كربونات الصوديوم

كربونات الصوديوم
الأسماء
	اسم الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية كربونات الصوديوم
	أسماء أخرى رماد الصودا، صودا الغسيل، بلورات الصودا، ثلاثي أكسوكربونات الصوديوم
المعرفات
رقم CAS	497-19-8 (لا مائي) ; 5968-11-6 (أحادي الهيدرات) ; 6132-02-1 (عشرة هيدرات) ;
نموذج ثلاثي الأبعاد ( JSmol )	صورة تفاعلية;
تشيبي	تشيبي:29377 ;
المختبر الكيميائي الأوروبي	الكيمياء الحيوية الأوروبية 186314 ;
كيم سبايدر	9916 ;
بطاقة معلومات وكالة المواد الكيميائية الأوروبية	100.007.127
رقم EC	207-838-8;
رقم E	E500(i) (منظمات الحموضة، ...)
معرف PubChem	10340;
رقم RTECS	في زد4050000;
جامعة يوني	45P3261C7T ; 2A1Q1Q3557 (أحادي الهيدرات) ; LS505BG22I (عشرة هيدرات) ;
لوحة معلومات CompTox ( EPA )	رقم تعريف DTXSID1029621;
	إنتشي InChI=1S/CH2O3.2Na/c2-1(3)4;;/h(H2,2,3,4);;/q;2+1/p-2 المفتاح: CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L ; InChI=1/NaHCO3.2Na/c2-1(3)4;;/h(H2,2,3,4);;/q;2+1/p-2 المفتاح: CDBYLPFSWZWCQE-NUQVWONBAP;
	الابتسامات [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O;
ملكيات
الصيغة الكيميائية	نا 2 كو 3
الكتلة المولية	105.9888 جم/مول (خالي من الماء) ; 286.1416 جم/مول (عشرة هيدرات)
مظهر	مادة صلبة بيضاء، ماصة للرطوبة
رائحة	عديم الرائحة
كثافة	2.54 جم/سم 3 (25 درجة مئوية، لا مائي); 1.92 جم/سم 3 (856 درجة مئوية); 2.25 جم/سم 3 (أحادي الهيدرات) ; 1.51 جم/سم 3 (سباعي هيدرات); 1.46 جم/سم 3 (عشرة هيدرات) ;
نقطة الانصهار	851 درجة مئوية (1,564 درجة فهرنهايت؛ 1,124 كلفن) (لا مائي) ; 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت؛ 373 كلفن) ; يتحلل (أحادي الهيدرات) ; 33.5 درجة مئوية (92.3 درجة فهرنهايت؛ 306.6 كلفن) ; يتحلل (سباعي الهيدرات) ; 34 درجة مئوية (93 درجة فهرنهايت؛ 307 كلفن) ; (عشرة هيدرات)
الذوبان في الماء	لا مائي، جرام/100 مل: 7 (0 درجة مئوية); 16.4 (15 درجة مئوية); 34.07 (27.8 درجة مئوية); 48.69 (34.8 درجة مئوية); 48.1 (41.9 درجة مئوية); 45.62 (60 درجة مئوية); 43.6 (100 درجة مئوية) ;
الذوبان	قابل للذوبان في القلويات المائية ، الجلسرين; قابل للذوبان قليلاً في الكحول المائي; غير قابل للذوبان في CS 2 ، الأسيتون ، أسيتات الألكيلات ، الكحول، بنزونيتريل ، الأمونيا السائلة
الذوبان في الجلسرين	98.3 جرام/100 جرام (155 درجة مئوية)
الذوبان في الإيثانديول	3.46 جرام/100 جرام (20 درجة مئوية)
الذوبان في ثنائي ميثيل فورماميد	0.5 جرام/كجم
الحموضة ( pKa )	10.33
القابلية المغناطيسية (χ)	−4.1·10 −5 سم 3 /مول
معامل الانكسار ( nD )	1.485 (لا مائي) ; 1.420 (أحادي الهيدرات) ; 1.405 (عشرة هيدرات)
اللزوجة	3.4 سنتي بواز (887 درجة مئوية)
بناء
البنية البلورية	أحادي الميل (شكل γ، شكل β، شكل δ، لا مائي) ; معيني الشكل (أحادي الهيدرات، سباعي الهيدرات)
مجموعة الفضاء	C2/m، رقم 12 (شكل-γ، لا مائي، 170 كلفن) ; C2/m، رقم 12 (شكل-β، لا مائي، 628 كلفن) ; P2 1 /n، رقم 14 (شكل-δ، لا مائي، 110 كلفن) ; Pca2 1 ، رقم 29 (أحادي الهيدرات) ; Pbca، رقم 61 (سباعي الهيدرات)
مجموعة النقاط	2/م (شكل غاما، شكل بيتا، شكل دلتا، لا مائي) ; مم2 (أحادي الهيدرات) ; 2/م 2/م 2/م (سباعي الهيدرات)
ثابت الشبكة	أ = 8.920(7) Å، ب = 5.245(5) Å، ج = 6.050(5) Å (شكل γ، لا مائي، 295 كلفن) α = 90°، β = 101.35(8)°، γ = 90°
هندسة الإحداثيات	ثماني السطوح (Na + ، لا مائي)
الكيمياء الحرارية
السعة الحرارية ( ج )	112.3 جول/مول·ك
; الإنتروبيا المولية القياسية ( S ⦵ 298 )	135 جول/مول·ك
المحتوى الحراري الانحرافي ; للتكوين (Δ f H ⦵ 298 )	−1130.7 كيلوجول/مول
طاقة جيبس الحرة ( ΔfG⦵ )	-1044.4 كيلوجول/مول
المخاطر
	السلامة والصحة المهنية (OHS/OSH):
المخاطر الرئيسية	مهيج
	تصنيف GHS :
الصور التوضيحية
كلمة الإشارة	تحذير
بيانات المخاطر	ح319
بيانات تحذيرية	ص305+ص351+ص338
NFPA 704 (الماس الناري)	2 0 0
	الجرعة القاتلة أو التركيز (LD, LC):
LD 50 ( الجرعة المتوسطة )	4090 ملغ/كغ (جرذان، عن طريق الفم)
ورقة بيانات السلامة (SDS)	ورقة بيانات سلامة المواد
المركبات ذات الصلة
الأنيونات الأخرى	بيكربونات الصوديوم
كاتيونات أخرى	كربونات الليثيوم ; كربونات البوتاسيوم ; كربونات الروبيديوم ; كربونات السيزيوم
المركبات ذات الصلة	كربونات الصوديوم الثلاثية ; كربونات الصوديوم فوق الكربونات
	باستثناء ما هو مذكور خلافًا لذلك، يتم تقديم البيانات للمواد في حالتها القياسية (عند 25 درجة مئوية [77 درجة فهرنهايت]، 100 كيلو باسكال). التحقق ( ما هو ؟) مراجع صندوق المعلومات

