Was ist Natriumcarbonat?
Natriumcarbonat ist ein weißes, hygroskopisches Pulver und gehört zu den Alkalimetallcarbonaten mit der chemischen Formel Na2CO3.
Es ist auch als Soda, Natriumcarbonat und wasserfreies Natriumcarbonat bekannt und wird auch als Soda oder Soda-Karbonat abgekürzt.
Anwendungen von Natriumcarbonat
Natriumcarbonat wird als Rohstoff für eine Vielzahl von chemischen Produkten verwendet. Beispiele sind Rohstoffe für die Herstellung von Carbonaten wie Magnesiumcarbonat und Bariumcarbonat, Aminosäuren wie Glutaminsäure, Lebensmittelzutaten wie Sojasoße und Rohstoffe für die Herstellung von Backsoda (Natriumbicarbonat).
Natriumcarbonat findet auch Anwendung in der Glasindustrie, wo es zur Herstellung von Flachglas, Glaswaren und Wasserglas verwendet wird.
Weitere Anwendungen von Natriumcarbonat im Textilbereich sind die Reinigung von Baumwollgarnen und Wolle, die Herstellung von Farbstoffen, Seifenpulver, Entschwefelungsmitteln, Zellstoff und Arzneimitteln.
Eigenschaften von Natriumcarbonat
Natriumcarbonat ist ein weißer, hygroskopischer, geruchloser Feststoff mit einem Molekulargewicht von 105,99, einem spezifischen Gewicht von 2533 und einem Schmelzpunkt von 851 °C. An der Luft nimmt es allmählich Wasser auf. Außerdem beginnt es bei 400 °C CO2 zu verlieren, wenn es erhitzt wird. Wenn Natriumcarbonat CO2 aus der Luft aufnimmt, bildet sich Natriumbicarbonat (NaHCO3).
Eine 1 %ige wässrige Lösung hat einen pH-Wert von 11,3 und ist in Wasser alkalisch, da sie wie folgt ionisiert und OH–Ionen erzeugt.
Na2CO3 + H2O → 2Na+ + HCO3- + OH-
Aus wässrigen Lösungen von Natriumkarbonat bildet sich unter 32 °C 10-Hydrat, bei 32-35 °C 7-Hydrat und über 35 °C 1-Hydrat. 10-Hydrat, auch als Waschsoda bekannt, kann sich an der Luft zersetzen und 1-Hydrat bilden.
Weitere Informationen über Natriumcarbonat
1. Wie wird Natriumcarbonat hergestellt?
Natriumcarbonat, ein wichtiges chemisches Produkt in der Industrie, wird auf verschiedene Weise hergestellt. Zu den Herstellungsverfahren gehören die Ammoniak-Soda-Methode, die Natriumchlorid-Soda-Methode und die Natronlauge-Karbonisierungsmethode. Das Ammoniak-Soda-Verfahren, auch bekannt als Solvay-Verfahren, wird seit vielen Jahren industriell hergestellt. Die verwendeten Rohstoffe sind Natriumchlorid (NaCl), Ammoniak (NH3), Meerwasser und Kalkstein (CaCO3), und das Verfahren basiert hauptsächlich auf natürlich vorkommenden Rohstoffen. Der Herstellungsprozess wird im Folgenden beschrieben:
1. Reinigung der Salzsole
Natriumchlorid wird in Meerwasser gelöst, um eine gesättigte Lösung von Natriumchlorid zu erhalten. Da das Meerwasser Kalzium- und Magnesiumsalze enthält, werden diese in einem Reinigungsprozess entfernt.
2. Absorption Von Ammoniak
In die gereinigte Natriumchloridlösung wird Ammoniak eingeblasen, so dass ein Gemisch aus Ammoniak und Natriumchlorid (Ammoniak-Sole) entsteht.
3. Karbonisierung
Kalkstein und Koks werden in einem Kalkofen erhitzt, um Kohlendioxidgas zu erzeugen. Dieses Kohlendioxidgas wird in die Ammoniaksole eingeblasen, um Natriumcarbonat (NaHCO3) zu erzeugen, das dann abgelagert wird.
- Herstellung von Kohlendioxid in einem Kalkofen
CaCO3 → CaO +CO2
C + O2 → CO2 - Kohlendioxid wird in Ammoniak-Sole eingeblasen
NaCl + NH3 + H2O + CO2 → NaHCO3 + NH4Cl
Das NH4Cl-Nebenprodukt dieser Reaktion wird durch Reaktion mit Kalziumhydroxid, das bei der Reaktion von Wasser mit Kalziumoxid (CaO), einem Nebenprodukt der Kohlendioxidproduktion, entsteht, wieder in Ammoniak umgewandelt. Dieses Ammoniak wird dann destilliert und recycelt.
- Recycling von Ammoniak
CaO +H2O → Ca(OH)2
2NH4Cl + Ca(OH)2 → 2NH3 + CaCl2 +2H2O
4. Fest-Flüssig-Trennung und Kalzinierung von Natriumcarbonat
Das ausgefallene Natriumcarbonat wird durch Fest-Flüssig-Trennung aus dem Ammoniumchloridwasser entfernt. Das rohe Natriumcarbonat wird zum Erhitzen und Kalzinieren (Kalzinieren) in einen Drehrohrofen gegeben. Dabei werden dem Natriumbicarbonat Wasser und Kohlendioxid entzogen, und es entsteht Natriumcarbonat.
2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2