Sodium carbonate

Получение карбоната натрия:

В промышленности карбонат натрия получают несколькими способами:

1. 1. способом Сольве (аммиачный способ):

NaCl + H₂O + NH₃ + CO₂ → NaHCO₃ + NH₄Cl;

NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O (t = 140-160 °C).

Через насыщенный раствор хлорида натрия пропускают смесь газов, состоящую из аммиака и оксида углерода, в результате образуется малорастворимый гидрокарбонат натрия (9,6 г на 100 г воды при 20 °C), который затем  отфильтровывают и кальцинируют (обезвоживают) нагреванием до 140-160 °C. В результате образуется карбонат натрия.

Образовавшийся CO₂ возвращают в производственный цикл.

Хлорид аммония NH₄Cl обрабатывают гидроксидом кальция Ca(OH)₂:

NH₄Cl + Са(ОН)₂ → СаCl₂ + 2NH₃ + 2H₂O.

Полученный NH₃ также возвращают в производственный цикл.

Таким образом, единственным отходом производства является хлорид кальция.

1. 2. способом Хоу.

NaCl + H₂O + NH₃ + CO₂ → NaHCO₃ + NH₄Cl;

NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O (t = 140-160 °C).

Способ Хоу отличается от процесса Сольве тем, что не используется гидроксид кальция.

По способу Хоу в раствор хлорида натрия при температуре 40 °C подается диоксид углерода и аммиак. Менее растворимый гидрокарбонат натрия в ходе реакции выпадает в осадок (как и в методе Сольве). Затем раствор охлаждают до 10 °C. При этом выпадает в осадок хлорид аммония, а раствор используют повторно для производства следующих порций соды. Данный способ отличается от процесса Сольве тем, что не использует гидроксид кальция.

Образовавшийся хлорид аммония NH₄Cl используют в дальнейшем как самостоятельный продукт в качестве удобрения.

В лаборатории карбонат натрия получают:

1. 3. в результате реакции взаимодействия карбоната кальция с сульфидом натрия:

Na₂S + CaCO₃ → Na₂CO₃ + CaS (t = 1200 oС).

Occurrence as natural mineral

Structure of monohydrate at 346 K.

Sodium carbonate is soluble in water, and can occur naturally in arid regions, especially in mineral deposits (evaporites) formed when seasonal lakes evaporate. Deposits of the mineral natron have been mined from dry lake bottoms in Egypt since ancient times, when natron was used in the preparation of mummies and in the early manufacture of glass.

The anhydrous mineral form of sodium carbonate is quite rare and called natrite. Sodium carbonate also erupts from Ol Doinyo Lengai, Tanzania’s unique volcano, and it is presumed to have erupted from other volcanoes in the past, but due to these minerals’ instability at the earth’s surface, are likely to be eroded. All three mineralogical forms of sodium carbonate, as well as trona, trisodium hydrogendicarbonate dihydrate, are also known from ultra-alkaline pegmatitic rocks, that occur for example in the Kola Peninsula in Russia.

Extraterrestrially, known sodium carbonate is rare. Deposits have been identified as the source of bright spots on Ceres, interior material that has been brought to the surface. While there are carbonates on Mars, and these are expected to include sodium carbonate, deposits have yet to be confirmed, this absence is explained by some as being due to a global dominance of low pH in previously aqueous Martian soil.

Производители и стоимость

Соединенные Штаты Америки, Канада, Мексика и ЮАР считаются мировыми лидерами по производству этого материала. На их территории сосредоточены большие природные залежи. В Российской Федерации содовые озера находятся на территории Забайкалья и Сибири.

Основными промышленными компаниями, которые изготавливают карбонат натрия в России, считаются:

• •    ООО Югреактив,
• •    ООО ТранзитХим,
• •    ООО АнгараРеактив,
• •    группа компаний ХИМПЭК,
• •    ООО НефтеГазХимКомплект.

Средняя цена карбоната натрия составляет 20-25 рублей за 1 кг. Фасуют кальцинированную соду в полиэтиленовые мешки и картонные упаковки.