كربونات الصوديوم (المعروفة أيضًا باسم صودا الغسيل ورماد الصودا وبلورات الصودا ) هي مركب غير عضوي _له الصيغة Na2CO3 وهيدرات مختلفة . جميع أشكاله عبارة عن أملاح بيضاء عديمة الرائحة وقابلة للذوبان في الماء تنتج محاليل قلوية في الماء. تاريخيًا، تم استخراجه من رماد النباتات المزروعة في تربة غنية بالصوديوم، ولأن رماد هذه النباتات الغنية بالصوديوم كان مختلفًا بشكل ملحوظ عن رماد الخشب (الذي كان يستخدم في السابق لإنتاج _{البوتاس} ) ، أصبح كربونات الصوديوم يُعرف باسم "رماد الصودا". ^[12] يتم إنتاجه بكميات كبيرة من كلوريد الصوديوم والحجر الجيري بواسطة عملية سولفاي ، وكذلك عن طريق كربنة هيدروكسيد الصوديوم المصنوع باستخدام عملية الكلور القلوي .

يرطب

يتم الحصول على كربونات الصوديوم على شكل ثلاث هيدرات وعلى شكل ملح لا مائي:

كربونات الصوديوم العشارية الهيدرات ( النطرون _{)، Na2CO3·10H2O}، والتي _تتدفق بسهولة _لتكوين أحادي الهيدرات .
كربونات الصوديوم سباعي _{الهيدرات} (غير معروف في شكل معدني)، _Na2CO3 · 7H2O _.
كربونات الصوديوم أحادية الهيدرات ( _{ثيرموناتريت}) ، _Na2CO3 ·H2O _. وتعرف أيضًا باسم كربونات البلورة .
يتم تكوين كربونات الصوديوم اللامائية (ناتريت)، والمعروفة أيضًا باسم الصودا المحروقة، عن طريق تسخين الهيدرات. كما يتم تكوينها عند تسخين كربونات الصوديوم الهيدروجينية (محروقة) على سبيل المثال في الخطوة الأخيرة من عملية سولفاي .

تتكون العشارية المائية من محاليل مائية تتبلور في نطاق درجات حرارة يتراوح بين -2.1 إلى +32.0 درجة مئوية، والسباعية المائية في النطاق الضيق من 32.0 إلى 35.4 درجة مئوية، وفوق هذه الدرجة تتشكل أحادي الهيدرات. ^[13] في الهواء الجاف تفقد العشارية المائية والسباعية المائية الماء لإعطاء أحادي الهيدرات. وقد تم الإبلاغ عن هيدرات أخرى، على سبيل المثال مع 2.5 وحدة من الماء لكل وحدة كربونات الصوديوم ("نصف هيدرات خماسي"). ^[14]

صودا الغسيل

كربونات الصوديوم العشارية الهيدرات ( Na2CO3 _· 10H2O ₎ والمعروفة أيضًا باسم صودا الغسيل هي أكثر هيدرات كربونات الصوديوم شيوعًا والتي تحتوي على 10 جزيئات من ماء التبلور . يذوب _رماد الصودا في الماء ويتبلور للحصول على صودا الغسيل.

${\ce {Na2CO3 + 10H2O -> Na2CO3.10H2O}}$

وهو أحد كربونات المعادن القليلة القابلة للذوبان في الماء.

التطبيقات

تتضمن بعض التطبيقات الشائعة لكربونات الصوديوم ما يلي:

كعامل تنظيف للأغراض المنزلية مثل غسل الملابس. كربونات الصوديوم هي أحد مكونات العديد من مساحيق الصابون الجاف. لها خصائص منظفة من خلال عملية التصبين ، والتي تحول الدهون والشحوم إلى أملاح قابلة للذوبان في الماء (على وجه التحديد، الصابون). ^[15]
يتم استخدامه لخفض عسر الماء ^[16] (انظر § تليين الماء).
يتم استخدامه في صناعة الزجاج ، ^[17] والصابون ، ^[17] والورق ( انظر § صناعة الزجاج).
يتم استخدامه في تصنيع مركبات الصوديوم مثل البوراكس (بورات الصوديوم).

