Uhličitan sodný

Uhličitan sodný(Na2CO3), téžsoda,soda na praní,těžká/lehká sodanebokalcinovaná (kalc.) soda, jeanorganická sloučenina. Je tosodnásůlkyseliny uhličité. V bezvodém stavu jde o bílý prášek tající při 851 °C. Ve vodě se snadno rozpouští za uvolnění hydratačního tepla.Krystalizacíza laboratorní teploty lze získat nejdůležitějšíhydrát, tzv. krystalovou sodu (Na2CO3·10H2O) –uhličitan sodný, dekahydrát. Vodné roztoky sody jsou silnězásaditéz důvoduhydrolytickéhoštěpení (je to sůl silné zásady a slabékyseliny). Soda se synteticky vyrábí ve velkém množství zchloridu sodnéhoSolvayovým procesem.
Soda patří k nejdůležitějším produktůmchemického průmyslu. Nachází využití v rozmanitých výrobách, jako např. v keramice, textilním průmyslu (barvení a zpracování bavlny), při výrobě mýdel, ve sklářství, při výroběbuničiny, v pracích a odmašťovacích prostředcích, v chemickém průmyslu jako levná alkálie atd. Současná výroba sody na světě přesáhla 32 mil. t/rok.
Soda je známa od nepaměti. Již ve starém Egyptě byla k dispozici přírodní usazenina obsahující 4 % Na2CO3a 25 % NaHCO3, která se používala např. při mumifikaci. Do 18. století byla soda vyráběna spalováním rostlin rostoucích na mokrých a slaných půdách. Popel byl potékalcinována vyluhován. Vzniklý produkt obsahující podle provenience od 3 do 30 % Na2CO3, byl drahý a dostupný jen v omezeném množství. V 18. století se zvýšila poptávka zejména po skle, mýdle a textilu a dostupné zdroje sody přestaly dostačovat. Proto r. 1775 Francouzská akademie věd vyhlásila soutěž o nejlepší postup, jak z dostupných surovin vyrobit sodu. Soutěž vyhrál francouzský lékařNicolas Leblanc, který založil první výrobnu sody podle svého postupu, která však zkrachovala a vynálezce skončil sebevraždou v chudobinci.
Leblancův postup byl realizován v Anglii, která nutně potřebovala sodu na zpracování bavlny dovážené z kolonií. První anglická výrobna byla uvedena do provozu r. 1829. Výroba sody Leblancovým postupem dosáhla vrcholu kolem r. 1880, kdy Anglie produkovala ročně 500 t a zbytek světa 250 t. Výroba sody Leblancovým postupem potom začala upadat, protože byl průmyslově realizován energeticky výhodnější Solvayův postup, který produkoval méně odpadů a poskytoval kvalitnější sodu. BelgičanErnest Solvayvyřešil problém jak obrátit směr reakce a technicky postup realizoval. V r. 1865 již byla v Belgii první výrobna sody s kapacitou 1,5 t/den. V Německu byla první Solvayova jednotka uvedena do provozu r. 1880. Solvayův proces zcela vytlačil Leblancův postup počátkem 20. let 20. století a r. 1923 byla zastavena poslední výrobna sody postupem podle Leblanca.
Po 2. světové válce nabyla na důležitosti výroba sody z minerálutrona, Na2CO3.NaHCO3.2H2O, který byl objeven r. 1937. Výroba z trony je ekologická, investičně málo náročná a poskytuje levný produkt. V USA jsou dnes v provozu jen čtyři Solvayovy jednotky a většina sody je vyráběna z trony. Jelikož v Evropě není trona k dispozici, vyrábí se zde soda stále Solvayovým postupem. Výroba sody z trony kryje přibližně 30 % její celosvětové spotřeby.
Přestože jediná výrobna sody Solvayovým postupem na českém území ukončila činnost počátkem 90. let, nelze tuto technologii pominout. Zavedení výroby sody Leblancovým postupem totiž představuje počátek chemické technologie. Pro průmyslovou realizaci postupu bylo třeba vyvinout nová, do té doby neznámá, zařízení a postupy, jako např. absorbéry, rotační pec, protiproudé vyluhování, která se v mírně modifikované formě používají dodnes. Solvayův postup byl zase prvním cyklickým procesem omezujícím vznik odpadních látek na dosažitelné minimum.
Soda se používá při výroběskla,papíruadetergentů. Časté je i použití jako prostředku pro vytvoření zásaditého prostředí.
V domácnosti je soda používána jako změkčovadlo vody. Váže iontyhořčíkuavápníkuza vzniku patřičných nerozpustných uhličitanů. Bez jejího použití by bylo nutné použít nadbytečné množství pracího prostředku.
Soda je často používána ve fotografických procesech jakopHregulátor k zajištění stabilního zásaditého prostředí nutného pro správnou funkcivývojek.
Zajímavostí je, že se během historie používal jako přísada do nejrůznějšíchantikoncepčníchsměsí. Ve starém Egyptě (zmínka z písemnosti z období XII. dynastie) se používala pasta z včelího medu a uhličitanu sodného. V Římě za císařůTraianaaHadrianase zase míchal s dření fíků. Tyto směsi měly po natřenípochvyzabránit otěhotnění.
Soda je rozpustná vevodě, 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 kmumifikacia k výrobě skla. Uhličitan sodný se vyskytuje ve formě tří hydrátů: Dekahydrátu, heptahydrátu a monohydrátu.
Existují dva základní výrobní postupy pro výrobu sody – Solvayův a Leblancův proces.
V roce1861belgický chemikErnest Solvayobjevil metodu na přeměnuchloridu sodnéhona uhličitan sodný za použitíamoniaku. Postup spočívá v tvorbě poměrně málo rozpustnéhohydrogenuhličitanu sodného(NaHCO3) reakcí hydrogenuhličitanu amonného a chloridu sodného ve vodném roztoku:
Technicky se postupuje tak, že se do téměř nasyceného roztoku NaCl zavádí nejprveamoniaka potéoxid uhličitý. Vzniklý hydrogenuhličitan sodný se odfiltruje a zahříváním (kalcinací) převede na uhličitan sodný (kalcinovanou sodu):
Takto získaný oxid uhličitý se znovu odvádí zpět do výroby. Vzniklýchlorid amonnýje podroben reakci shydroxidem vápenatýmza vzniku odpadníhochloridu vápenatéhoa uvolnění amoniaku který je znovu použit ve výrobě.
Tento způsob výroby byl vypracován r.1791Leblancemna základě ceny vypsané francouzskou Akademií.
Na chlorid sodný se působí koncentrovanoukyselinou sírovouza vznikusíranu sodnéhoa kyseliny chlorovodíkové.
Síran sodný se poté smísí suhličitanem vápenatým(vápencem) auhlíma taví se v peci. Během pálení probíhá tato reakce:
Z vychladlé taveniny je poté uhličitan sodný vyloužen vodou.
Technické informace o výrobách jsou čerpány z Anorganické chemie I., Heinricha Remyho, rok vydání 1961