External links

Compounds containing the carbonate group

H2CO3

He

Li2CO3, LiHCO<sub>3</sub>

BeCO3

B

C

(NH4)2CO3,NH4HCO3

O

F

Ne

Na2CO3,NaHCO3,Na3H(CO3)2

MgCO3,Mg(HCO3)2

Al2(CO3)3

Si

P

S

Cl

Ar

K2CO3,KHCO3

CaCO3,Ca(HCO3)2

Sc

Ti

V

CrCO<sub>3</sub>, Cr<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>

MnCO3

FeCO3

CoCO3, Co<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>

NiCO3

Cu<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>,CuCO3

ZnCO3

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

Rb2CO3

SrCO3

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

PdCO<sub>3</sub>

Ag2CO3

CdCO3

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs2CO3,CsHCO3

BaCO3

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

HgCO<sub>3</sub>

Tl2CO3

PbCO3

(BiO)2CO3

Po(CO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>

At

Rn

Fr

Ra

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Cn

Nh

Fl

Mc

Lv

Ts

Og

↓

La2(CO3)3

Ce2(CO3)3

Pr<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>

Nd<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>

Pm<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>

Sm<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>

EuCO<sub>3</sub>, Eu<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>

Gd<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>

Tb<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>

Dy<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>

Ho<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>

Er<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>

Tm<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>

Yb<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>

Lu<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>

Ac

Th(CO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>

Pa

UO2CO3

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

Hydrates

Sodium carbonate is obtained as three hydrates and as the anhydrous salt:

• sodium carbonate decahydrate (natron), Na₂CO₃·10H₂O, which readily effloresces to form the monohydrate.
• sodium carbonate heptahydrate (not known in mineral form), Na₂CO₃·7H₂O.
• sodium carbonate monohydrate (thermonatrite), Na₂CO₃·H₂O. Also known as crystal carbonate.
• anhydrous sodium carbonate, also known as calcined soda, is formed by heating the hydrates. It is also formed when sodium hydrogen carbonate is heated (calcined) e.g. in the final step of the Solvay process.

The decahydrate is formed from water solutions crystallizing in the temperature range -2.1 to +32.0 °C, the heptahydrate in the narrow range 32.0 to 35.4 °C and above this temperature the monohydrate forms. In dry air the decahydrate and heptahydrate lose water to give the monohydrate. Other hydrates have been reported, e.g. with 2.5 units of water per sodium carbonate unit («pentahemihydrate»).

Встречается как природный минерал

Структура моногидрата при 346 К.

Карбонат натрия растворим в воде и может встречаться в естественных условиях в засушливых регионах, особенно в минеральных отложениях ( эвапоритах ), образующихся при испарении сезонных озер. Залежи минерального натрона добывали на дне сухих озер в Египте с древних времен, когда натрон использовался при приготовлении мумий и в раннем производстве стекла.

Безводная минеральная форма карбоната натрия встречается довольно редко и называется натритом. Карбонат натрия также извергается из Ол Доиньо Ленгаи , уникального вулкана Танзании, и предполагается, что он извергался из других вулканов в прошлом, но из-за нестабильности этих минералов на поверхности земли, вероятно, подвергнется эрозии. Все три минералогические формы карбоната натрия, а также трона , дигидрат тринатрийгидрогендикарбоната, также известны из ультращелочных пегматитовых пород , которые встречаются, например, на Кольском полуострове в России.

Карбонат натрия из других источников встречается редко. Отложения были идентифицированы как источник ярких пятен на Церере , внутреннем материале, который был вынесен на поверхность. Хотя на Марсе есть карбонаты , и ожидается, что они будут включать карбонат натрия, отложения еще не подтверждены, это отсутствие объясняется некоторыми объяснениями глобального преобладания низкого pH в ранее водной марсианской почве .

