История и методы производства соды

В цивилизованном Европейском мире соду знали издавна, она применялась как для производства мыла, стекла, так и для различных красок и даже лекарств. Получали ее довольно просто – из золы морских водорослей. Однако нельзя сказать, что данный метод подходил для промышленного производства, а это для Европы было неприменимо.

Поэтому уже в 1791 году, французский химик Леблан изобрел промышленный способ добычи соды.

Его ключевое отличие состояло в том, что добывали соду из каменной соли, которую растворяли в воде, после чего смешивая полученный сульфат натрия с известняком, древесным углем и нагревали в печи.

Впрочем, данная технология была актуальная лишь для производства кальцинированной соды, более того, возникли проблемы с производством. Один из самых больших недостатков нового метода – большое количество отходов, в частности сульфида кальция и ядовитого хлороводорода. Несмотря на те минусы, которые были выявлены в методе Леблана, первые шаги были сделаны, сода упала в цене и производимая в промышленных масштабах стала более востребована.

Никола Леблан

Поэтому ученые начали искать новый способ получения соды. Первому удалось добиться значительных результатов другому французу – Огюстену Жаку Френелю, который в 1810 году не попробовал пропустить каменную соль через раствор аммиака и углекислого газа.

Химик Огюстен Жан Френель

Результаты его удовлетворили, производство было бы более дешевым и избавлялось бы от большей части отходов, однако увлеченный оптикой ученый решил не продвигать изобретение. Более того, в новом методе нашлись свои минусы – так и не нашлись пути регенерации аммиака, а стало быть, для промышленного производства новая разработка казалась нерентабельна. Поэтому вплоть до второй половины XIX века повсеместно использовался метод Леблана. Впрочем, уже в 1865 году, бельгиец Эрнест Сольве, взяв за основу труды Френеля, сумел найти способ для регенерации аммиака, тем самым заменив способ производства Леблана.

Производственные стадии по методу Леблана:

  • 2NаС1 + Н2SO4 = Nа2SO4+ 2НС1 (при температуре темно-красного каления).
  • Nа2SO4 + 3С + СаО = Nа2СОз + СаS + 2СО (температура до 960 °С).
  • Выщелачивание.
  • Выпаривание и кристаллизация Na2СО3∙10Н2О.
  • Кальцинирование с образованием Nа2СО3.
  • Частичная регенерация серы из сульфида кальция.

Производственные стадии по методу Сольве:

  • NaС1 + NН3 + СO2 + Н2O = NаНСО3 + NН4С1 (образование NаНСО3 происходит в водном растворе при 30-40°С).
  • Кальцинирование с образованием соды: 2NаНСО3 = Nа2СО3 + СО2 + Н2О (СО2частично остается в замкнутом процессе).
  • Регенерация аммиака: 2NН4С1 + СаО = СаС12 + Н20 + 2NН3.

Таким образом, получается, что помимо кальцинированной соды, производился и бикарбонат натрия (пищевая сода), который являлся промежуточным продуктом получения кальцинированной соды по методу Сольве.

Химик Эрнест Сольве

На сегодняшний день производство очищенного бикарбоната натрия происходит двумя способами, «сухим» и «мокрым». В основе общего процесса стоит реакция карбонизация (насыщение раствора углекислым газом). Таким образом, происходит перекристаллизация, а сами способы различаются лишь в приготовлении раствора. Если при первом способе нужно брать готовую кальцинированную соду и растворять ее водой, то при втором, необходимо использовать технический бикарбонат.

Сухой способ производства бикарбоната натрия

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

Мокрый способ производства бикарбоната натрия

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

Выпадающая при насыщении содового раствора диоксидом углерода, чистая пищевая сода отделяется, а маточная жидкость, которая содержит смесь карбоната и бикарбоната натрия, а также растворенных примесей (NaCl), возвращается в начало процесса для того, что бы получить исходный раствор.

Одним из крупнейших производителей пищевой и кальцинированной соды на территории СНГ является Крымский Содовый завод, базирующийся на севере Автономной республики Крым, в городе Красноперекопск.

По материалам: "sciencedebate2008.com"

About The Author

Быть в курсе новостей.

Related posts

Leave a Reply

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *