کربنات سدیم
کربنات سدیم چیست و چه کاربردهایی دارد؟Reviewed by 02177641136 on Oct 2Rating: 5.0

کربنات سدیم (Sodium carbonate) که با نام تجاری سودا اش (Soda ash) نیز شناخته می شود دارای دو فرم سنگین و سبک است که در ادامه به مشخصات هر کدام و تفاوت های آن ها خواهیم پرداخت. از کاربرد های این محصول می توان به استفاده در ساخت شیشه و محصولات شیشه ای ، تولید مواد شیمیایی ، تصفیه آب و … اشاره کرد . جهت سفارش ، خرید ، و اطلاع از قیمت فروش کربنات سدیم این محصول می توانید با واحد فروش ما در ارتباط باشید . 

.

.

مشخصات فیزیکی و شیمیایی:

فرمول شیمیاییNa2CO3.nH2O که n می تواند 0 ، 1 و یا 10 باشد . 
جرم مولی105.988 گرم بر مول
مشخصات ظاهریکریستال های بی رنگ و یا سفید ، پودر سفید و یا بی رنگ
نقطه جوشدر اثر حرارت تجزیه شده و گاز کربن دی اکسید آزاد می کند 
دمای ذوب851 درجه سانتی گراد

تفاوت کربنات سدیم سبک و سنگین

محصول فوق در دو گرید سبک و سنگین ( دانسیته بالا) تولید و مورد استفاده قرار می گیرد. فرم سبک آن ابتدا به وجود می آید و سپس از فرم سبک شده فرم سنگین آن به وجود می آید.
گرید سبک ، کمتر از 0.5% سدیم کلرید دارد.

استفاده از کربنات سبک سدیم به طور سنتی جایی است که مواد شیمیایی به محلول نیاز دارند. نمودار زیر نشان دهنده تفاوت مقدار مورد استفاده از این ماده به صورت سنگین و سبک را نشان میدهد، دایره بیرونی مربوط به گرید سنگین و دایره درونی مربوط به گرید سبک است . 

کاربرد های سدیم کربنات

50% از کل محصولات این ماده در تولید شیشه

18% در مواد شیمیایی

و 10% آن در صابون ها و مواد شوینده ها استفاده می شود.

فرایند تولید:

سودا اش از طریق روش های زیر تولید می شود

1-روش لبلان (روش قدیمی)

2- تولید از نمک معمولی

3-از محلول سیاه قلیایی حاصل از پسماند خمیر کاغذ

از زمانی که روش اول تولید سودا اش از سولفات سدیم کاملا منسوخ شد، روش دوم  فقط در تولید انبوه مورد استفاده قرار می گیرد.

در روش تولید دوم ، NaCl با محلول آمونیاک ، دی اکسید کربن و آب وارد عمل می شود.

در ادامه به شرح بیشتری از روش تولید سوم می پردازیم.

تولید از پساب خمیر کاغذ

روش سوم که استفاده از خمیر کاغذ می باشد فقط در تولید محدود و مقیاس کم کاربرد دارد.

در این روش سودا اش از پسماند خمیر کاغذ و صنایع کاغذ سازی، تهیه می گردد.

و در مقایسه با روش های دیگر ارزان تر می باشد.

در اثر گداختن قلیای مصرف شده ی حاصل از عملیتان خمیر کاغذ، ماده ی جامدی به دست می آید که ترکیبات اصلی آن شامل کربنات های سدیم، سدیم سولفید(Na2S) و سولفات سدیم می باشد که حدود 60 درصد آن تنها شامل کربنات سدیم است. این ماده را به یک مخزن حل کننده می ریزند و آنرا معمولا در درجه حرارت 780-870 درجه ی سانتی گراد به صورت محلول آبکی در می آورند. محلول فوق را در سطوح فلزی خنک می کننده تا به شکل ذرات جامد ریز و گداخته شده تبدیل گردد.سپس این ذرات را با کمک آسیاب، خرد می کنند.

عمل سرد کردن و تبدیل آن به حالت جامد به وسیله ی آسیاب کردن محلول آبکی Soda ash و Na2S به دست می آید که آن را به مخزن نگهداری منتقل می کنند تا بعدا به برج استخراج کننده ی جامد-مایع پمپ شود.