Применение[править | править код]

Карбонат натрия используют в стекольном производстве; мыловарении и производстве стиральных и чистящих порошков; эмалей, для получения ультрамарина. Также он применяется для смягчения воды паровых котлов и вообще уменьшения жёсткости воды, для обезжиривания металлов и десульфатизации доменного чугуна. Карбонат натрия — исходный продукт для получения NaOH, Na₂B₄O₇, Na₂HPO₄. Может использоваться в сигаретных фильтрах.

В пищевой промышленности карбонаты натрия зарегистрированы в качестве пищевой добавки E500, — регулятора кислотности, разрыхлителя, препятствующего комкованию и слёживанию. Карбонат натрия (кальцинированная сода, Na₂CO₃) имеет код 500i, гидрокарбонат натрия (пищевая сода, NaHCO₃) — 500ii, их смесь — 500iii.

Одна из новейших технологий повышения нефтеотдачи пластов — АСП заводнение, в котором применяется сода в сочетании с ПАВ для снижения межфазного натяжения между водой и нефтью.

В фотографии используется в составе проявителей как ускоряющее средство.

Самостоятельно добавляется в моторное масло для предотвращения полимеризации. Концентрация 2 г на 1 л масла.[источник не указан 336 дней]

Свойства[править | править код]

Имеет вид бесцветных кристаллов или белого порошка. Существует в нескольких разных модификациях: α-модификация с моноклинной кристаллической решеткой образуется при температуре до 350 °C, затем, при нагреве выше этой температуры и до 479 °C осуществляется переход в β-модификацию, также имеющую моноклинную кристаллическую решетку. При увеличении температуры выше 479 °C соединение переходит γ-модификацию с гексагональной решеткой. Плавится при 854 °C, при нагреве выше 1000 °C разлагается с образованием оксида натрия и диоксида углерода.

Кристаллогидраты карбоната натрия существуют в разных формах: бесцветный моноклинный Na₂CO₃·10H₂O, при 32,017 °C переходит в бесцветный ромбический Na₂CO₃·7H₂O, последний при нагревании до 35,27 °C бесцветный переходит в ромбический Na₂CO₃·H₂O. В интервале 100−120 °C моногидрат теряет воду.

Свойства карбоната натрия

параметр	безводный карбонат натрия	декагидрат Na2CO3·10H2O
молекулярная масса	105,99 а. е. м.	286,14 а. е. м.
температура плавления	854 °C	32 °C
растворимость	не растворим в ацетоне и сероуглероде; малорастворим в этаноле; хорошо растворим в глицерине и воде
плотность ρ{\displaystyle \rho }	2,53 г/см³ (при 20 °C)	1,446 г/см³ (при 17 °C)
стандартная энтальпия образования ΔH	−1131 кДж/моль (т) (при 297 К)	−4083,5 кДж/моль ((т) (при 297 К)
стандартная энергия Гиббса образования G	−1047,5 кДж/моль (т) (при 297 К)	−3242,3 кДж/моль ((т) (при 297 К)
стандартная энтропия образования S	136,4 Дж/моль·K (т) (при 297 К)
стандартная мольная теплоёмкость Cp	109,2 Дж/моль·K (жг) (при 297 К)

Растворимость карбоната натрия в воде

температура, °C	10	20	25	30	40	50	60	80	100	120	140
растворимость, г Na2CO3 на 100 г H2O	7	12,2	21,8	29,4	39,7	48,8	47,3	46,4	45,1	44,7	42,7	39,3

В водном растворе карбонат натрия гидролизуется, что обеспечивает щелочную реакцию среды. Уравнение гидролиза (в ионной форме):

CO32−+H2O⇄HCO3−+OH−{\displaystyle {\mathsf {CO_{3}^{2-}+H_{2}O\rightleftarrows HCO_{3}^{-}+OH^{-}}}}

Первая константа диссоциации угольной кислоты равна 4,5⋅10−7. Все кислоты, более сильные, чем угольная, вытесняют её в реакции с карбонатом натрия. Так как угольная кислота крайне нестойкая, она тут же разлагается на воду и углекислый газ:

Na2CO3+H2SO4→Na2SO4+H2O+CO2↑{\displaystyle {\mathsf {Na_{2}CO_{3}+H_{2}SO_{4}\rightarrow Na_{2}SO_{4}+H_{2}O+CO_{2}\uparrow }}}

Краткая характеристика карбоната натрия:

Карбонат натрия (кальцинированная сода) – неорганическое вещество белого цвета.

Химическая формула карбоната кальция Na₂CO₃.

Карбонат натрия  (кальцинированная сода) – неорганическое соединение, натриевая соль угольной кислоты.

Карбонат натрия  не следует путать с гидрокарбонатом натрия (пищевой содой) NaHCO₃ и с гидроксидом натрия (каустической содой) NaOH.

Карбонат натрия – бесцветные кристаллы, в обычных условиях представляет собой порошок белого цвета, которые плавятся при температуре 854 °C без разложения и разлагаются при дальнейшем нагревании – при температуре свыше 1000 °C.

Карбонат натрия имеет три модификации:

– α-модификация. Имеет моноклинную кристаллическую решетку,  образуется при температуре до 350 °C;

– β-модификация. Образуется при нагреве свыше 350 °C и до 479 °C. Также имеет моноклинную кристаллическую решетку;

– γ-модификация. Образуется при нагреве свыше 479 °C. Имеет гексагональную кристаллическую решетку.

Хорошо растворяется в воде, создавая сильнощелочную среду, а также в глицерине. Малорастворим в этаноле. Не растворим в ацетоне и сероуглероде.

В природе карбонат натрия встречается в виде минералов:

– нахколита, имеющего химическую формулу NaHCO₃. Нахколит – минерал подкласса карбонатов, кристаллическая форма бикарбоната натрия. Название образовано по первым буквам символов химических элементов, входящих в его состав: Na, H, C и О;

– трона, имеющего химическую формулу  Na₂CO₃·NaHCO₃·2H₂O. Название трон происходит от арабского названия природной соли. Другое название трона – египетская соль;

– натрита, имеющего химическую формулу  Na₂CO₃·10H₂O. Натрит – это декагидрат карбоната натрия. Другое название натрита – натрон, кристаллическая сода или сода;

– термонатрита, имеющего химическую формулу Na₂CO₃·Н₂O. Термонатрит – моногидрат карбоната натрия. Образуется при дегидратации декагидрата карбоната натрия Na₂CO₃·10H₂O. Другое название термонатрита – сода или кристаллическая сода.

Карбонат натрия также встречается в золе некоторых морских водорослей. 

В пищевой промышленности используется 3 типа карбоната натрия:

– добавка Е500(i) – карбонат натрия (Sodium Carbonate) с химической формулой Na₂CO₃;

– добавка Е500(ii) – гидрокарбонат натрия (Sodium bicarbonate, Sodium hydrogen carbonate) с химической формулой NaHCO₃. Гидрокарбонат натрия именуется также питьевой содой, пищевой содой, двууглекислой содой, натрием двууглекислым, бикарбонатом натрия.

– добавка Е500(iii) – смесь карбоната и гидрокарбоната натрия (Sodium Sesquicarbonate).

Резюме:

1. Как карбонат натрия, так и бикарбонат натрия представляют собой соединения, которые имеют сходное основание — натрий. Оба вещества выглядят как белый или серебристый порошок и имеют много применений. Оба соединения являются щелочными (или щелочными) и классифицируются как ионные соединения.
2. Карбонат натрия широко известен как зола или промывочная сода. Он имеет химическую формулу Na2CO3. С другой стороны, бикарбонат натрия представлен формулой NaHCO3 и известен в период непрофессионала как пищевая сода.
3. Химический состав обоих соединений несколько схожи. Карбонат натрия состоит из натрия и кислоты. То же самое верно и для бикарбоната натрия, но с добавлением водорода.
4. Характер и интенсивность обоих соединений также различны. Карбонат натрия является более сильным базовым соединением и является дипротовым. Он может превращаться в бикарбонат натрия после того, как он реагирует с кислотой. Между тем, бикарбонат натрия является монопротовым и слабым основанием.
5. Оба соединения широко используются и применяются. Карбонат натрия в основном используется в производстве и нейтрализации кислых растворов по различным дисциплинам. Он также функционирует как хороший проводник. С другой стороны, бикарбонат натрия в основном используется в качестве очищающего и отшелушивающего агента, нейтрализатора запаха и временного огнетушителя. Он широко используется в кулинарном мире в качестве разрыхлителя во многих рецептах, главным образом для хлебных продуктов.
6. Бикарбонат натрия является важным веществом в организме; он регулирует и нейтрализует высокий уровень кислотности крови, в то время как карбонат натрия используется для процессов или реакций организма.