صناعة الزجاج

يعمل كربونات الصوديوم كمواد مساعدة لسيليكا (SiO _{2 ، نقطة الانصهار 1713 درجة مئوية)، مما يخفض}نقطة انصهار الخليط إلى شيء يمكن تحقيقه بدون مواد خاصة. هذا "زجاج الصودا" قابل للذوبان في الماء بشكل معتدل، لذلك تتم إضافة بعض كربونات الكالسيوم إلى خليط الذوبان لجعل الزجاج غير قابل للذوبان. يتم تصنيع زجاج الزجاجات والنوافذ (" زجاج الصودا والجير " بدرجة حرارة انتقال ~570 درجة مئوية) عن طريق إذابة مثل هذه الخلطات من كربونات الصوديوم وكربونات الكالسيوم ورمل السيليكا ( ثاني أكسيد السيليكون (SiO ₂ )). عندما يتم تسخين هذه المواد، تطلق الكربونات ثاني أكسيد الكربون. بهذه الطريقة، يكون كربونات الصوديوم مصدرًا لأكسيد الصوديوم. كان زجاج الصودا والجير الشكل الأكثر شيوعًا للزجاج لعدة قرون. كما أنه مدخل رئيسي لتصنيع زجاج أدوات المائدة. ^[15]

تليين المياه

تحتوي المياه العسيرة عادةً على أيونات الكالسيوم أو المغنيسيوم. يتم استخدام كربونات الصوديوم لإزالة هذه الأيونات واستبدالها بأيونات الصوديوم. ^[16]

كربونات الصوديوم هي مصدر قابل للذوبان في الماء للكربونات. تشكل أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم رواسب صلبة غير قابلة للذوبان عند معالجتها بأيونات الكربونات :

Ca2 ⁺ + CO22-3 → CaCO3 ₍ ثانيا)

يتم تنقية الماء لأنه لم يعد يحتوي على أيونات الكالسيوم المذابة وأيونات المغنيسيوم. ^[16]

المواد المضافة للغذاء والطبخ

يستخدم كربونات الصوديوم في العديد من الاستخدامات في المطبخ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أنه قاعدة أقوى من صودا الخبز ( بيكربونات الصوديوم ) ولكنه أضعف من الغسول (الذي قد يشير إلى هيدروكسيد الصوديوم أو، بشكل أقل شيوعًا، هيدروكسيد البوتاسيوم ). تؤثر القلوية على إنتاج الجلوتين في العجين المعجن، كما تعمل أيضًا على تحسين اللون البني عن طريق تقليل درجة الحرارة التي يحدث عندها تفاعل ميلارد . للاستفادة من التأثير السابق، يعد كربونات الصوديوم أحد مكونات kansui (かん水) ، وهو محلول من الأملاح القلوية يستخدم لإعطاء نودلز الرامين اليابانية نكهتها المميزة وملمسها المطاطي؛ يتم استخدام محلول مماثل في المطبخ الصيني لصنع lamian ، لأسباب مماثلة. وبالمثل، يستخدم الخبازون الكانتونيون كربونات الصوديوم كبديل لماء الغسول لإعطاء كعك القمر قوامه المميز وتحسين اللون البني. في المطبخ الألماني (ومطبخ أوروبا الوسطى على نطاق أوسع)، يمكن معالجة الخبز مثل البريتزل ولفائف الغسول التي يتم معالجتها تقليديًا بالغسول لتحسين اللون البني باستخدام كربونات الصوديوم؛ لا ينتج كربونات الصوديوم لونًا بنيًا قويًا مثل الغسول، ولكنه أكثر أمانًا وأسهل في التعامل معه. ^[18]

يستخدم كربونات الصوديوم في إنتاج مسحوق الشربات . وينتج الإحساس بالبرودة والفوران عن التفاعل الماص للحرارة بين كربونات الصوديوم وحمض ضعيف، عادة حمض الستريك ، مما يؤدي إلى إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون، والذي يحدث عندما يتم ترطيب الشربات باللعاب.

كما يستخدم كربونات الصوديوم في صناعة الأغذية كمضاف غذائي (E500) كمنظم للحموضة، ومانع للتكتل ، وعامل رفع ، ومثبت. كما يستخدم في إنتاج السعوط لتثبيت درجة الحموضة للمنتج النهائي.

على الرغم من أنه أقل عرضة للتسبب في حروق كيميائية من الغسول، إلا أنه لا يزال يتعين توخي الحذر عند العمل مع كربونات الصوديوم في المطبخ، لأنه يسبب تآكل أواني الطهي والأواني والرقائق المصنوعة من الألومنيوم. ^[19]

تطبيقات أخرى

كما يستخدم كربونات الصوديوم كقاعدة قوية نسبيًا في مجالات مختلفة. وباعتباره قلويًا شائعًا، فهو مفضل في العديد من العمليات الكيميائية لأنه أرخص من هيدروكسيد الصوديوم وأكثر أمانًا في التعامل معه. كما أن اعتداله يجعل استخدامه في التطبيقات المنزلية أمرًا مرغوبًا بشكل خاص.