Na2S در حین شست و شو  جدا شده و کربنات سدیم نیز در پایین برج جمع می شود.

نمودار جریان تولید سودا اش از پساب خمیر کاغذ به شرح زیر می باشد:

نمودار جریان تولید سودااش از پساب خمیر کاغذ

  • خالص سازی و بازیافت

این ماده به صورت مایع را به طور پیوسته به داخل یک جدا کننده نظیر سانتریفیوژ می ریزند تا مواد جامد از آن جدا گردد. محلول بالای برج که غنی از Na2S می باشد را به مخزن کربناته کردن ، جهت ایجاد واکنش با دی اکسید کربن و تولید سولفید هیدروژن و کربنات سدیم پمپ می کنند.

محلول آبکی حاوی کربنات سدیم را خارج می کنند و با محصول موجود در پایین برج مخلوط می کنند.

سپس آنرا سانتریفیوژ و خشک می کنند تا Sodium carbonate بازیافت گردد.

تولید به روش سولوی

این روش به دلیل ارزان بودن و استفاده از مواد خامی که به فراوانی در دسترس هستند برای تولید سدیم بی کربنات و Sodium carbonate به صورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرد . مواد خام مورد نیاز برای انجام این فرآیند عبارتند از آمونیاک ، کربن دی اکسید ، آب و محلول غلیظ آب نمک. 

 

تولید سدیم کربنات به روش سولوی

 

 کاربرد ها

به طور کلی سودا اش جدا از سنگین و سبک بودن در صنایع گوناگونی از جمله:

  • سیلیکات سدیم
  • شیشه و سرامیک
  • رنگدانه ی آبی لاجوردی
  • پاک کننده های پودری
  • بی کرومات ها

و…

مورد استفاده قرار می گیرد.

  • ساخت شیشه

مهم ترین و اصلی ترین کاربرد کربنات سدیم در تولید شیشه است.

برای ذوب سیلیس خالص به دمای حداکثر 2000 درجه ی سانتیگراد نیاز می باشد ، بنابراین اکثر تولید کنندگان با مخلوط کردن ماسه خام با 18٪ سودا اش (Na2CO3) در هزینه های سوخت صرفه جویی می کنند.کربنات افزوده شده نقطه ی ذوب را پایین می آورد ، اما سدیم اضافه شده باعث می شود شیشه به آرامی در آب حل شود. افزودن حدود 10٪ سنگ آهک (CaCO3) به دلیل وجود کلسیم موجب می شود تا شیشه مقاوم تر گردد.

  • تصفیه آب

از این ماده بعنوان یک افزودنی رایج در مخازن شهری جهت خنثی سازی اثر اسیدی و کلر استفاده میشود

همچنین در خنثی سازی اسید در استخرهای شنا نیز مورد استفاده قرار میگیرد

در ازمایشگاه های شیمی این ماده به دلیل پایدار بودن و سهولت در اندازگیری دقیق به عنوان عامل اصلی تیتراسیون اسید و باز شناخته میشود.

از مصارف خانگی آن می توان بعنوان نرم کننده آب در شست و شوی لباس ها اشاره کرد

کربنات سدیم

  • کاربرد در آب استخر

یکی از مشکلاتی که در آب بسیاری از استخرها به وجود می آید تنظیم نبودن pH است. تنظیم نبودن اسیدیته علاوه بر مشکلاتی که می تواند برای پوست و سایر اجزای در تماس با آب به وجود آورد، می تواند عملکرد موادی را که به منظور ضدعفونی، تنظیم سختی و … به اب افزوده می شوند را نیز تخت تاثیر قرار دهد.

یکی از بهترین راه ها برای تنظیم اسیدیته استفاده از ترکیباتی شیمیایی است که بتوانند باز یا اسید موجود در آب را خنثی نمایند. در صورت اسیدی بودن آب استخر از کربنات سدیم استفاده می شود. این ماده در تماس با اسیدها آن را خنثی نموده و گاز کربن دی اکسید تولید می نماید. در ادامه به نحوه عملکرد و مکانیسم واکنش این ترکیب با اسید کلریدریک و اسید سولفوریک بیشتر خواهیم پرداخت:

1. واکنش با اسید کلریدریک

هنگامی که این دو ماده با یکدیگر واکنش می دهند مقادیر بسیار زیادی، گاز کربن دی اکسید، آب و نمک خوراکی تولید می شود. در اثر ترکیب شدن این دو ماده با یکدیگر، دو مولکول HCl اتم های هیدروژن خود را به کربنات سدیم می دهند. این عمل باعث تولید کربونیک اسید با فرمول شیمیایی H2CO3 می شود. سدیم موجود در سدیم کربنات نیز با یون های کلرید موجود در اسید هیدروکلریدریک ترکیب شده و تولید سدیم کلراید یا همان نمک خوراکی می کند. کربونیک اسید نیز که ماده ای ناپایدار است ، به کربن دی اکسید و آب تجزیه می شود.