OVERVIEW

Sodium carbonate (SO-dee-um KAR-bun-ate) is an odorless white powder or crystalline solid with an alkaline taste. (Baking soda is another substance with an alkaline taste.) It is hygroscopic, meaning that it has a tendency to absorb moisture from the air. It also exists as the monohydrate (Na₂CO₃·H₂O) and as the decahydrate (Na₂CO₃·10H₂O), each with slightly different physical properties from those of the anhydrous salt. The anhydrous form of sodium carbonate is commonly known as soda ash, while the decahydrate is often called sal soda or washing soda. Sodium carbonate has long been one of the most important chemical compounds produced in the United States. Its primary use is in the manufacture of glass and other chemicals.

Химические свойства карбоната натрия. Химические реакции карбоната натрия:

Карбонат натрия – это средняя соль, образованная слабой кислотой – угольной (H₂CO₃) и сильным основанием – гидроксидом натрия (NaOH).

Водные растворы Na₂CO₃ имеют щелочную реакцию.

Для карбоната натрия характерны следующие химические реакции:

1. реакция карбоната натрия и углерода:

Na₂CO₃ + 2C → 2Na + 3CO (t = 900-1000 oС).

В результате реакции образуются оксид углерода и натрий.

2. реакция карбоната натрия и брома:

3Br₂ + 3Na₂CO₃ → 5NaBr + NaBrO₃ + 3CO₂.

В результате реакции образуются бромид натрия, бромат натрия и углекислый газ. В ходе реакции карбонат натрия используется в виде концентрированного горячего раствора.

3. реакция карбоната натрия и йода:

3Na₂CO₃ + 3I₂ → 5NaI + NaIO₃ + 3CO₂.

В результате реакции образуются йодид натрия, йодат натрия и углекислый газ. В ходе реакции карбонат натрия используется в виде концентрированного горячего раствора.

4. реакция карбоната натрия и хлора:

3Na₂CO₃ + 3Cl₂ → 5NaCl + NaClO₃ + 3CO₂.

В результате реакции образуются хлорид натрия, хлорат натрия и углекислый газ. В ходе реакции карбонат натрия используется в виде концентрированного горячего раствора.

5. реакция карбоната натрия и азотной кислоты:

Na₂CO₃ + 2HNO₃ → 2NaNO₃ + CO₂ + H₂O.

В результате реакции образуются нитрат натрия, углекислый газ и вода. В ходе реакции азотная кислота используется в виде разбавленного раствора.

6. реакция карбоната натрия и угольной кислоты:

H₂CO₃ + Na₂CO₃ → 2NaHCO₃.

В результате реакции образуется гидрокарбонат натрия.

7. реакция карбоната натрия и ортофосфорной кислоты:

Na₂CO₃ + H₃PO₄ → Na₂HPO₄ + H₂O + CO₂,

Na₂CO₃ + 2H₃PO₄ → 2NaH₂PO₄ + H₂O + CO₂,

3Na₂CO₃ + 2H₃PO₄ → 2Na₃PO₄ + 3H₂O + 3CO₂ (to).

В результате реакции в первом случае образуются гидроортофосфат натрия, углекислый газ и вода, во втором случае – дигидроортофосфат натрия, углекислый газ и вода, в третьем случае – ортофосфат натрия, углекислый газ и вода. В ходе реакции в первом и третьем случае ортофосфорная кислота используется в виде разбавленного раствора, во втором – в виде концентрированного раствора. Карбонат натрия в первой и второй реакциях используется в виде разбавленного раствора, в ходе третьей – в виде концентрированного раствора. Третья реакция протекает при кипении.

