali někteří výrobci. V roce 1775 byla udělena cena Francouzské akademie věd za výrobu sody, aby se povzbudilo zaujetí problémem (nikdy nebylo vyplaceno). V roce 1777 použil Joseph François Malherbe ve Francii Glauberovu sůl na výrobu sody. Jean-Antoine Chaptal vyráběl podle postupu v Montpellier (po 1780) a PL Athénas v Javier u Paříže. V roce 1789 navrhl Jean-Claude Delamétherie zářit Glauberovu sůl dřevěným uhlím, výsledek ošetřit kyselinou octovou a použít ji k záři sody, která, ač nepraktická, měla stimulační účinek na lékaře Nicolase Leblanca , který na ní pracoval již několik let. let. Skutečný průlom přišel v roce 1789 s procesem Leblanc . V roce 1791 otevřel továrnu jménem vévody z Orléans , ale francouzská revoluce ho připravila o plody jeho objevu (v roce 1806 spáchal zbídačenou sebevraždu). Protože se spojil s vévodou z Orléans, byl mu tento proces vyvlastněn, továrna byla v roce 1794 uzavřena a proces byl zpřístupněn bezplatně. V roce 1806 byla v blízkosti Paříže postavena továrna na výrobu sody a v 19. století bylo brzy postaveno mnoho dalších továren ve Francii, Německu ( Hermania v Schönebeck poblíž Magdeburgu v roce 1843 a brzy poté chemická továrna Rhenania v Cáchách ) a v Anglii . Továrny dodávaly nejen sodu, ale také kyselinu chlorovodíkovou, alkalické kovy a chlor. Ve druhé polovině 19. století byl nahrazen Solvayovým procesem vyvinutým v roce 1860 .
Těžba a výroba
- Rozkladem přirozeně se vyskytujících minerálů obsahujících uhličitan sodný (viz výše): Vzhledem k různým nečistotám jsou výchozí minerály před transportem a dalším použitím rekrystalizovány a poté přeměněny na vyčištěnou bezvodou sodu (např. Pomocí procesu Trona , pojmenovaný podle počátečního nerostu stejného jména).
- Podle postupu Leblanc (od roku 1791): Technický chlorid sodný reaguje s horkou kyselinou sírovou za vzniku plynného chlorovodíku a síranu sodného , který zůstává jako „slaný koláč“ a v dalším kroku reaguje s uhličitanem vápenatým a uhlíkem za vzniku sodíku uhličitan, oxid uhličitý a sulfid vápenatý . Poté, co byl tento proces výroby uhličitanu sodného nahrazen Solvayovým postupem , se dnes již nepoužívá, ale stále má velký historický význam, protože to byl počátek rozvoje rozsáhlého chemického průmyslu .
- Podle postupu Solvay (také proces amoniak-soda, od roku 1863): Zavedení amoniaku a oxidu uhličitého do nasyceného roztoku chloridu sodného a zahřívání výsledného hydrogenuhličitanu sodného v rotační peci .
- Výsledný oxid uhličitý a amoniak z reakce chloridu amonného s oxidem vápenatým nebo hydroxidem vápenatým se přivádějí zpět do procesu, což jej činí velmi ekonomickým (a tedy jedním z prvních procesů chemického cyklu praktikovaných ve velkém měřítku).
- Zavádění oxidu uhličitého do hydroxidu sodného (technicky nevýznamné):
vlastnosti
Úpravy a hydráty
Uhličitan sodný je polymorfní , tj. Krystalizuje v různých krystalových strukturách v závislosti na tlaku a teplotě se stejným chemickým složením . Existují také hydráty, které obsahují krystalovou vodu.
- Bezvodý Na 2 CO 3
- Známý jako minerální Natrit nebo pod názvem čisté nebo uhličitan sodný , bílá látka s teplotou tání 854 ° C a hustotu 2,51 g / cm 3 . Vytváří se při teplotách nad 107 ° C.
- Monohydrát, Na 2 CO 3. H 2 O
- Známý jako minerální termonatrit , vzniká z heptahydrátu při teplotách> 35,4 ° C.
- Heptahydrát, Na 2 CO 3 · 7 H 2 O
- Formy z dekahydrátu při teplotách nad 32,5 ° C.
