Uhličitan sodný

Uhličitan sodný (Na₂CO₃), též soda nebo soda na praní, je anorganická sloučenina. Je to sodná sůl kyseliny uhličité. V bezvodém stavu jde o bílý prášek tající při 851 °C. Ve vodě se snadno rozpouští za uvolnění hydratačního tepla. Krystalizací za laboratorní teploty lze získat nejdůležitější hydrát, tzv. krystalovou sodu (Na₂CO₃·10H₂O). Vodné roztoky sody jsou silně zásadité z důvodu hydrolytického štěpení (je to sůl silné zásady a slabé kyseliny). Soda se synteticky vyrábí ve velkém množství z chloridu sodného Solvayovým procesem.

Použití

Soda se používá při výrobě skla, papíru a detergentů. Časté je i použití jako prostředku pro vytvoření zásaditého prostředí.

V domácnosti je soda používána jako změkčovadlo vody. Váže ionty hořčíku a vápníku za vzniku patřičných nerozpustných uhličitanů. Bez jejího použití by bylo nutné použít nadbytečné množství pracího prostředku.

Soda je často používána ve fotografických procesech jako pH regulátor k zajištění stabilního zásaditého prostředí nutného pro správnou funkci vývojek.

Zajímavostí je, že se během historie používal jako přísada do nejrůznějších antikoncepčních směsí. Ve starém Egyptě (zmínka z písemnosti z období XII. dynastie) se používala pasta z včelího medu a uhličitanu sodného. V Římě za císařů Traiana a Hadriana se zase míchal s dření fíků. Tyto směsi měly po natření pochvy zabránit otěhotnění.

Výskyt

Soda je rozpustná ve vodě, ale může se přirozeně vyskytovat ve vyprahlých oblastech, obzvláště na místech vyschlých jezer. Soda z těchto zdrojů byla již v pradávných dobách používána v Egyptě k mumifikaci a k výrobě skla. Uhličitan sodný se vyskytuje ve formě tří hydrátů: Dekahydrátu, heptahydrátu a monohydrátu.

Výroba

Existují dva základní výrobní postupy pro výrobu sody - Solvayův a Leblancův proces.

Solvayův proces

V roce 1861 belgický chemik Ernest Solvay objevil metodu na přeměnu chloridu sodného na uhličitan sodný za použití amoniaku. Postup spočívá v tvorbě poměrně málo rozpustného hydrogenuhličitanu sodného (NaHCO₃) reakcí hydrogenuhličitanu amonného a chloridu sodného ve vodném roztoku:

NaCl + NH₄HCO₃ → NaHCO₃ + NH₄Cl

Technicky se postupuje tak, že se do téměř nasyceného roztoku NaCl zavádí nejprve amoniak a poté oxid uhličitý. Vzniklý hydrogenuhličitan sodný se odfiltruje a zahříváním (kalcinací) převede na uhličitan sodný (kalcinovanou sodu):

2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂

Takto získaný oxid uhličitý se znovu odvádí zpět do výroby. Vzniklý chlorid amonný je podroben reakci s hydroxidem vápenatým za vzniku odpadního chloridu vápenatého a uvolnění amoniaku který je znovu použit ve výrobě.

Ca(OH)₂ + 2 NH₄Cl → CaCl₂ + 2 NH₃ + 2 H₂O

Leblancův proces

Tento způsob výroby byl vypracován r. 1791 Leblancem na základě ceny vypsané francouzskou Akademií.

Na chlorid sodný se působí koncentrovanou kyselinou sírovou za vzniku síranu sodného a kyseliny chlorovodíkové.

2 NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2 HCl

Síran sodný se poté smísí s uhličitanem vápenatým (vápencem) a uhlím a taví se v peci. Během pálení probíhá tato reakce:

Na₂SO₄ + CaCO₃ + 2 C → Na₂CO₃ + 2 CO₂ + CaS

Z vychladlé taveniny je poté uhličitan sodný vyloužen vodou.

Reference

Obrázky, zvuky či videa k tématu uhličitan sodný na Wikimedia Commons Technické informace o výrobách jsou čerpány z Anorganické chemie I., Heinricha Remyho, rok vydání 1961

Literatura

• VOHLÍDAL, JIŘÍ; ŠTULÍK, KAREL; JULÁK, ALOIS. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5. 

Portály: Chemie