Хімія

Історія та методи виробництва соди

У цивілізованому Європейському світі соду знали здавна, вона застосовувалася як для виробництва мила, скла, так і для різних фарб і навіть ліків.

Отримували її досить просто - з попелу морських водоростей. Однак не можна сказати, що даний метод підходив для промислового виробництва, а це для Європи було непридатне.

Тому вже в 1791 році, французький хімік Леблан винайшов промисловий спосіб видобутку соди.

Його ключова відмінність полягала в тому, що добували соду з кам'яної солі, яку розчиняли у воді, після чого змішуючи отриманий сульфат натрію з вапняком, деревним вугіллям і нагрівали в печі.

Втім, дана технологія була актуальна лише для виробництва кальцинованої соди, більше того, виникли проблеми з виробництвом. Один із найбільших недоліків нового методу - велика кількість відходів, зокрема сульфіду кальцію і отруйного хлороводню. Незважаючи на ті мінуси, які були виявлені в методі Леблана, перші кроки були зроблені, сода впала в ціні і вироблена в промислових масштабах стала більш затребувана.

Історія та методи виробництва соди

Ніколя Леблан

Тому вчені почали шукати новий спосіб отримання соди. Першому вдалося домогтися значних результатів іншому французу - Огюстену Жаку Френелю, який в 1810 році не спробував пропустити кам'яну сіль через розчин аміаку і вуглекислого газу.

Історія та методи виробництва соди

Хімік Огюстен Жан Френель

Результати його задовольнили, виробництво було б більш дешевим і избавлялось б від більшої частини відходів, проте захоплений оптикою вчений вирішив не просувати винахід. Більш того, в новому методі знайшлися свої мінуси - так і не знайшлися шляху регенерації аміаку, а отже, для промислового виробництва нова розробка здавалася нерентабельна. Тому аж до другої половини XIX століття повсюдно використовувався метод Леблана. Втім, уже в 1865 році, бельгієць Ернест Сольве, взявши за основу праці Френеля, зумів знайти спосіб для регенерації аміаку, тим самим замінивши спосіб виробництва Леблана.

Виробничі стадії за методом Леблана:

  • 2NаС1 + Н2SO4 = Nа2SO4 + 2НС1 (при температурі темно-червоного розжарювання).
  • Nа2SO4 + 3С + СаО = Nа2СОз + Са + 2СО (температура до 960 ° С).
  • Вилуговування.
  • Випарювання і кристалізація Na2СО3 • 10Н2О.
  • Кальцинування з утворенням Nа2СО3.
  • Часткова регенерація сірки з сульфіду кальцію.

Виробничі стадії за методом Сольве:

  • NaС1 + NН3 + СO2 + Н2О = NаНСО3 + NН4С1 (освіта NаНСО3 відбувається у водному розчині при 30-40 ° С).
  • Кальцинування з утворенням соди: 2NаНСО3 = Nа2СО3 + СО2 + Н2О (СО2частічно залишається в замкнутому процесі).
  • Регенерація аміаку: 2NН4С1 + СаО = СаС12 + Н20 + 2NН3.

Таким чином, виходить, що крім кальцинованої соди, вироблявся і бікарбонат натрію (харчова сода), який був проміжним продуктом отримання кальцинованої соди за методом Сольве.

Історія та методи виробництва соди

Хімік Ернест Сольве

На сьогоднішній день виробництво очищеного бікарбонату натрію відбувається двома способами, «сухим» і «мокрим». В основі загального процесу варто реакція карбонізація (насичення розчину вуглекислим газом). Таким чином, відбувається перекристалізація, а самі способи розрізняються лише в приготуванні розчину. Якщо при першому способі потрібно брати готову кальциновану соду і розчиняти її водою, то при другому, необхідно використовувати технічний бікарбонат.

Сухий спосіб виробництва бікарбонату натрію

Na2CO3 (р.) + CO2 (г.) + H2O (ж.) - 2NaHCO3 (тв.)

Мокрий спосіб виробництва бікарбонату натрію

2NaHCO3 (р.) - Na2CO3 (р.) + CO2 (г.) + H2O (пар)

Випадає при насиченні содового розчину діоксидом вуглецю, чиста харчова сода відділяється, а маткова рідина, яка містить суміш карбонату і бікарбонату натрію, а також розчинених домішок (NaCl), повертається в початок процесу для того, що б отримати вихідний розчин.

Одним з найбільших виробників харчової та кальцинованої соди на території СНД є Кримський Содовий завод, який базується на півночі Автономної республіки Крим, в місті Красноперекопськ.

   
   

Цей проект є науково-популярним періодичним виданням, що покликаний висвітлювати нові технології і допомагати робити наше життя кращим. Знання - ось що є двигуном прогресу, не тільки лінь. Ми - це сайт наукових новин, ми регулярно збираємо і публікуємо новини в науці, техніці, медицині, космонавтиці, а також пишемо про все найцікавіше у світі науки.

Зображення