- Dekahydrát, Na 2 CO 3 · 10 H 2 O
- Známý jako minerální soda nebo známé jako krystalické soda , krystalizuje z nasycených roztoků uhličitanu sodného se při teplotě nižší než 32,5 ° C (hustota 1,45 g / cm 3 ).
Kromě toho se uhličitan sodný nachází v přírodě společně s hydrogenuhličitanem sodným nebo uhličitanem vápenatým v následujících minerálech:
- Dihydrát, Na 2 Ca (CO 3 ) 2 · 2 H 2 O
- Známý jako minerál pirssonit .
- Pentahydrát, Na 2 Ca (CO 3 ) 2 · 5H 2 O
- Známý jako minerál gaylussit nebo pod názvem natrokalcit .
- Hydrogenuhličitan, Na (HCO 3 ) • Na 2 CO 3 • 2 H 2 O
- Známý jako minerální tróna .
Chemické vlastnosti
Jako sodná sůl slabé kyseliny uhličité reaguje se silnějšími kyselinami za vzniku oxidu uhličitého (pěnění). Uhličitan sodný se ve vodě rozpouští s vývojem tepla ( teplo hydratace ). Vytvoří se silně zásaditý roztok, protože uhličitanový anion reaguje jako báze s protonem z disociační rovnováhy rozpouštědlové vody za vzniku hydrogenuhličitanového iontu (HCO 3 - ) a vytvoří se odpovídajícím způsobem vysoká koncentrace hydroxidových iontů :
- Disociační rovnováha uhličitanového iontu ve vodě.
Než byla k dispozici větší množství hydroxidu sodného, byl uhličitan sodný nejdůležitější zásadou, protože rozpuštěný ve vodě se chová jako směs hydrogenuhličitanu sodného a hydroxidu sodného: Roztok 50 g uhličitanu sodného na litr vody má hodnotu pH 11,5 .
- Reakce uhličitanu sodného a vody.
Standardní entalpie tvorby uhličitanu sodného je Δ f H 0 298 = -1.131,7 kJ mol -1 je standardní bez entalpie tvorby ? G 0 298 = -1.048,4 kJ mol -1 , a standardní molární entropie S 0 298 = 136,1 J K −1 mol −1 .
úložný prostor
Krystalická soda musí být těsně uzavřena nebo skladována ve vlhké atmosféře, protože v suchém vzduchu uvolňuje krystalovou vodu a rozpadá se na bílý prášek.
Naopak je třeba kalcinovat, tj. H. Sodu bez vody skladujte v suché atmosféře, protože snadno absorbuje vlhkost ze vzduchu - aniž by okamžitě vypadala vlhká - a převádí se s ní na monohydrát Na 2 CO 3 · H 2 O ( hygroskopie ).
použití
Uhličitan sodný používají lidé již dlouhou dobu. Dokonce i staří Egypťané jej používali k mumifikaci („Nitron“). Od starověku se také používá jako čisticí prostředek a při výrobě skla. Uhličitan sodný dnes používají téměř všechna průmyslová odvětví, což z něj činí jeden z nejvšestrannějších chemických produktů.
Uhličitan sodný se používá v potravinářské technologii jako regulátor kyseliny , rozvolňovadlo nebo nosič . Spolu s hydrogenuhličitanem sodným je v EU obecně schválen jako potravinářská přídatná látka pod číslem E 500 bez omezení maximálního množství ( quantum satis ) pro všechny potraviny a může být také přidán do ekologicky vyráběných potravin podle ekologického nařízení ES .
V roce 1997 bylo celosvětově vyrobeno přibližně 39 milionů tun sody. V Německu se objem trhu v roce 1999 pohyboval kolem 2,4 milionu tun. Největší podíl sody spotřebuje následujících pět průmyslových odvětví:
- Sklářský průmysl používá soda jako surovina pro své skleněné taveniny, což je největší spotřebitel sody. Soda působí jako tavidlo, které brání jeho krystalizaci v tuhnoucí tavenině skla, čímž udržuje sklo amorfní . Podíl sody určuje tekutost taveniny.
