sodyum
Yapısal formül | ||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Genel | ||||||||||||||||||||||
Soyadı | Sodyum karbonat (susuz) | |||||||||||||||||||||
diğer isimler | ||||||||||||||||||||||
Moleküler formül | Na 2 CO 3 | |||||||||||||||||||||
Kısa açıklama |
renksiz kristal toz |
|||||||||||||||||||||
Harici tanımlayıcılar / veritabanları | ||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||
özellikler | ||||||||||||||||||||||
Molar kütle | 105,99 g mol -1 | |||||||||||||||||||||
Fiziksel durum |
sabit |
|||||||||||||||||||||
yoğunluk |
|
|||||||||||||||||||||
Erime noktası |
854 °C |
|||||||||||||||||||||
kaynama noktası |
1600 °C (ayrışma) |
|||||||||||||||||||||
çözünürlük |
suda iyi (217 g l -1 20 °C'de) |
|||||||||||||||||||||
güvenlik talimatları | ||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||
toksikolojik veriler | ||||||||||||||||||||||
termodinamik özellikler | ||||||||||||||||||||||
ΔH f 0 |
-1130.7 kJ / mol |
|||||||||||||||||||||
Olabildiğince ve alışılageldiği kadarıyla SI birimleri kullanılır. Aksi belirtilmedikçe, verilen veriler standart koşullar için geçerlidir . |
Sodyum karbonat (teknik dil, standart dil sodyum karbonat ), Na 2 CO 3 , susuz olarak da bilinen kalsine soda , saf karbonat ya da çamaşır sodası , a, bir tuzu ait karbonik asit . Bir şekilde , gıda katkı maddesi , bu kısaltma sahip e 500i .
oluşum
Bu bir maden olarak gelir Natrit içinde soda gölleri içinde Mısır , Türkiye ( Van Gölü ), Doğu Afrika (z. B. Gölü Natron ve diğer gölleri Doğu Afrika Rift ), Kaliforniya , Meksika gibi Trona [Na (HCO 3 ) · Na 2 CO 3 · 2H 2 O] Wyoming ( ABD ), Meksika, Doğu Afrika ve Güney Sahra'da .
Susuz sodyum karbonat alır Natrokarbonatit -Vulkanen (örn. Şöyle Ol Doinyo Lengai bir mineral gibi) Gregoryit önce kor olarak, bunlarla çok hızlı bir şekilde, yağmur suyu ile temas halinde transforme edilir soda için.
Soda üretiminin tarihi
İlk olarak, doğal soda, tuz göllerindeki minerallerden, örneğin 4000 yıl önce Mısır'da en iyi bilinen, cam üretmek için kullanılan sodyum karbonat ve sodyum hidrojen karbonat karışımı olarak kabartma tozu olarak çıkarıldı. Daha sonra, soda ( kül tuzu olarak da bilinir ), özellikle Akdeniz bölgesinde, tuz bozkırlarından veya kumsallardan (özellikle sodyum içeriği yüksek) kurutulmuş bitkilerin yakılmasıyla elde edildi. İşlem, kara bitkilerinden elde edilen potasyum için olana benzerdi , ancak potasyum söz konusu olduğunda, ağırlıklı olarak potasyum içeriyordu. En iyi çeşitlerden bazıları Alicante'den geldi ve daha sonra genellikle soda bitkisine taşınan Barilla olarak adlandırıldı.