على سبيل المثال، يتم استخدامه كمنظم لدرجة الحموضة للحفاظ على الظروف القلوية المستقرة اللازمة لعمل غالبية عوامل تطوير الأفلام الفوتوغرافية . كما أنه مادة مضافة شائعة في حمامات السباحة ومياه الأحواض المائية للحفاظ على درجة الحموضة المطلوبة وصلابة الكربونات (KH). في الصباغة باستخدام الأصباغ التفاعلية مع الألياف، يتم استخدام كربونات الصوديوم (غالبًا تحت اسم مثل مثبت رماد الصودا أو منشط رماد الصودا) لضمان الارتباط الكيميائي المناسب للصبغة مع ألياف السليلوز (النباتية)، عادةً قبل الصباغة (للصباغة بالربط)، أو مخلوطًا بالصبغة (لطلاء الصبغة)، أو بعد الصباغة (للصباغة بالغمر). كما يتم استخدامه في عملية التعويم الرغوي للحفاظ على درجة حموضة مناسبة كمكيف عائم إلى جانب أكسيد الكالسيوم وغيره من المركبات القاعدية المعتدلة.

مقدمة لمركبات أخرى

غالبًا ما يتم إنتاج بيكربونات الصوديوم (NaHCO3 ₎ أو صودا الخبز، وهي أيضًا أحد مكونات طفايات الحريق، من كربونات الصوديوم. على الرغم من أن NaHCO3 _هو في حد ذاته منتج وسيط لعملية سولفاي، فإن التسخين اللازم لإزالة الأمونيا التي تلوثه يحلل بعض NaHCO3 _،_مما يجعل تفاعل Na2CO3 النهائي _مع CO2 أكثر _{اقتصادا} :

Na ₂ CO ₃ + CO ₂ + H ₂ O → 2NaHCO ₃

في تفاعل ذي صلة، يتم استخدام كربونات الصوديوم لصنع بيسلفيت الصوديوم (NaHSO3 ₎ ، والذي يستخدم في طريقة "الكبريتيت" لفصل اللجنين عن السليلوز. يتم استغلال هذا التفاعل لإزالة ثاني أكسيد الكبريت من غازات المداخن في محطات الطاقة:

Na ₂ CO ₃ + SO ₂ + H ₂ O → NaHCO ₃ + NaHSO ₃

لقد أصبح هذا التطبيق أكثر شيوعًا، خاصةً في الأماكن التي يتعين على المحطات فيها تلبية ضوابط الانبعاثات الصارمة.

يتم استخدام كربونات الصوديوم من قبل صناعة القطن لتحييد حمض الكبريتيك اللازم لإزالة الوبر من بذور القطن الغامضة.

كما يتم استخدامه لتشكيل كربونات المعادن الأخرى عن طريق التبادل الأيوني، غالبًا مع كبريتات المعادن الأخرى.

متنوع

يستخدم كربونات الصوديوم في صناعة الطوب كعامل ترطيب لتقليل كمية المياه اللازمة لاستخراج الطين. وفي الصب، يشار إليه باسم "عامل الترابط" ويستخدم للسماح للألجينات الرطبة بالالتصاق بالألجينات المتبلورة. يستخدم كربونات الصوديوم في معاجين الأسنان، حيث يعمل كعامل رغوي ومادة كاشطة، ولزيادة درجة حموضة الفم مؤقتًا.

كما يستخدم كربونات الصوديوم في معالجة ودباغة جلود الحيوانات. ^[20]

الخصائص الفيزيائية

تبلغ القيمة الحرارية المتكاملة لمحلول كربونات الصوديوم −28.1 كيلوجول/مول لمحلول مائي بنسبة 10% وزني/وزني. ^[21] تبلغ صلابة موس لكربونات الصوديوم أحادية الهيدرات 1.3. ^[6]

الوجود كمعادن طبيعية

كربونات الصوديوم قابلة للذوبان في الماء، ويمكن أن توجد بشكل طبيعي في المناطق القاحلة، وخاصة في الرواسب المعدنية ( المتبخرات ) التي تتكون عندما تتبخر البحيرات الموسمية. تم استخراج رواسب معدن النطرون من قيعان البحيرات الجافة في مصر منذ العصور القديمة، عندما كان النطرون يستخدم في تحضير المومياوات وفي التصنيع المبكر للزجاج.

الشكل المعدني اللامائي لكربونات الصوديوم نادر جدًا ويُسمى النتريت. يثور كربونات الصوديوم أيضًا من أول دوينيو لينجاي ، البركان الفريد في تنزانيا، ويُفترض أنه ثار من براكين أخرى في الماضي، ولكن بسبب عدم استقرار هذه المعادن على سطح الأرض، من المحتمل أن تتعرض للتآكل. تُعرف أيضًا الأشكال المعدنية الثلاثة لكربونات الصوديوم، بالإضافة إلى الترونا ، كربونات هيدروجين الصوديوم ثنائي الهيدرات، من الصخور البغماتيتية فائقة القلوية ، والتي توجد على سبيل المثال في شبه جزيرة كولا في روسيا.

خارج الأرض، كربونات الصوديوم المعروفة نادرة. تم تحديد الرواسب كمصدر للبقع المضيئة على سيريس ، وهي مادة داخلية تم جلبها إلى السطح. ^[22] في حين أن هناك كربونات على المريخ ، ومن المتوقع أن تشمل كربونات الصوديوم، ^[23] لم يتم تأكيد الرواسب بعد، يفسر البعض هذا الغياب على أنه يرجع إلى هيمنة عالمية لدرجة الحموضة المنخفضة في تربة المريخ المائية سابقًا . ^[24]

إنتاج

تم إنشاء الإجراء الكيميائي الأولي واسع النطاق في إنجلترا في عام 1823 لتصنيع رماد الصودا. ^[17]

التعدين

يتم استخراج الترونا ، المعروف أيضًا باسم ثنائي هيدروجين كربونات ثلاثي الصوديوم ( _{Na3HCO3CO3·2H2O} ) _،_في_عدة مناطق من الولايات المتحدة ويوفر كل استهلاك الولايات المتحدة تقريبًا من كربونات الصوديوم. جعلت الرواسب الطبيعية الكبيرة التي تم العثور عليها في عام 1938، مثل تلك الموجودة بالقرب من جرين ريفر ، وايومنغ ، التعدين أكثر اقتصادا من الإنتاج الصناعي في أمريكا الشمالية. توجد احتياطيات مهمة من الترونا في تركيا؛ ^[25] تم استخراج مليوني طن من رماد الصودا من الاحتياطيات بالقرب من أنقرة.