این واکنش با توجه به اینکه توانایی حذف اسید کلریدریک را دارد، در مصارف صنعتی جایی که قصد حذف اسید اضافی و یا به تعادل رساندن با کم کردن مقدار اسید را دارند مورد استفاده قرار می گیرد.

انجام این واکنش در خانه و بدون داشتن تجهیزات مناسب توصیه نمی شود.

2. واکنش با اسید سولفوریک

این واکنش نیز به ترتیب زیر اتفاق می افتد منجر به تولید سولفات سدیم، کربن دی اکسید و آب می شود. در این واکنش نیز کربن دی اکسید به صورت گازی از محیط واکنش خارج می شود.

Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2 + H2O

سمیت و مضرات

در صورت حمل  نامناسب و یا نشت تصادفی، می تواند خطراتی را برای سلامتی و ایمنی به وجود آورد. استنشاق کربنات سدیم می تواند اثراتی نامطلوب مانند تحریک سیستم تنفسی، سرفه، تنگی نفس و ورم ریوی به وجود آورد.

تماس چشمی می تواند باعث آسیب دائمی به قرنیه و سوختگی شود. اگر در خانه و یا سایر محیط ها از این ماده استفاده می کنید مطمئن شوید در معرض گرد و غبار آن قرار نگیرید. خطرات ذکر شده ایجاب می کنند که سدیم کربنات باید با احتیاط مورد استفاده قرار گیرد.

ایمنی، حمل و کمک های اولیه

برای حفظ سلامتی خود در هنگام تماس و کار با سدیم کربنات از عینک، دستکش، پوشش آزمایشگاهی و ماسک استفاده کنید. در صورت قرار گرفتن در معرض آن حتما از مراقبت های پزشکی استفاده کرده و موارد زیر را به عنوان کمک های اولیه انجام دهید:

  • صنایع غذایی:


در صنایع غذایی از کربنات سدیم بعنوان ماده افزودنی (E500) بعنوان تنظیم کننده میزان ترشی و پایدار کننده استفاده میشود.
همچنین عامل جایگزین برای قلیایی کردن به خصوص در چوب شور به جای NaOH به کار می رود.
از کاربردهای دیگر آن برای تهیه سریع تر ماکارونی نیز می توان اشاره نمود. 

سودا اش در تولید بستنی چوبی نیز بکار میرود.

احساس خنکی که هنگام خوردن بستنی به ما دست میدهد ( زمانی که بستنی با بزاق دهان خیس میشود) به دلیل واکنش گرماگیر بین این ماده و اسید ضعیف است که منجر به تولید کربن دی اکسید می شود.

تفاوت سدیم کربنات و بی کربنات سدیم

از لحاظ شیمیایی این دو ترکیب بسیار به یکدیگر نزدیک هستند. فرمول شیمیایی سدیم کربنات Na2CO3 است و فرمول شیمیایی بی کربنات سدیم NaH2CO3 است. هر دو ترکیباتی یونی هستند و هنگامی که در آب حل می شوند یون مثبت Na و یون منفی کربنات آزاد می کنند. علاوه بر این سدیم بی کربنات یون مثبت هیدروژن نیز آزاد می کند.

هر دو ماده به صورت پودر سفید جامد هستند و در تماس با پوست حساسیتی ایجاد نمی کنند، اما در تماس با چشم و یا بلع می توانند مشکلاتی را به وجود آورند. سدیم کربنات عموما در تولید شیشه و سایر مواد شیمیایی به کار برده می شود، اما بی کربنات سدیم بیشتر در آشپزی ، تمیزکاری و … کاربرد دارد.

موسسه ی مبتکران شیمی 2 1

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *