Qu’est-ce que le carbonate de sodium ?
Le carbonate de sodium est une poudre blanche et hygroscopique et un type de carbonate de métal alcalin dont la formule chimique est Na2CO3.
Il est également connu sous le nom de carbonate de soude, de carbonate disodique et de carbonate de sodium anhydre, et est également abrégé en carbonate de soude ou soda.
Utilisations du carbonate de sodium
Le carbonate de sodium est utilisé comme matière première pour une variété de produits chimiques. Il s’agit par exemple de matières premières pour la fabrication de carbonates tels que le carbonate de magnésium et le carbonate de baryum, d’acides aminés tels que l’acide glutamique, d’ingrédients alimentaires tels que la sauce soja et de matières premières pour la fabrication de bicarbonate de soude (bicarbonate de sodium).
Le carbonate de sodium a également des applications dans l’industrie du verre, où il est utilisé dans la fabrication de feuilles de verre, de verrerie et de verre à eau.
Les autres applications textiles du carbonate de sodium comprennent le nettoyage des fils de coton et de la laine, la fabrication de teintures, de savon en poudre, d’agents de désulfuration, de pâte à papier et de produits pharmaceutiques.
Propriétés du carbonate de sodium
Le carbonate de sodium est un solide blanc, hygroscopique et inodore dont le poids moléculaire est de 105,99, la densité de 2,533 et le point de fusion de 851°C. Dans l’air, il absorbe progressivement l’eau. Dans l’air, il absorbe progressivement de l’eau. Il commence également à perdre du CO2 à 400 °C lorsqu’il est chauffé. Lorsque le carbonate de sodium absorbe le CO2 de l’air, il se forme du bicarbonate de sodium (NaHCO3).
Une solution aqueuse à 1 % a un pH de 11,3 et est alcaline dans l’eau car elle s’ionise pour produire des ions OH- comme suit.
Na2CO3 + H2O → 2Na+ + HCO3– + OH–
Les solutions aqueuses de carbonate de sodium forment de l’hydrate 10 en dessous de 32°C, de l’hydrate 7 entre 32 et 35°C et de l’hydrate 1 au-dessus de 35°C. L’hydrate 10, également connu sous le nom de lessive de soude, peut se décomposer et former de l’hydrate 1 lorsqu’il est laissé à l’air libre.
Autres informations sur le carbonate de sodium
1. Comment le carbonate de sodium est-il produit ?
Le carbonate de sodium, un produit chimique important dans l’industrie, est fabriqué de différentes manières. Les méthodes de production comprennent la méthode à la soude ammoniacale, la méthode à la soude au chlorure de sodium et la méthode de carbonatation à la soude caustique. La méthode de la soude à l’ammoniaque, également connue sous le nom de méthode Solvay, est produite industriellement depuis de nombreuses années. Les matières premières utilisées sont le chlorure de sodium (NaCl), l’ammoniac (NH3), l’eau de mer et le calcaire (CaCO3). Le processus de production est décrit ci-dessous.
1. Purification de la saumure
Le chlorure de sodium est dissous dans l’eau de mer pour produire une solution saturée de chlorure de sodium. Comme l’eau de mer contient des sels de calcium et de magnésium, un processus de purification est mis en œuvre pour les éliminer.
2. Absorption de l’ammoniac
L’ammoniac est insufflé dans la solution de chlorure de sodium purifiée pour produire un mélange d’ammoniac et de chlorure de sodium (saumure d’ammoniac).
3. Carbonatation
Le calcaire et le coke sont chauffés dans un four à chaux pour produire du gaz carbonique. Ce gaz est soufflé dans la saumure d’ammoniac pour produire du bicarbonate de sodium (NaHCO3), qui est ensuite déposé.
- Production de dioxyde de carbone dans un four à chaux
CaCO3 → CaO +CO2
C + O2 → CO2 - Dioxyde de carbone soufflé dans une saumure d’ammoniac
NaCl + NH3 + H2O + CO2 → NaHCO3 + NH4Cl
Le sous-produit NH4Cl de cette réaction est reconverti en ammoniac en réagissant avec l’hydroxyde de calcium, qui se forme lorsque l’eau réagit avec l’oxyde de calcium (CaO), un sous-produit du processus de production de dioxyde de carbone. Cet ammoniac est ensuite distillé et recyclé.
- Recyclage de l’ammoniac.
CaO +H2O → Ca(OH)2
2NH4Cl + Ca(OH)2 → 2NH3 + CaCl2 +2H2O
4. Séparation solide-liquide et calcination du bicarbonate de sodium
Le bicarbonate de sodium précipité est retiré de l’eau de chlorure d’ammonium par séparation solide-liquide. Le bicarbonate de sodium brut est placé dans un four rotatif pour être chauffé et calciné (calcination). Cette opération permet d’éliminer l’eau et le dioxyde de carbone du bicarbonate de sodium et d’obtenir du carbonate de sodium.
2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2