باريلا والطحالب

يمكن معالجة العديد من أنواع النباتات " المالحة " (المقاومة للملح) وأنواع الأعشاب البحرية لإنتاج شكل غير نقي من كربونات الصوديوم، وكانت هذه المصادر سائدة في أوروبا وأماكن أخرى حتى أوائل القرن التاسع عشر. تم حصاد النباتات الأرضية (عادةً نباتات الزجاج أو الأعشاب المالحة ) أو الأعشاب البحرية (عادةً أنواع الفوقس ) وتجفيفها وحرقها. ثم تم " تصفية " الرماد (غسله بالماء) لتكوين محلول قلوي. تم غلي هذا المحلول حتى يجف لإنشاء المنتج النهائي، والذي أطلق عليه "رماد الصودا"؛ هذا الاسم القديم جدًا مشتق من الكلمة العربية صودا ، والتي تُطبق بدورها على صودا سالسولا ، أحد الأنواع العديدة من نباتات الشاطئ التي يتم حصادها للإنتاج. "باريلا" هو مصطلح تجاري يُطبق على شكل غير نقي من البوتاسيوم يتم الحصول عليه من النباتات الساحلية أو عشب البحر . ^[26]

وقد تباين تركيز كربونات الصوديوم في رماد الصودا على نطاق واسع للغاية، من 2-3% للشكل المشتق من الأعشاب البحرية (" الطحالب ")، إلى 30% لأفضل أنواع الباريلا المنتجة من نباتات الملح في إسبانيا. وأصبحت مصادر النباتات والأعشاب البحرية لرماد الصودا، وكذلك للقلويات ذات الصلة " البوتاس " ، غير كافية بشكل متزايد بحلول نهاية القرن الثامن عشر، وتكثف البحث عن طرق تجارية مجدية لتصنيع رماد الصودا من الملح والمواد الكيميائية الأخرى. ^[27]

عملية لوبلانك

في عام 1792، حصل الكيميائي الفرنسي نيكولا لوبلانك على براءة اختراع لعملية إنتاج كربونات الصوديوم من الملح وحمض الكبريتيك والحجر الجيري والفحم. في الخطوة الأولى، تتم معالجة كلوريد الصوديوم بحمض الكبريتيك في عملية مانهايم . ينتج عن هذا التفاعل كبريتات الصوديوم ( كعكة الملح ) وكلوريد الهيدروجين :

2NaCl + H ₂ SO ₄ → Na ₂ SO ₄ + 2HCl

تم اختزال كعكة الملح والحجر الجيري المسحوق ( كربونات الكالسيوم ) عن طريق التسخين بالفحم . ^[15] يتضمن هذا التحويل جزأين. الأول هو تفاعل الكربون الحراري حيث يقوم الفحم، وهو مصدر للكربون ، باختزال الكبريتات إلى كبريتيد :

نا ₂ SO ₄ + 2C → نا ₂ S + 2CO ₂

المرحلة الثانية هي التفاعل لإنتاج كربونات الصوديوم وكبريتيد الكالسيوم :

Na2S + _CaCO3 → _Na2CO3 + _CaS

يُطلق على هذا الخليط اسم الرماد الأسود . يتم استخراج رماد الصودا من الرماد الأسود بالماء. ينتج عن تبخر هذا المستخلص كربونات الصوديوم الصلبة. تم تسمية عملية الاستخلاص هذه بالاستخلاص السائل .

كان حمض الهيدروكلوريك الناتج عن عملية لوبلانك مصدرًا رئيسيًا لتلوث الهواء، كما تسبب منتج كبريتيد الكالسيوم الثانوي في حدوث مشكلات تتعلق بالتخلص من النفايات. ومع ذلك، ظل هذا المنتج هو الطريقة الرئيسية لإنتاج كربونات الصوديوم حتى أواخر ثمانينيات القرن التاسع عشر. ^[27]^[28]

عملية سولفاي

في عام 1861، طور الكيميائي الصناعي البلجيكي إرنست سولفاي طريقة لصنع كربونات الصوديوم عن طريق تفاعل كلوريد الصوديوم والأمونيا والماء وثاني أكسيد الكربون أولاً لتوليد بيكربونات الصوديوم وكلوريد الأمونيوم : ^[15]

كلوريد الصوديوم + _NH3 + _CO2 + _H2O → _NaHCO3 + _NH4 Cl

تم بعد ذلك تحويل بيكربونات الصوديوم الناتجة إلى كربونات الصوديوم عن طريق تسخينها، مما أدى إلى إطلاق الماء وثاني أكسيد الكربون:

2NaHCO ₃ → Na ₂ CO ₃ + H ₂ O + CO ₂

وفي الوقت نفسه، تم تجديد الأمونيا من ناتج كلوريد الأمونيوم الثانوي عن طريق معالجته بالجير ( أكسيد الكالسيوم ) المتبقي من توليد ثاني أكسيد الكربون:

