சோடியம் கார்பனேட்டு

சோடியம் கார்பனேட்டு (Sodium carbonate) என்பது , Na2CO3 என்ற மூலக்கூற்று வாய்ப்பாடு கொண்ட ஒரு கனிம வேதியியல் சேர்மமாகும். சலவை சோடா, சாம்பல் சோடா, சோடா படிகங்கள் என்ற பெயர்களாலும் இது அழைக்கப்படுகிறது. இதனுடைய ஒற்றை நீரேற்று வடிவம் படிகக் கார்பனேட்டு எனப்படுகிறது. கார்பானிக் அமிலத்தினுடைய சோடியம் உப்பு சோடியம் கார்பனேட்டு எனப்படுகிறது. நீரில் இது கரைகிறது.

படிகத் தன்மை கொண்ட பதின் நீரேற்றாக சோடியம் கார்பனேட்டு பொதுவாகத் தோன்றுகிறது. இப்படிகம் உடனடியாக நீர்கக்கி மலர்ச்சியடைந்து வெண்மை நிறத் தூளாக மாறுகிறது. இத்தூள் ஒரு ஒற்றை நீரேற்றாகும். தூய்மையான சோடியம் கார்பனேட்டு வெண்மை நிறங் கொண்டதாகும். நெடியில்லாத தூளாகக் காணப்படும் இச்சேர்மம் காற்றிலுள்ள ஈரப்பதத்தை உறிஞ்சிக் கொள்ளும் தன்மை கொண்டதாகும். காரச்சுவை கொண்ட சேர்மமாக இருப்பதால் நீரில் கரைந்து கரைசலாகும் போது இது காரக் கரைசலாகிறது. சோடியம் கார்பனேட் ஒரு நீர் மென்மைப்படுத்தி என்பதால் அது தினசரி உபயோகத்திற்காகப் பயன்படுத்தப்பட்டு வீடுகளிலும் அறியப்படுகிறது. மத்திய கிழக்கு நாடுகளில் வளரும் தாவரங்கள், இசுக்காட்லாந்து நாட்டில் வளரும் கெல்ப் என்னும் ஒருவகையான கடற்பாசி, எசுப்பானிய நாட்டு இருந்து கடற்பாசி போன்ற சோடியம் நிறைந்த மண்ணில் வளர்ந்து வரும் தாவரங்களின் சாம்பலில் இருந்து சோடியம் கார்பனேட்டு பிரித்தெடுக்கப்பட்டதாக வரலாறு கூறுகிறது. ஏனெனில் இவ்வகை தாவரங்களை எரித்தால் கிடைக்கும் சாம்பல் மரக்கட்டையை எரித்துக் கிடைக்கும் சாம்பலில் இருந்து வேறுபட்டதாக இருந்தது. பின்னர் இது சாம்பல் சோடா என உணரப்பட்டது . சோடியம் குளோரைடு, சுண்ணாம்புக் கல் ஆகிய வேதிப் பொருள்களைப் பயன்படுத்தி சால்வே முறையில் செயற்கையாகத் தயாரிக்கப்படுகிறது.

பேரளவில் கண்ணாடி தயாரிக்க உதவுதல்  சோடியம் கார்பனேட்டின் மிக முக்கியமான பயன்பாடுகளில் ஒன்றாகும். சிலிக்காவை இளக்குகிற செயலை சோடியம் கார்பனேட்டு மேற்கொள்கிறது. சிறப்பாகத் தயாரிக்கப்பட்ட பொருள்கள் ஏதுமில்லாமல் வினைக் கலவையின் உருகுநிலையைக் தேவையான அளவுக்குக் குறைக்கிறது. இந்த சோடா கண்ணாடி சற்றே நீரில் கரையக்கூடியது என்பதால் உருகிய கலைவயுடன்  சிறிதளவு  கால்சியம் கார்பனேட்டு சேர்க்கப்பட்டு சோடா கண்ணாடி நீரில் கரையாத கண்ணாடியாக மாற்றப்படுகிறது. இந்த வகையான கண்ணாடி சோடா சுண்ணாம்புக்  கண்ணாடி என்று அழைக்கப்படுகிறது. சோடா என்பது சோடியம் கார்பனேட்டையும் சுண்ணாம்பு என்பது கால்சியம் கார்பனேட்டையும் குறிக்கின்றன. சோடா சுண்ணாம்பு கண்ணாடியே பல நூற்றாண்டுகளாக கண்ணாடி என்ற பெயரில் பொதுவாக அழைக்கப்பட்டு வந்தது.