Аналогичные реакции протекают и с другими кислотами.

8. реакция карбоната натрия и фтороводорода:

Na₂CO₃ + 2HF → 2NaF + CO₂ + H₂O.

В результате реакции образуются фторид натрия, углекислый газ и вода. В ходе реакции фтороводород используется в виде разбавленного раствора.

9. реакция карбоната натрия и оксида кремния:

Na₂CO₃ + SiO₂ → Na₂SiO₃ + CO₂ (t = 1150 oС).

В результате реакции образуются углекислый газ и метасиликат натрия.

10. реакция карбоната натрия и оксида серы:

SO₂ + Na₂CO₃ → Na₂SO₃ + CO₂,

2SO₂ + Na₂CO₃ → Na₂S₂O₅ + CO₂ (t = 40-60oС).

В первом случае в результате реакции образуются углекислый газ и сульфат натрия. В ходе реакции карбонат натрия используется в виде концентрированного раствора. Реакция протекает при комнатной температуре.

В первом случае в результате реакции образуются углекислый газ и дисульфит натрия. В ходе реакции карбонат натрия используется в виде концентрированного раствора. Реакция протекает при температуре 40-60oС.

11. реакция карбоната натрия и оксида алюминия:

Al₂O₃ + Na₂CO₃ → 2NaAlO₂ + CO₂ (t = 1000-1200 oС).

В результате реакции образуются углекислый газ и алюминат натрия.

12. реакция карбоната натрия и оксида железа:

Fe₂O₃ + Na₂CO₃ → 2NaFeO₂ + CO₂ (t = 800-900 oС).

В результате реакции образуются углекислый газ и феррит натрия.

13. реакция карбоната натрия и воды (гидролиза карбоната натрия):

Na₂CO₃ + H₂O ⇄ NaHCO₃ + NaOH.

В результате реакции образуются гидрокарбонат натрия и гидроксид натрия. Реакция носит обратимый характер.

14. реакция карбоната натрия, оксида кальция и воды:

Na₂CO₃ + CaO + H₂O → CaCO₃ + 2NaOH.

В результате реакции образуются карбонат кальция и гидроксид натрия.

15. реакция карбоната натрия, оксида углерода и воды:

Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2NaHCO₃.

В результате реакции образуется гидрокарбонат натрия. Данная реакция представляет собой способ получения питьевой соды путем пропускания оксида углерода через холодный раствор карбоната натрия.

16. реакция карбоната натрия и гидроксида кальция (каустификации соды):

Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + 2NaOH.

В результате реакции образуются карбонат кальция и гидроксид натрия. Данная реакция представляет собой  метод получения гидроксида натрия. Равновесие реакции смещено в сторону образования NaOH за счет плохой растворимости CaCO₃.

17. реакция термического разложения карбоната натрия:

Na₂CO₃ → Na₂O + CO₂ (t = 1000 oС).

В результате реакции образуются углекислый газ и оксид натрия.

Тип вещества

Добавка Е 500 относится к группе веществ, облегчающих технологию производства продуктов.

Ее используют как агент, препятствующий слеживанию и комкованию, разрыхлитель, регулятор кислотности.

Пищевые натрия карбонаты с химической точки зрения подразделяют на следующие виды:

• натрий углекислый моногидрат, декагидрат и безводный E 500(i);
• натрий двууглекислый (натрий бикарбонат) Е 500(ii);
• натрий сесквикарбонат E 500 (iii).

Все они представляют собой кислые соли угольной кислоты и натрия.

Промышленное производство добавки Е 500 основано на аммиачном методе получения (или способ Сольвэ, по имени бельгийского химика, первым предложивший данную технологию). Раствор хлорида натрия насыщают газообразным аммиаком и диоксидом углерода. Выпавший остаток гидрокарбоната натрия отфильтровывают и очищают.

Для получения кальцинированной соды гидрокарбонат натрия обезвоживают путем нагревания до 160º C.

Применение

Двууглекислый натрий (бикарбонат) применяется в химической, пищевой, лёгкой, медицинской, фармацевтической промышленности, цветной металлургии, в быту, пищевкусовой промышленности. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E500 (ii), входит в состав пищевой добавки E500.

В химической промышленности

Применяется для производства красителей, пенопластов и других органических продуктов, фторорганических соединений,
продуктов бытовой химии, наполнителей в огнетушителях, Реагент для отделения диоксида углерода, сероводорода из газовых смесей, например, отходящих газов топливосжигающих установок. В этом процессе углекислый газ поглощается раствором гидрокарбоната натрия при повышенном давлении и пониженной температуре, далее поглощённый углекислый газ выделяется из раствора при подогреве и снижении давления;

В лёгкой промышленности — в производстве резины для подошв обуви и в производстве искусственных кож, кожевенном производстве при дублении и нейтрализация кожи после кислого дубления, текстильной промышленности при отделке шёлковых и хлопчатобумажных тканей;

В пищевой промышленности — в хлебопечении, производстве кондитерских изделий, приготовлении газированных напитков.

В кулинарии

Сода пищевая кулинарная

Основное применение пищевой соды в пищевой промышленности и в быту — кулинария, где применяется, преимущественно, в качестве основного или дополнительного разрыхлителя в составе кислого и пресного теста. При добавлении питьевой соды в кислое тесто происходит реакция с молочной кислотой, продуцированной при заквашивании дрожжевыми микроорганизмами, при этой реакции выделяется углекислый газ, вспучивающий тесто.

При добавлении в пресное тесто углекислый газ выделяется при выпечке из-за термического разложения.

Бикарбонат натрия вводят в состав многих комплексных разрыхлителей теста, обычно называемых «пекарский порошк», в смеси с карбонатом аммония) и в мучные готовые смеси для выпечки кексов, тортов и иные мучные смеси — полуфабрикаты для приготовления выпекаемых кулинарных изделий.

При применении соды в чистом виде важно соблюсти правильную дозировку, так как она оставляет в продукте карбонат натрия, дающий определённый привкус. Порядок замешивания для теста: соду — в муку, кислые компоненты (уксус, кефир и пр.) — в жидкость.

В медицине

Традиционно раствор питьевой соды используется для дезинфекции зубов и дёсен при зубных болях и полости рта и горла, при сильном кашле, ангине, фарингите, а также как общепринятое средство от изжоги и болей в желудке. Но сейчас многие врачи не рекомендует применять питьевую соду из-за возможного возникновения побочных нежелательных эффектов, например, из-за «».

Иногда применяется внутривенно — с целью быстрого устранения метаболического ацидоза во время реанимационных мероприятий.

В альтернативной медицине питьевая сода иногда заявляется как «лекарство» от рака, однако, никакой экспериментально подтверждённой эффективности применения такого «лечения» не существует.

Противопоказания к применению в медицинских целях:

Индивидуальная гиперчувствительность; состояния, сопровождающиеся развитием алкалоза; гипокальциемия, при приеме внутрь повышается риск алкалоза и развития тетанических судорог, гипохлоремия — снижение концентрации в крови ионов Cl-, в том числе вызванная рвотой, или снижением всасывания в желудочно-кишечном тракте, может привести к тяжёлому алкалозу.

Отёки, артериальная гипертензия, при приёме состояние больного может ухудшиться, анурия или олигурия, при этих заболевания повышается риск избыточной задержки натрия в организме.

Пожаротушение

Гидрокарбонат натрия вместе с карбонатом аммония используется в качестве наполнителя в огнетушителях с сухим наполнением и в стационарных системах сухого пожаротушения. Это применение обусловлено тем, что от воздействия высокой температуря в очаге горения вещество выделяет углекислый газ, атмосфера которого затрудняет доступ кислорода воздуха в очаг горения.

В быту

Применяется как не очень эффективное, но совершенно безопасное для здоровья средство для чистки поверхностей столовой и кухонной посуды, поверхностей кухонных столов, иных поверхностей, соприкасающихся с пищей, путем протирки их с помощью влажной тряпки с сухим порошком питьевой соды.

