Natriumkarbonaatti

**Natriumkarbonaatti** eli **sooda** (Na2CO3) on natrium- ja karbonaatti-ionien muodostama ioniyhdiste eli hiilihapon natriumsuola. Muun muassa leivonnassa käytetty sooda eli ruokasooda on kuitenkin kemiallisesti natriumvetykarbonaattia (NaHCO3).

Soodaa käytetään EU:ssa elintarvikkeissa E-koodilla **E500(i)** happamuudensäätöaineena.

Sooda voi olla kidevedetöntä, jonka luonnosta löytyvää mineraalimuotoa kutsutaan *natriitiksi*. Sillä on myös kaksi yleistä hydraattimuotoa: monohydraatti ja dekahydraatti. Luonnon monohydraattimineraali on nimeltään *termonatriitti* ja dekahydraatti on *natron*.

## Ominaisuudet
Kidevedetön natriumkarbonaatti (Na2CO3) on kiderakenteeltaan monokliininen. Sen sulamispiste on 851&nbsp;°C, mutta se alkaa hajota hiilidioksidiksi ja natriumoksidiksi (Na2O) jo 400&nbsp;°C:n lämpötilassa. Natriumkarbonaatti liukenee veteen lämpöä vapauttaen emäksisiksi vesiliuoksiksi. Happoihin se liukenee hiilidioksidia vapauttaen. Kidevedetöntä muotoa kutsutaan myös soodatuhkaksi ja kalsinoiduksi soodaksi.

Natriumkarbonaattimonohydraatti (Na2CO3 · H2O) muodostaa ortorombisia värittömiä kiteitä. Sen CAS-numero on 5968-11-6, moolimassa 124,005&nbsp;g/mol, tiheys 2,25&nbsp;g/cm3 ja se hajoaa 100&nbsp;°C:n lämpötilassa muuttuen kidevedettömäksi soodaksi. Se on vesiliukoinen, vähäliukoisempi glyseroliin ja liukenematon etanoliin. Sen vesiliuokset ovat emäksisiä.

Natriumkarbonaattidekahydraatti (Na2CO3 · 10 H2O) muodostaa läpinäkyviä kiteitä. Sen CAS-numero on 6132-02-1, moolimassa 286,142&nbsp;g/mol, tiheys 1,46&nbsp;g/cm3, se hajoaa 35&nbsp;°C:n lämpötilassa ja kuivuu huoneenlämmössä avoimissa astioissa vähemmän hydratoituneisiin muotoihin. Sen vesiliuokset ovat emäksisiä.

## Käyttö
Soodaa käytetään muun muassa lasien (esim. soodalasin), saippuoiden, pesuaineiden, paperin ja sellun valmistukseen sekä veden pehmentämiseen. Sitä käytetään myös yleisenä laboratorioreagenssina, analyyttisessä kemiassa ja muiden natriumsuolojen valmistuksessa.

## Valmistus
Soodaa on saatu kautta historian ja saadaan edelleen lähinnä troona-mineraalista. 2016 maailmanlaajuisesti tuotetusta soodasta kuitenkin 74 % tuotettiin kemiallisilla synteesimenetelmillä.     

Soodaa valmistetaan kaupallisesti esimerkiksi kalsiumkarbonaatista (CaCO3) ja natriumkloridista (NaCl) Solvayn menetelmällä, jonka kokonaisreaktio on   
:CaCO3 + 2 NaCl → Na2CO3 + CaCl<sub>2</sub>
Menetelmä alkaa kalsiumkarbonaatin kalsinaatiolla ja jatkuu hydraatiolla   
:CaCO3 → CaO + CO2
:CaO + H2O → Ca(OH)2   
Natriumkloridi (NaCl) reagoi hiilidioksidin (CO2) kanssa ammoniakin (NH3) läsnä ollessa muodostaen salmiakkia (NH4Cl) ja natriumvetykarbonaattia (NaHCO3), joka hajoaa natriumkarbonaatiksi, vedeksi ja hiilidioksidiksi. Aiemmin syntynyt kalsiumhydroksidi (Ca(OH)2) reagoi salmiakin kanssa kalsiumkloridiksi (CaCl2), ammoniakiksi ja vedeksi. Reaktiot ovat:   
:2 NaCl + 2 CO2 + 2 NH3 + 2 H2O → 2 NaHCO3 + 2 NH4Cl
:2 NaHCO3 → **Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>** + H2O + CO2   
:Ca(OH)2 + 2 NH4Cl → CaCl2 + 2 NH3 + 2 H2O

Soodaa on historiallisesti valmistettu kaupallisesti myös Leblanc-menetelmällä. Tässä natriumkloridi muunnetaan rikkihapon avulla natriumsulfaatiksi (Na2SO4) ja suolahapoksi. Natriumsulfaatin annetaan reagoida hiilen (C) ja kalsiumkarbonaatin kanssa ns. mustaksi tuhkaksi, josta sooda saatiin huuhtomalla erilleen. Reaktiot ovat   
:Na2SO4 + 2 C + CaCO3 → Na2CO3 + CaS + 2 CO2   
Ennen kemiallisia synteesejä 1700-luvun puoleenväliin asti soodaa saatiin myös uuttamalla merilevien ja kasvien tuhkasta. Lähteitä ovat olleet esimerkiksi *[[Salsola soda]]* -otakilokkilaji, rakkohauru, sahalevä ja solmulevä.

## Lähteet

## Aiheesta muualla

* 
* OECD: Sodium carbonate CAS N°: 497-19-8  (pdf) 
* PubChem: Sodium carbonate 
* KEGG: Sodium carbonate