Özellikle sabun üretimi için yapay sodanın gelişimi, Henri Louis Duhamel du Monceau'nun 1730 civarında soda ve potas arasındaki analitik farklılaşmasıyla başladı . Prensipte sodanın sofra tuzundan yapılabileceğini de gösterdi. Ancak sofra tuzu hammadde olarak çok pahalıydı ve vergileri çok yüksekti. Uygun bir üretim süreci için daha fazla araştırma yapıldı. Duhamel zaten Glauber tuzunu (sodyum sülfat) yaptı ve soda yapmak için kullanılabileceğini gösterdi. Yöntem, Berlin'de Andreas Sigismund Marggraf tarafından geliştirildi . Karl Wilhelm Scheele , 1772'de, bazı üreticiler tarafından da kullanılan, küçük miktarlarda kurşun oksit ile tuzlu suyu ısıtarak soda elde etti . 1775'te, sorunla meşgul olmayı teşvik etmek için soda üretimi için bir Fransız Bilimler Akademisi ödülü verildi (hiç ödenmedi). 1777'de Joseph François Malherbe , Glauber tuzunu Fransa'da soda yapmak için endüstriyel olarak kullandı . Jean-Antoine Chaptal , Montpellier'deki (1780'den sonra) ve Paris yakınlarındaki Javier'deki PL Athénas'taki sürece göre üretildi . 1789'da Jean-Claude Delamétherie, Glauber'in tuzunu kömürle yakmayı , sonucu asetik asitle işlemeyi ve bundan soda yapmayı önerdi; bu pratik değildi, ancak birkaç yıldır üzerinde çalışan doktor Nicolas Leblanc üzerinde uyarıcı bir etkisi oldu. yıllar. Asıl atılım ise 1789'da Leblanc süreci ile geldi . 1791'de Orléans Dükü adına bir fabrika açtı , ancak Fransız Devrimi tarafından keşfinin meyvelerinden mahrum kaldı (1806'da fakir bir intihar etti). Orléans Dükü ile birlikte çalıştığı için süreç onunla birlikte kamulaştırıldı, fabrika 1794'te kapatıldı ve süreç ücretsiz olarak kullanıma sunuldu. 1806 yılında bir soda fabrikası süreci kullanılarak Paris yakınlarında inşa edilmiş ve 19. yüzyılda birçok diğer fabrikalar yakında Fransa'da süreci kullanılarak inşa edildi, Almanya ( Hermania 1843 yılında Magdeburg yakınlarında Schönebeck ve kısa süre sonra Rhenania kimyasal fabrika içinde Aachen ) ve İngiltere . Fabrikalar sadece soda değil, aynı zamanda hidroklorik asit, alkali metaller ve klor da tedarik etti. 19. yüzyılın ikinci yarısında yerini 1860'ta geliştirilen Solvay süreci aldı .
Ekstraksiyon ve üretim
- (Yukarı bakınız), sodyum karbonat ihtiva eden, doğal olarak oluşan mineraller parçalayarak: bunların çeşitli kirliliklerin için, başlangıç mineral taşıma ve daha sonraki kullanım öncesinde yeniden kristalize edilir ve daha sonra örneğin yardımıyla (arıtılmış suda serbest soda haline Trona işlemi , aynı adı taşıyan başlangıç mineralinden sonra adlandırılmıştır) .
- Göre Leblanc işlemi (1791 yılından bu yana): Teknik sodyum klorür olan reaksiyona sokularak sıcak ile sülfürik asit formu , hidrojen klorür gazı ve sodyum sülfat , bir "tuz hamuru" olarak ve bir sonraki adım kalır, tepki verir ile kalsiyum karbonat ve karbon formu sodyuma karbonat, karbon dioksit ve kalsiyum sülfür. Sodyum karbonat üretimine yönelik bu prosesin yerini Solvay prosesine bıraktıktan sonra , günümüzde artık kullanılmamaktadır, ancak büyük ölçekli kimya endüstrisinin gelişiminin başlangıcı olduğu için büyük tarihsel öneme sahip olmaya devam etmektedir .
- Göre Solvay işlemi (1863 yılından bu yana da amonyak Soda prosesinde): tanıtılması amonyak ve karbon dioksit , doymuş içine sodyum klorür çözeltisi ve elde edilen ısıtma , sodyum hidrojen karbonat , bir de döner fırın .
- Amonyum klorürün kalsiyum oksit veya kalsiyum hidroksit ile reaksiyonundan elde edilen karbon dioksit ve amonyak , prosese geri beslenir, bu da onu çok ekonomik hale getirir (ve dolayısıyla büyük ölçekte uygulanan ilk kimyasal döngü proseslerinden biridir).
- Giriş karbon dioksit içine kostik soda (teknik açıdan önemsiz):
özellikler
Değişiklikler ve hidratlar
Sodyum karbonat polimorfiktir , yani aynı kimyasal bileşim ile basınç ve sıcaklığa bağlı olarak farklı kristal yapılarda kristalleşir . Orada da hidratları içeren kristal su.
- Susuz, Na 2 CO 3
- Olarak bilinen mineral Natrit veya adı altında saf ya da sodyum karbonat , 854 ° C bir erime noktası ve 2.51 g / cm yoğunluğa sahip beyaz bir madde 3 . 107 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda oluşur.
- Monohidrat, Na 2 CO 3 .H 2 O
- Mineral termonatrit olarak bilinen heptahidrattan> 35.4 ° C'de oluşur.
- Heptahidrat, Na 2 CO 3 · 7 H 2 O
- 32.5 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda dekahidrattan oluşur.