Применяется для нейтрализации следов электролита — серной кислоты на поверхности пластмассовых корпусов свинцовых аккумуляторов насыщенным водным раствором питьевой соды.

HOW IT IS MADE

Humans have known about and used sodium carbonate for thousands of years. The ancient Egyptians extracted the compound from a mineral known as natron found in dry lake bottoms. Natron is a combination of sodium carbonate and sodium bicarbonate. The Egyptians used sodium carbonate in the mummification of dead bodies. The compound dried out the bodies of the dead and prevented them from decaying. The technique was so effective that some mummified bodies over 3,000 years old are in as good a condition today as they were when the person died. Over the centuries, sodium carbonate was also produced by the combustion of organic matter, especially seaweed. This method of production accounts for the compound’s common name of soda ash (ash containing sodium compounds).

The burning of dead plants does not produce very large quantities of sodium carbonate, so early chemists searched for synthetic methods of producing the increasingly important compound. The first breakthrough in that search occurred in 1791 when French chemist Nicolas Leblanc (1742–1806) invented a method for making sodium carbonate that became the industry standard for nearly a century. In the Leblanc method, sodium chloride (NaCl) is treated with sulfuric acid (H₂SO₄) to make sodium sulfate (Na₂SO₄) and hydrochloric acid (HCl). The sodium sulfate is then heated with charcoal (nearly pure carbon) and limestone (CaCO₃). The product of this reaction is a dark ashy material that contains sodium carbonate, calcium sulfide, carbon dioxide, and other byproducts:

The sodium carbonate is extracted from this mixture and purified. The Leblanc invention was one of the great breakthroughs in the early years of chemical science. It made possible, among other things, the mass production of soap for the first time in human history.

As important as Leblanc’s invention was, it suffered from one serious drawback: It required large amounts of energy. For this reason, chemists were always on the lookout for an alternative method for producing sodium carbonate that was less energy-intensive. That breakthrough came in 1861 when Belgian chemist Ernest Solvay (1838–1922) found a new way to make the important compound. Solvay found that treating sodium chloride with carbon dioxide and ammonia resulted in the formation of sodium bicarbonate and ammonium bicarbonate. Simply heating the sodium bicarbonate converts the bicarbonate to the carbonate. Like Leblanc’s discovery, the Solvay process is regarded as one of the great accomplishments in the first century of industrial chemistry. By 1900, almost all of the sodium carbonate produced in the world was being made by the Solvay process.

That situation has changed. Today the most important source of sodium carbonate is natural minerals, such as thermonatrite (sodium carbonate monohydrate; Na₂CO₃·H₂O) or natron (or natrite; sodium carbonate decahydrate; Na₂CO₃·10H₂O). These minerals are obtained from rocky deposits or from brines that are rich in the compound. Brine is water that is saturated with salts, such as sodium chloride, potassium chloride, and sodium carbonate. It is similar to, but saltier than, seawater.

Нахождение в природе

В природе сода встречается в золе некоторых морских водорослей, а также в виде минералов:

• нахколит NaHCO₃
• трона Na₂CO₃·NaHCO₃·2H₂O
• натрит (сода) Na₂CO₃·10H₂O
• термонатрит Na₂CO₃·Н₂O.

Современные минеральные содовые озёра (англ.)русск. известны в Забайкалье и в Западной Сибири; большой известностью пользуется озеро Натрон в Танзании и озеро Сирлс в Калифорнии[неавторитетный источник?]. Трона, имеющая промышленное значение, открыта в в составе эоценовой толщи Грин-Ривер (Вайоминг, США). Вместе с троной в этой осадочной толще обнаружено много ранее считавшихся редкими минералов, в том числе давсонит, который рассматривается как сырьё для получения соды и глинозёма. В США природная сода добывается 4 компаниями в Вайоминге и одной в Калифорнии, около половины экспортируется. Около четверти используемой в мире соды добывается из природных источников, 90% их них добывается в США.