சோடியம் கார்பனேட்டு பல்வேறு அமைப்புகளில் ஒப்பீட்டளவில் வலிமையான காரமாக  பயன்படுத்தப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, பெரும்பாலான புகைப்பட நிலைநிறுத்தும் முகவர்கள் செயல்பட அவசியமான நிலையான கார நிபந்தனைகளை பராமரிக்க pH முறைப்படுத்தியாக சோடியம் கார்பனேட்டு பயன்படுத்தப்படுகிறது. தண்ணீரில் கரைக்கும் போது இதுவொரு காரமாக செயல்படுகிறது. வலிமை குறைந்த கார்பானிக் அமிலத்திலும், வலிமையான காரமான சோடியம் ஐதராக்சைடிலும் இது பிரிகை அடைகிறது. சோடியம் கார்பனேட்டு கரைசல் அலுமினியம் போன்ற உலோகங்களுடன் வினைபுரிந்து ஐதரசனை வெளிவிடுகிறது.

நீச்சல் குளங்களில் உள்ள தண்ணிரில் பொதுவாகச் சேர்க்கப்படும் சேர்க்கைப் பொருள்களில் இதுவும் ஒன்றாகும். தண்ணிரின் pH அளவை உயர்த்துவதற்காக இது சேர்க்கப்படுகிறது. அமிலம் கொண்டுள்ள பிற சேர்க்கைப் பொருள்கள் அல்லது குளோரின் மாத்திரைகள் சேர்ப்பதன் மூலம் pH அளவை குறைத்துக் கொள்ள முடியும்.

சமையலில் குறிப்பாக செருமானிய வகை உணவு தயாரிக்கும் சில நேரங்களில் சோடியம் ஐதராக்சைடு கடுங்காரம் பயன்படுத்துவதற்குப் பதிலாக சோடியம் கார்பனேட்டு பயன்படுத்துகிறார்கள். உணவின் மேற்பகுதி பழுப்பாக நிறம் மாறுவதற்கும் அம்மேற்பகுதியின் pH அளவை மாற்றுவதற்கும் இது சேர்க்கப்படுகிறது.

கொதிக்கும் நீரில் சேர்க்கப்படும் சோடியம் கார்பனேட்டு விலங்குகளின் எலும்புகளில் இருந்து சதையை நீக்குகிறது. தோற்பாவை கலை, கல்வி நிலையங்களுக்கு பாடம் செய்தல் போன்ற செய்ல்களுக்கு சோடியம் கார்பனேட்டு பயன்படுகிறது.
வேதியியலில் சோடியம் கார்பனேட்டு ஒரு மின்பகுளியாகப் பயன்படுகிறது. மின்னாற்பகுப்பு என்பது உப்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்டு நிகழ்வதாகும். மின்னாற்பகுப்பு செயல்முறையில் சோடியம் கார்பனேட்டு மின்சாரத்தை நன்கு கடத்துகிறது. குளோரின் அயனிகளைப் போல குளோரின் வாயுவை உருவாக்கி மின்வாயை அரிக்காமல் கார்பனேட்டு அயனிகள் செயல்படுகின்றன. அமிலக்கார தரம்பார்த்தல் ஆய்வுகளில் இது தொடக்கநிலை தரங்காட்டியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

பயன்பாடு

 கண்ணாடி, காகிதம், ரேயான் இழை, சோப்புகல், அழுக்கு நீக்கிகள்  போன்றவற்றை தயாரிக்க சோடியம் கார்பனேட்டு பயன்படுகிறது. கண்ணாடி  உற்பத்தியில் சிலிக்காவின் உருகு நிலையைக் குறைக்க சோடியம் கார்பனேட்டு  பயன்படுத்தப்படுகின்றது. 
 தண்ணீரை மென்னீராக்கவும் இதை பயன்படுத்துகிறார்கள். கடின நீரில் இருக்கும் கால்சியம் மக்னீசியம் போன்ற உப்புகளை இது வீழ்படிவாக்குகிறது. 
 இ500 என்ற பெயருடன் உணவு சேர்க்கை பொருளாக சோடியம் கார்பனேட்டை பயன்படுத்துகிறார்கள் இது உணவின் அமிலத்தன்மையை முறைப்படுத்துகிறது. 
 குளிர்பான தூள்கள் தயாரிப்பில் சோடியம் கார்பனேட்டு பயன்படுத்தப்படுகிறது.
 சீனாவில் கடும் காரத்திற்குப் பதிலாக இதைப் பயன்படுத்துகிறார்கள். 
 செங்கல் சூலைகளில் இது ஈரமாக்கும் முகவராக  பயன்படுத்தப்படுகிறது.
 பற்பசைகளில் நுரைக்கும் முகவராக இதைப் பயன்படுத்துகிறார்கள்.

உற்பத்தி
 சால்வே முறை 

1861 ஆம் ஆண்டில் பெல்சியம் நாட்டைச் சேர்ந்த தொழிற்சாலை வேதியியலாளர் எர்னசுட்டு சால்வே சோடியம் கார்பனேட்டு தயாரிக்கும் ஒரு முறையை உருவாக்கினார். இம்முறையில் அமோனியாவைப் பயன்படுத்தி சோடியம் குளோரைடை சோடியம் கார்பனேட்டாக மாற்ற முயன்றார். சால்வே செயல்முறை ஓர் உள்ளீடற்ற கோபுரத்தில் நிகழ்கிறது. கோபுரத்தின் அடியில் சுண்ணாம்புக் கல் எனப்படும் கால்சியம் கார்பனேட்டு சூடுபடுத்தப்படுகிறது. கார்பன் டை ஆக்சைடு வெளியேறுகிறது.

CaCO3 → CaO + CO2

கோபுரத்தின் உச்சியில் அடர்த்தியான சோடியம் குளோரைடு மற்றும் அமோனியா கரைசல் கோபுரத்தினுள் செலுத்தப்படுகிறது. கார்பன் டை ஆக்சைடு குமிழ்கள் வெளியேறும் போது இக்கரைசல் வழியாக வெளியேறுகிறது. இதனால் சோடியம் பைகார்பனேட்டு வீழ்படிவாகிறது.

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

சோடியம் பை கார்பனேட்டு சூடுபடுத்தப்பட்டு அது சோடியம் கார்பனேட்டு, நீர், கார்பன் டை ஆக்சைடாக மாறுகிறது.

2 NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2

அதே சமயத்தில் உடன் விளைபொருளான அமோனியம் குளோரைடிலிருந்து அமோனியா மறு உருவாக்கம் மூலம் உருவாக்கப்படுகிறது.  
CaO + H2O → Ca(OH)2
Ca(OH)2 + 2 NH4Cl → CaCl2 + 2 NH3 + 2 H2O

 லெப்லாங்கு முறை  

இம்முறை 1791 ஆம் ஆண்டு பிரான்சு நாட்டைச் சேர்ந்த நிக்கோலசு லெப்லாங்கு என்பவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டு காப்புரிமை பெறப்பட்டது. இம்முறையில் சோடியம் குளோரைடு, கந்தக அமிலம், கால்சியம் கார்பனேட்டு முதலியன பயன்படுத்தப்பட்டன. முதலில் சோடியம் குளோரைடு கந்தக அமிலத்துடன் சேர்க்கப்பட்டு கொதிக்க வைக்கப்படுகிறது. சோடியம் சல்பேட்டும் ஐதரசன் குளோரைடு வாயுவும் உருவாகின்றன.

2 NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2 HCl

பின்னர் சோடியம் சல்பேட்டுடன் கால்சியம் கார்பனேட்டு, நிலக்கரி முதலியவை கலக்கப்பட்டு  சூடாக்கப்படுகிரது. கால்சியம் சல்பைடும் கார்பன் டை ஆக்சைடும் உருவாகின்றன.

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

சாம்பல் மற்றும் தண்ணிருடன் சோடியம் கார்பனேட்டு பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது. பின்னர் தண்ணீர் ஆவியாக்கப்பட்டு நீக்கப்படுகிறது.
1880 களின் பிற்பகுதிவரை இத்தயாரிப்பு முறையிலேயே சோடியம் கார்பனேட்டு தயாரிக்கப்பட்டது. லெப்லாங்கு முறையில் உற்பத்தியாகும் ஐதரோ குளோரிக் அமிலமும் உடன் விளைபொருளாக கிடைக்கும் கால்சியம் சல்பைடும் சுற்றுச் சூழல் மாசாவதற்கு காரணமாக இருக்கின்றன.

 அவ்வு தீபாங்கு செயல்முறை 

இம்முறை 1930ஆம் ஆண்டு சீனாவைச் சேர்ந்த அவ்வு தீபாங்கு  என்பவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. உடன் விளைபொருளாகக் கிடைக்கும் கார்பன் டை ஆக்சைடை நிறைவுற்ற சோடியம் குளோரைடு மற்றும் அமோனியா கரைசலின் வழியாகச் செலுத்துவதால் சோடியம் பை கார்பனேட்டு உருவாகிறது.

CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2
3H2 + N2 → 2NH3
NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3
NH4HCO3 + NaCl → NH4Cl + NaHCO3

பின்னர் சால்வே முறையின் கடைசி படிநிலை போல சோடியம் பை கார்பனேட்டு வீழ்படிவாக சேகரிக்கப்பட்டு அதிலிருந்து தூய்மையான சோடியம் கார்பனேட்டு தயாரிக்கப்படுகிறது.

மேற்கோள்கள்

பகுப்பு:உப்புகள்
பகுப்பு:கார்பனேட்டுகள்
பகுப்பு:வீட்டு வேதிப்பொருள்கள்
பகுப்பு:சோடியம் சேர்மங்கள்
பகுப்பு:ஒளிப்படக்கலை வேதிப்பொருட்கள்