- Dekahidrat, Na 2 CO 3 · 10 H 2 O
- Mineral olarak bilinen soda veya bilinen kristal tozu , bu 32.5 ° (yoğunluk 1.45 g / cc altında en doymuş sodyum karbonat çözeltilerinden kristalize 3 ).
Ayrıca sodyum karbonat doğada sodyum hidrojen veya kalsiyum karbonat ile birlikte aşağıdaki minerallerde bulunur:
- Dihidrat, Na 2 Ca (CO 3 ) 2 · 2 H 2 O
- Mineral pirssonit olarak bilinir .
- Pentahidrat, Na 2 Ca (CO 3 ) 2 · 5H 2 O
- Mineral olarak bilinen Gaylusit veya isim altında natrocalcite .
- Bikarbonat, Na (HCO 3 ) • Na 2 CO 3 • 2 H 2 O
- Mineral Trona olarak bilinir .
Kimyasal özellikler
Zayıf karbonik asidin sodyum tuzu olarak, daha güçlü ile reaksiyona giren asitleri formu , karbon dioksit (köpük). Sodyum karbonat, çözünür olarak su , ısı gelişimi ile ( hidrasyon ısı ). Bir güçlü bazik solüsyon için oluşturulur karbonat anyon reaksiyona girerek bir şekilde bir baz , bir ile proton gelen ayrışma denge formu, hidrojen karbonat, çözücü su iyonu (HCO 3 - ve buna uygun olarak yüksek bir konsantrasyonda) hidroksit iyonları : oluşturulur
- Sudaki karbonat iyonunun ayrışma dengesi.
Daha büyük miktarlarda sodyum hidroksit bulunmadan önce , sodyum karbonat en önemli bazdı, çünkü suda çözündüğünde sodyum hidrojen karbonat ve sodyum hidroksit karışımı gibi davranır : Bir litre su başına 50 g sodyum karbonat çözeltisinin pH değeri 11.5'tir. .
- Sodyum karbonat ve suyun reaksiyonu.
Standart oluşum entalpi sodyum karbonat Δ olan f H 0 298 = -1131,7 kJ.mol -1 , standart oluşum serbest entalpi AG 0 298 = -1048,4 kJ.mol -1 ve standart mol entropi S 0 298 = 136.1 J K- 1 mol- 1 .
depolamak
Kristal soda, kuru havada kristal su verdiği ve beyaz bir toz halinde parçalandığı için sıkıca kapatılmalı veya nemli bir atmosferde saklanmalıdır .
Tersine, kalsine edilmelidir, yani. H. Susuz sodayı kuru bir atmosferde saklayın, çünkü havadaki nemi - hemen nemli görünmeden - kolayca emer ve onunla birlikte monohidrat Na 2 CO 3 · H 2 O'ya ( higroskopi ) dönüşür .
kullanmak
Sodyum karbonat insanlar tarafından uzun süredir kullanılmaktadır. Eski Mısırlılar bile mumyalama ("Nitron") için kullandılar. Antik çağlardan beri temizlik maddesi olarak ve cam üretiminde de kullanılmaktadır. Bugün, sodyum karbonat hemen hemen tüm endüstri dallarında kullanılmaktadır ve bu da onu en çok yönlü kimyasal ürünlerden biri haline getirmektedir.
Sodyum karbonat gıda teknolojisinde asit düzenleyici , parçalayıcı veya taşıyıcı olarak kullanılmaktadır . Sodyum hidrojen karbonat ile birlikte, genel olarak tüm gıda maddeleri için maksimum miktar kısıtlaması ( quantum satis ) olmaksızın E 500 numarası altında bir gıda katkı maddesi olarak AB'de onaylanmıştır ve ayrıca EC organik yönetmeliğine göre organik olarak üretilmiş gıdalara eklenebilir.
1997 yılında dünya çapında yaklaşık 39 milyon ton soda üretildi. Almanya'da 1999 yılında pazar hacmi 2,4 milyon ton civarındaydı. Sodanın en büyük payı aşağıdaki beş sanayi sektörü tarafından tüketilmektedir:
- Cam sanayi bu soda büyük tüketici yapım cam erir için hammadde olarak soda kullanır. Soda , katılaşan cam eriyiğinde kristalleşmesini önleyen ve böylece camı şekilsiz tutan bir akı görevi görür . Soda oranı, eriyiğin akışkanlığını belirler.
- Üretmek için kimya sanayi kullanımları soda ağartıcılar , boraks , kromatlar gibi sodyum kromat ve sodyum dikromat , boyalar , dolgu maddeleri , tabakhane yardımcıları , endüstriyel temizleyiciler , kriyolit , tutkallar ve yapıştırıcıların , metal karbonatlar , sodyum nitrat , perborat , sodyum fosfatlar gibi pentasodyumtrifosfat , silikatlar , örneğin, sodyum metasilikat pentahidrat ve bunun gibi (su camı) , sodyum ortosilikat , sülfit , Ultramarines , su camı ve diğerleri. Kimyasallar bir.
- Olarak demir ve çelik sanayi tozu, pik demir, dökme demir ve çelik kükürt giderme, hem de flotasyon için kullanılır ve akısı kullanılır.
- Olarak deterjan ve sabun sanayi , kaba deterjanlar ve temizlik maddeleri üretilmektedir soda ile ve yağlardır sabunlaştırılır . Daha önce soda bu amaçla kostikleştirildi , d. H. kostik soda oluşturmak için kalsiyum oksit veya hidroksit ile reaksiyona girer .
- Kağıt ve kağıt hamuru endüstrisinde soda, atık kağıtların işlenmesinin yanı sıra sindirim, nötralizasyon, temizleme ve ağartma için kullanılır .
- Diğer kullanımlar:
- Deri endüstrisi
- Su arıtma
- Buhar kazanlarında dahili besleme suyu arıtımı
- Seramik ve emaye üretimi
- Tekstil endüstrisi
- Baca gazı kükürt giderme
- Farmakopeye göre birincil titre maddesi
- Sinir ajanlarının detoksifikasyonu
- İçme suyunda ve yüzme havuzlarında pH değeri artışı ("pH artı toz" ve granüller genellikle sodyum karbonattır)
- Geliştirici çözümlerine ek
İnternet linkleri
Bireysel kanıt
- ↑ a b c sodyum karbonat, E 500 , In: Lebensmittellexikon.de
- ↑ ilgili kayıt E 500: Sodyum karbonat , 11 Ağustos 2020 tarihli, erişilen gıda katkı maddeleri, Avrupa veritabanında depolanır.
- ↑ üzerinde giriş SODYUM KARBONAT içinde bir Cosing veritabanı AB Komisyonu, 26 Şubat 2020 tarihinde erişti.
- ↑ bir b c d e f g ile Girdi sodyum karbonat içinde bir GESTIS madde veritabanı IFA , 21 Şubat 2017 tarihinde erişilebilir. (JavaScript gerekli)
- ↑ a b c d Merck'ten 18 Mart 2012'de erişilen Sodyum karbonat veri sayfası (PDF) .
- ^ Ray E. Bolz: Uygulamalı Mühendislik Bilimi için Tabloların CRC El Kitabı . CRC Press, 1973, ISBN 978-0-8493-0252-7 , s. 482 ( Google Kitap aramasında sınırlı önizleme ).
- ↑ ilgili kayıt sodyum karbonat içinde sınıflandırılması ve etiketleme envanterine Avrupa Kimyasallar Ajansı (AKA), 1 Şubat erişilebilir, 2016 Üreticiler veya distribütörler için genişletme uyumlu sınıflandırma ve etiketleme .
- ↑ David R. Lide (Ed.): CRC Kimya ve Fizik El Kitabı . 90. baskı. (İnternet versiyonu: 2010), CRC Press / Taylor ve Francis, Boca Raton, FL, Kimyasal Maddelerin Standart Termodinamik Özellikleri, s. 5-20.
- ↑ Haziran 2016'da erişilen soda ve kabartma tozu arasındaki farkların açıklaması .
- ↑ Otto Krätz , Teknik Kimyanın Başlangıcı, içinde: Armin Hermann , Charlotte Schönbeck, Teknoloji ve Bilim, VDI Verlag 1991, s. 308.
- ↑ Bernhard Neumann (Ed.), Textbook of Chemical Technology and Metallurgy, Cilt 1, Springer 1939, s. 364.
- ^ Arnold F. Holleman, Egon Wiberg: İnorganik kimya ders kitabı . Walter de Gruyter, 1995, ISBN 978-3-11-012641-9 , s. 1182 ( Google Kitap aramasında sınırlı önizleme ).
- ↑ 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. ( Google kitap aramasında sınırlı önizleme )
- ^ Hermann Schelenz: Eczacılık Tarihi . Springer yayınevi. Berlin, Heidelberg. 1904. s. 41. ISBN 978-3-642-52552-0 .
- ↑ Akışta giriş . İçinde: Römpp Çevrimiçi . Georg Thieme Verlag, 22 Mart 2011'de erişildi.