- Chemický průmysl používá sodu k výrobě bělidel , boraxu , chromanů , jako je chroman sodný a dichroman sodný , barvy , plniva , koželužské pomůcky , průmyslové čisticí prostředky , kryolit , lepidla a lepidla , uhličitany kovů , dusičnan sodný , perborát , fosforečnany sodné , jako je trifosforečnan pentasodný , křemičitany (vodní brýle), jako je například sodná sůl metakřemičitanu pentahydrátu a ortokřemičitanu sodný , siřičitan , Ultramaríny , vodního skla a další. Chemikálie jedna.
- V železářském a ocelářském průmyslu se soda používá k odsiřování surového železa, litiny a oceli, dále se používá flotace a tavidlo .
- V detergentu a mýdlo průmyslu , hrubé detergenty a jiné prostředky se vyrábějí s hydroxidem sodným , a tuky se zmýdelní . Dřívější soda byla za tímto účelem kaustifikována , d. H. reagoval s oxidem nebo hydroxidem vápenatým za vzniku louhu sodného .
- V papírenském a celulózovém průmyslu se soda používá k digesci, neutralizaci, čištění a bělení, jakož i ke zpracování odpadního papíru .
- Další použití:
- Kožedělný průmysl
- Čištění vody
- Vnitřní úprava napájecí vody v parních kotlích
- Výroba keramiky a smaltu
- Textilní průmysl
- Odsiřování spalin
- Látka primárního titru podle lékopisu
- Detoxikace nervových činidel
- Zvýšení hodnoty pH v pitné vodě a v bazénech („pH plus prášek“ a granule jsou obvykle uhličitan sodný)
- Doplnění řešení pro vývojáře
webové odkazy
Individuální důkazy
- ↑ a b c uhličitan sodný, E 500 , In: Lebensmittellexikon.de
- ↑ Záznam na E 500: Uhličitany sodné v evropské databázi potravinářských přídatných látek, přístup 11. srpna 2020.
- ↑ Vstup na uhličitan sodný v databázi CosIng z Evropské komise, k dispozici na 26. února 2020.
- ↑ b c d e f g vstup na uhličitanu sodného v databázi GESTIS látkové v IFA , přístupné 21. února 2017. (Vyžadován JavaScript)
- ↑ a b c d Datový list uhličitanu sodného (PDF) od společnosti Merck , přístup 18. března 2012.
- ^ Ray E. Bolz: CRC Handbook of Tables for Applied Engineering Science . CRC Press, 1973, ISBN 978-0-8493-0252-7 , s. 482 ( omezený náhled ve vyhledávání knih Google).
- ↑ Vstup na uhličitanu sodného v seznamu klasifikací a označení všech v Evropské agentury pro chemické látky (ECHA), k dispozici na 1. února 2016. Výrobci a distributoři mohou rozšířit do harmonizované klasifikace a označování .
- ↑ David R. Lide (Ed.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . 90. vydání. (Internetová verze: 2010), CRC Press / Taylor a Francis, Boca Raton, FL, Standardní termodynamické vlastnosti chemických látek, s. 5-20.
- ↑ Vysvětlení rozdílů mezi sodou a jedlou sodou, přístupné v červnu 2016.
- ↑ Otto Krätz , Počátky technické chemie, in: Armin Hermann , Charlotte Schönbeck, Technology and Science, VDI Verlag 1991, s. 308.
- ↑ Bernhard Neumann (Ed.), Učebnice chemické technologie a metalurgie, svazek 1, Springer 1939, s. 364.
- ^ Arnold F. Holleman, Egon Wiberg: Učebnice anorganické chemie . Walter de Gruyter, 1995, ISBN 978-3-11-012641-9 , s. 1182 ( omezený náhled ve vyhledávání knih Google).
- ↑ a b c R. E. Dickerson, HB Gray, H.-W. Sighting, MY Darensbourg: „Principles of Chemistry“, Verlag Walter de Gruyter 1988, ISBN 9783110099690 , s. 976. ( omezený náhled ve vyhledávání knih Google)
- ↑ Hermann Schelenz: Historie farmacie . Nakladatelství Springer. Berlín, Heidelberg. 1904. s. 41. ISBN 978-3-642-52552-0 .
- ↑ Vstup na tok. In: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, přístup 22. března 2011.