2NH4Cl + CaO _→_2NH3 + _CaCl2 + _H2O

تعيد عملية سولفاي تدوير الأمونيا. فهي تستهلك فقط المحلول الملحي والحجر الجيري، وكلوريد الكالسيوم هو منتجها الوحيد من النفايات. وهذه العملية أكثر اقتصادية بشكل كبير من عملية لوبلانك، التي تولد منتجين من النفايات، كبريتيد الكالسيوم وكلوريد الهيدروجين . وسرعان ما هيمنت عملية سولفاي على إنتاج كربونات الصوديوم في جميع أنحاء العالم. وبحلول عام 1900، تم إنتاج 90% من كربونات الصوديوم بواسطة عملية سولفاي، وأغلق آخر مصنع لعملية لوبلانك في أوائل عشرينيات القرن العشرين. ^[15]

الخطوة الثانية من عملية سولفاي، تسخين بيكربونات الصوديوم، تستخدم على نطاق صغير من قبل الطهاة في المنازل وفي المطاعم لصنع كربونات الصوديوم لأغراض الطهي (بما في ذلك البريتزل والمعكرونة القلوية ). هذه الطريقة جذابة لمثل هؤلاء المستخدمين لأن بيكربونات الصوديوم تباع على نطاق واسع باسم صودا الخبز، ودرجات الحرارة المطلوبة (250 درجة فهرنهايت (121 درجة مئوية) إلى 300 درجة فهرنهايت (149 درجة مئوية)) لتحويل صودا الخبز إلى كربونات الصوديوم يمكن تحقيقها بسهولة في أفران المطبخ التقليدية . ^[18]

عملية هو

تم تطوير هذه العملية بواسطة الكيميائي الصيني هو ديبانج في ثلاثينيات القرن العشرين. تم ضخ ثاني أكسيد الكربون الناتج عن عملية الإصلاح بالبخار في محلول مشبع من كلوريد الصوديوم والأمونيا لإنتاج بيكربونات الصوديوم من خلال هذه التفاعلات:

CH ₄ + 2 H ₂ O → CO ₂ + 4 H ₂

3 H2 + N2 _→ 2 NH3

NH ₃ + CO ₂ + H ₂ O → NH ₄ HCO ₃

NH ₄ HCO ₃ + NaCl → NH ₄ Cl + NaHCO ₃

تم جمع بيكربونات الصوديوم على شكل راسب بسبب ذوبانها المنخفض ثم تم تسخينها حتى حوالي 80 درجة مئوية (176 درجة فهرنهايت) أو 95 درجة مئوية (203 درجة فهرنهايت) لإنتاج كربونات الصوديوم النقية المشابهة للخطوة الأخيرة من عملية سولفاي. يضاف المزيد من كلوريد الصوديوم إلى المحلول المتبقي من الأمونيوم وكلوريدات الصوديوم؛ كما يتم ضخ المزيد من الأمونيا عند 30-40 درجة مئوية إلى هذا المحلول. ثم يتم خفض درجة حرارة المحلول إلى أقل من 10 درجات مئوية. تكون قابلية ذوبان كلوريد الأمونيوم أعلى من قابلية ذوبان كلوريد الصوديوم عند 30 درجة مئوية وأقل عند 10 درجات مئوية. وبسبب هذا الاختلاف في الذوبان المعتمد على درجة الحرارة وتأثير الأيون المشترك ، يترسب كلوريد الأمونيوم في محلول كلوريد الصوديوم.

الاسم الصيني لعملية هو، lianhe zhijian fa (联合制碱法)، يعني "طريقة التصنيع القلوي المقترنة": عملية هو مقترنة بعملية هابر وتوفر اقتصادًا أفضل للذرة من خلال القضاء على إنتاج كلوريد الكالسيوم، حيث لم تعد الأمونيا بحاجة إلى التجديد. يمكن بيع كلوريد الأمونيوم الناتج كسماد.

انظر أيضا

مؤشر كربونات الصوديوم المتبقية

مراجع

^ اي بي سي دي هاربر، جي بي (1936). أنتيبوف، يفغيني؛ بسمير، أولريش؛ هوبرتز، هوبرت. بيتريسيك، فاتسلاف؛ بوتجن، راينر. شمل ، وولفغانغ. تيكينك، إي آر تي؛ زو، شياو دونغ (محرران). “التركيب البلوري لمونوهيدرات كربونات الصوديوم، Na2CO3.H2O”. Zeitschrift für Kristallographie - المواد البلورية . 95 (1): 266-273. دوى :10.1524/zkri.1936.95.1.266. ردمك 2196-7105 . تم الاسترجاع 2014/07/25 .
^ abcdefg Lide, David R., ed. (2009). CRC Handbook of Chemistry and Physics (90th ed.). بوكا راتون، فلوريدا : CRC Press . ISBN 978-1-4200-9084-0.
^ ab Seidell, Atherton; Linke, William F. (1919). Solubilities of Inorganic and Organic Compounds (2nd ed.). New York : D. Van Nostrand Company. p. 633.
^ أ ب كومي، آرثر مسينجر؛ هان، دوروثي أ. (فبراير 1921). قاموس الذوبان الكيميائي: غير العضوي (الطبعة الثانية). نيويورك: شركة ماكميلان. ص 208-209.
^ abcd Anatolievich, Kiper Ruslan. "كربونات الصوديوم". chemister.ru . تم الاسترجاع في 2014-07-25 .
^ abc Pradyot, Patnaik (2003). Handbook of Inorganic Chemicals . McGraw-Hill. ص 861. ISBN 978-0-07-049439-8.
^ abcd Dusek, Michal; Chapuis, Gervais; Meyer, Mathias; Petricek, Vaclav (2003). "إعادة النظر في كربونات الصوديوم" (PDF) . Acta Crystallographica Section B. 59 ( 3): 337–352. Bibcode :2003AcCrB..59..337D. doi :10.1107/S0108768103009017. ISSN 0108-7681. PMID 12761404. تم الاسترجاع في 2014-07-25 .
^ abc Betzel, C.; Saenger, W.; Loewus, D. (1982). "كربونات الصوديوم السباعية المائية". Acta Crystallographica Section B. 38 ( 11): 2802–2804. Bibcode :1982AcCrB..38.2802B. doi :10.1107/S0567740882009996.
^ abc Sigma-Aldrich Co. ، كربونات الصوديوم. تم الاسترجاع في 2014-05-06.
^ Chambers, Michael. "ChemIDplus - 497-19-8 - CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L - كربونات الصوديوم [NF] - البحث عن هياكل مماثلة، والمرادفات، والصيغ، وروابط الموارد، وغيرها من المعلومات الكيميائية".
^ "ورقة بيانات سلامة المواد – كربونات الصوديوم اللامائية" (PDF) . conservationsupportsystems.com . ConservationSupportSystems . تم الاسترجاع في 2014-07-25 .
^ "إحصائيات ومعلومات عن رماد الصودا". هيئة المسح الجغرافي للولايات المتحدة . تم الاسترجاع في 2024-03-03 .
^ TWRichards و AH Fiske (1914). "حول درجات حرارة انتقال هيدرات كربونات الصوديوم كنقاط ثابتة في القياس الحراري". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 36 (3): 485-490. doi :10.1021/ja02180a003.
^ أ. بابست. "حول هيدرات كربونات الصوديوم" (PDF) .
^ abcde Christian Thieme (2000). "كربونات الصوديوم". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . وينهايم: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a24_299. ISBN 978-3527306732.
^ abc "قراءة صلابة الماء" (PDF) . مركز كورنيل لأبحاث المواد .
^ abc Himmelblau, David M.; Riggs, James B. (2022). Basic principles and accounts in chemical engineering . السلسلة الدولية في علوم الهندسة الفيزيائية والكيميائية (الطبعة التاسعة). بوسطن: بيرسون. ISBN 978-0-13-732717-1.
^ ab McGee, Harold (24 September 2010). "من أجل نكهة الطراز القديم، اخبز صودا الخبز". صحيفة نيويورك تايمز . تم الاسترجاع في 25 أبريل 2019 .
^ "كربونات الصوديوم". Corronationpedia . Janalta Interactive . تم الاسترجاع في 9 نوفمبر 2020 .
^ "دباغة الجلود والفراء في المنزل" (PDF) . تم الاسترجاع في 16 أبريل 2024 .
^ “Tatachemicals.com/north-america/product/images/fig_2_1.jpg”.
^ De Sanctis, MC; et al. (29 June 2016). "رواسب الكربونات اللامعة كدليل على التغير المائي في (1) سيريس". Nature . 536 (7614): 54–57. Bibcode :2016Natur.536...54D. doi :10.1038/nature18290. PMID 27362221. S2CID 4465999.
^ جيفري إس. كارجيل (23 يوليو 2004). المريخ - كوكب أكثر دفئًا ورطوبة. سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص 399–. ISBN 978-1-85233-568-7.
^ Grotzinger, J. and R. Milliken (eds.) 2012. Sedimentary Geology of Mars. SEPM
^ "سينير تدرس بيع حصة في وحدة صودا الرماد بقيمة 5 مليارات دولار". بلومبرج.كوم . 2021-08-09 . تم الاسترجاع في 2023-12-04 .
^ هوبر، روبرت (1802). Lexicon Medicum (طبعة 1848). لندن: لونجمان. ص 1198-1199. OCLC 2767-1024.
^ ab Clow, Archibald و Clow, Nan L. (يونيو 1952). الثورة الكيميائية . آير. ص 65-90. ISBN 0-8369-1909-2 .
^ كايفر، ديفيد م. (يناير 2002). "كان الأمر كله يتعلق بالقلويات". كيميائي اليوم في العمل . 11 (1): 45-6.

قراءة إضافية

إيجمان، ت. (2011). "كربونات الصوديوم". موسوعة كيرك-أوثمر للتكنولوجيا الكيميائية . ص. 1-11. doi :10.1002/0471238961.1915040918012108.a01.pub3. ISBN 978-0471238966.
ثيم، سي. (2000). "كربونات الصوديوم". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . doi :10.1002/14356007.a24_299. ISBN 978-3527306732.

روابط خارجية

شركة رماد الصودا الطبيعية الأمريكية
بطاقة السلامة الكيميائية الدولية 1135
شركة FMC وايومنغ
استخدام كربونات الصوديوم في الصباغة
تصنيع كربونات الصوديوم عن طريق العمليات التركيبية

Original text

Rate this translation

Your feedback will be used to help improve Google Translate

[cod-1] اي بي سي دي هاربر، جي بي (1936). أنتيبوف، يفغيني؛ بسمير، أولريش؛ هوبرتز، هوبرت. بيتريسيك، فاتسلاف؛ بوتجن، راينر. شمل ، وولفغانغ. تيكينك، إي آر تي؛ زو، شياو دونغ (محرران). “التركيب البلوري لمونوهيدرات كربونات الصوديوم، Na2CO3.H2O”. Zeitschrift für Kristallographie - المواد البلورية . 95 (1): 266-273. دوى :10.1524/zkri.1936.95.1.266. ردمك 2196-7105 . تم الاسترجاع 2014/07/25 .

[crc-2] Lide, David R., ed. (2009). CRC Handbook of Chemistry and Physics (90th ed.). بوكا راتون، فلوريدا : CRC Press . ISBN 978-1-4200-9084-0.

[sioc-3] Seidell, Atherton; Linke, William F. (1919). Solubilities of Inorganic and Organic Compounds (2nd ed.). New York : D. Van Nostrand Company. p. 633.

[doc00-4] أ ب كومي، آرثر مسينجر؛ هان، دوروثي أ. (فبراير 1921). قاموس الذوبان الكيميائي: غير العضوي (الطبعة الثانية). نيويورك: شركة ماكميلان. ص 208-209.

[chemister-5] Anatolievich, Kiper Ruslan. "كربونات الصوديوم". chemister.ru . تم الاسترجاع في 2014-07-25 .

[pphoic-6] Pradyot, Patnaik (2003). Handbook of Inorganic Chemicals . McGraw-Hill. ص 861. ISBN 978-0-07-049439-8.

[scr-7] Dusek, Michal; Chapuis, Gervais; Meyer, Mathias; Petricek, Vaclav (2003). "إعادة النظر في كربونات الصوديوم" (PDF) . Acta Crystallographica Section B. 59 ( 3): 337–352. Bibcode :2003AcCrB..59..337D. doi :10.1107/S0108768103009017. ISSN 0108-7681. PMID 12761404. تم الاسترجاع في 2014-07-25 .

[7h2o-8] Betzel, C.; Saenger, W.; Loewus, D. (1982). "كربونات الصوديوم السباعية المائية". Acta Crystallographica Section B. 38 ( 11): 2802–2804. Bibcode :1982AcCrB..38.2802B. doi :10.1107/S0567740882009996.

[sigma-9] Sigma-Aldrich Co. ، كربونات الصوديوم. تم الاسترجاع في 2014-05-06.

[10] Chambers, Michael. "ChemIDplus - 497-19-8 - CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L - كربونات الصوديوم [NF] - البحث عن هياكل مماثلة، والمرادفات، والصيغ، وروابط الموارد، وغيرها من المعلومات الكيميائية".

[css-11] "ورقة بيانات سلامة المواد – كربونات الصوديوم اللامائية" (PDF) . conservationsupportsystems.com . ConservationSupportSystems . تم الاسترجاع في 2014-07-25 .

[12] "إحصائيات ومعلومات عن رماد الصودا". هيئة المسح الجغرافي للولايات المتحدة . تم الاسترجاع في 2024-03-03 .

[13] TWRichards و AH Fiske (1914). "حول درجات حرارة انتقال هيدرات كربونات الصوديوم كنقاط ثابتة في القياس الحراري". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 36 (3): 485-490. doi :10.1021/ja02180a003.

[14] أ. بابست. "حول هيدرات كربونات الصوديوم" (PDF) .

[Ullmann-15] Christian Thieme (2000). "كربونات الصوديوم". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . وينهايم: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a24_299. ISBN 978-3527306732.

[Cornell-16] "قراءة صلابة الماء" (PDF) . مركز كورنيل لأبحاث المواد .

[Himmel-17] Himmelblau, David M.; Riggs, James B. (2022). Basic principles and accounts in chemical engineering . السلسلة الدولية في علوم الهندسة الفيزيائية والكيميائية (الطبعة التاسعة). بوسطن: بيرسون. ISBN 978-0-13-732717-1.

[McGee-18] McGee, Harold (24 September 2010). "من أجل نكهة الطراز القديم، اخبز صودا الخبز". صحيفة نيويورك تايمز . تم الاسترجاع في 25 أبريل 2019 .

[19] "كربونات الصوديوم". Corronationpedia . Janalta Interactive . تم الاسترجاع في 9 نوفمبر 2020 .

[20] "دباغة الجلود والفراء في المنزل" (PDF) . تم الاسترجاع في 16 أبريل 2024 .

[21] “Tatachemicals.com/north-america/product/images/fig_2_1.jpg”.

[22] De Sanctis, MC; et al. (29 June 2016). "رواسب الكربونات اللامعة كدليل على التغير المائي في (1) سيريس". Nature . 536 (7614): 54–57. Bibcode :2016Natur.536...54D. doi :10.1038/nature18290. PMID 27362221. S2CID 4465999.

[Kargel2004-23] جيفري إس. كارجيل (23 يوليو 2004). المريخ - كوكب أكثر دفئًا ورطوبة. سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص 399–. ISBN 978-1-85233-568-7.

[24] Grotzinger, J. and R. Milliken (eds.) 2012. Sedimentary Geology of Mars. SEPM

[25] "سينير تدرس بيع حصة في وحدة صودا الرماد بقيمة 5 مليارات دولار". بلومبرج.كوم . 2021-08-09 . تم الاسترجاع في 2023-12-04 .

[26] هوبر، روبرت (1802). Lexicon Medicum (طبعة 1848). لندن: لونجمان. ص 1198-1199. OCLC 2767-1024.

[Clow52-27] Clow, Archibald و Clow, Nan L. (يونيو 1952). الثورة الكيميائية . آير. ص 65-90. ISBN 0-8369-1909-2 .

[Kiefer-28] كايفر، ديفيد م. (يناير 2002). "كان الأمر كله يتعلق بالقلويات". كيميائي اليوم في العمل . 11 (1): 45-6.

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	30 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