MiningEdit
Trona, hidrogendicarbonato trisódico dihidrato (Na3HCO3CO3·2H2O), se extrae en varias áreas de los EE.UU. y proporciona casi todo el consumo interno de carbonato de sodio. Los grandes depósitos naturales encontrados en 1938, como el que se encuentra cerca de Green River, Wyoming, han hecho que la minería sea más económica que la producción industrial en América del Norte.Hay importantes reservas de trona en Turquía; dos millones de toneladas de ceniza de sosa se han extraído de las reservas cerca Ankara.It también se extrae de algunos lagos alcalinos como el lago Magadi en Kenia por dragado., Los manantiales salinos calientes reponen continuamente la sal en el lago para que, siempre que la tasa de dragado no sea mayor que la tasa de reabastecimiento, la fuente sea totalmente sostenible.
Barilla y kelpEdit
varias especies de plantas «halófitas» (tolerantes a la sal) y especies de algas marinas pueden procesarse para producir una forma impura de carbonato de sodio, y estas fuentes predominaron en Europa y en otros lugares hasta principios del siglo XIX. Las plantas terrestres (típicamente gusanos de vidrio o sal) o las algas marinas (típicamente especies de Fucus) fueron cosechadas, secadas y quemadas., Las cenizas fueron luego «lixiviadas» (lavadas con agua) para formar una solución alcalina. Esta solución fue hervida en seco para crear el producto final, que se denominó «ceniza de soda»; este nombre muy antiguo deriva de la palabra árabe soda, a su vez aplicada a la Salsola soda, una de las muchas especies de plantas de la orilla del mar cosechadas para la producción. «Barilla» es un término comercial aplicado a una forma impura de potasa obtenida de plantas costeras o algas marinas.,
la concentración de carbonato de sodio en la ceniza de sosa varió ampliamente, desde el 2-3 por ciento para la forma derivada de algas marinas («kelp»), hasta el 30 por ciento para la mejor barilla producida a partir de plantas de sal en España. Las fuentes de plantas y algas marinas para la ceniza de sosa, y también para la «potasa» alcalina relacionada, se volvieron cada vez más inadecuadas a finales del siglo XVIII, y la búsqueda de rutas comercialmente viables para sintetizar la ceniza de sosa a partir de la sal y otros productos químicos se intensificó.,
proceso Leblanceditar
en 1792, el químico francés Nicolas Leblanc patentó un proceso para producir carbonato de sodio a partir de sal, ácido sulfúrico, piedra caliza y carbón. En el primer paso, el cloruro de sodio se trata con ácido sulfúrico en el proceso de Mannheim. Esta reacción produce sulfato de sodio (torta de sal) y cloruro de hidrógeno:
2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl
la torta de sal y la piedra caliza triturada (carbonato de calcio) se redujeron calentando con carbón. Esta conversión implica dos partes., La primera es la reacción carbotérmica por la cual el carbón, una fuente de carbono, reduce el sulfato a sulfuro:
Na2SO4 + 2C → Na2S + 2CO2
la segunda etapa es la reacción para producir carbonato de sodio y sulfuro de calcio:
Na2S + CaCO3 → Na2CO3 + CaS
esta mezcla se llama ceniza negra. La ceniza de soda se extrae de la ceniza negra con agua. La evaporación de este extracto produce carbonato de sodio sólido. Este proceso de extracción se denominó lixiviación.,
El ácido clorhídrico producido por el proceso Leblanc fue una fuente importante de contaminación del aire, y el subproducto del sulfuro de calcio también presentó problemas de eliminación de desechos. Sin embargo, siguió siendo el principal método de producción de carbonato de sodio hasta finales de la década de 1880.,d para hacer carbonato de sodio reaccionando primero cloruro de sodio, amoníaco, agua y dióxido de carbono para generar bicarbonato de sodio y cloruro de amonio:
NaCl + NH3 + CO2 + H2O → NaHCO3 + NH4Cl
el bicarbonato de sodio resultante se convirtió en carbonato de sodio calentándolo, liberando agua y dióxido de carbono:
2nahco3 → Na2CO3 + H2O + CO2
mientras tanto, el amoníaco se regeneró a partir del subproducto del cloruro de amonio tratándolo con la cal (óxido de calcio) sobrante a partir de la generación de dióxido de carbono:
2nh4cl + cao → 2NH3 + CaCl2 + H2O
el proceso Solvay recicla su amoníaco., Solo consume salmuera y piedra caliza, y el cloruro de calcio es su único producto de desecho. El proceso es sustancialmente más económico que el proceso Leblanc, que genera dos productos de desecho, sulfuro de calcio y cloruro de hidrógeno. El proceso Solvay rápidamente llegó a dominar la producción de carbonato de sodio en todo el mundo. En 1900, el 90% del carbonato de sodio fue producido por el proceso Solvay, y la última planta de proceso de Leblanc cerró a principios de la década de 1920.,
el segundo paso del proceso Solvay, el calentamiento del bicarbonato de sodio, es utilizado a pequeña escala por los cocineros caseros y en los restaurantes para producir carbonato de sodio con fines culinarios (incluidos pretzels y fideos alcalinos). El método es atractivo para estos usuarios porque el bicarbonato de sodio se vende ampliamente como bicarbonato de sodio, y las temperaturas requeridas (250 °F (121 °C) a 300 °F (149 °C)) para convertir bicarbonato de sodio en carbonato de sodio se logran fácilmente en hornos de cocina convencionales.
el proceso de Houeditar
Este proceso fue desarrollado por el químico chino Hou Debang en la década de 1930., El subproducto anterior del reformado de vapor dióxido de carbono se bombeaba a través de una solución saturada de cloruro de sodio y amoníaco para producir bicarbonato de sodio mediante estas reacciones:
CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2 3H2 + N2 → 2NH3 NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3 NH4HCO3 + NaCl → NH4Cl + NaHCO3
el bicarbonato de sodio se recogió como un precipitado debido a su baja solubilidad y luego se calentó hasta aproximadamente 80 °C (176 °F) o 95 °C (203 °F) para producir carbonato de sodio puro similar al último paso del proceso Solvay., Se agrega más cloruro de sodio a la solución restante de amonio y cloruros de sodio; también, se bombea más amoníaco a 30-40 °C a esta solución. La temperatura de la solución se reduce a menos de 10 °C. La solubilidad del cloruro de amonio es mayor que la del cloruro de sodio a 30 °C y menor a 10 °C. Debido a esta diferencia de solubilidad dependiente de la temperatura y el efecto de iones comunes, el cloruro de amonio se precipita en una solución de cloruro de sodio.,
el nombre chino del proceso de Hou, lianhe zhijian fa (联合制碱法), significa «método alcalino de fabricación acoplada»: el proceso de HOU está acoplado al proceso Haber y ofrece una mejor economía atómica al eliminar la producción de cloruro de calcio, ya que el amoníaco ya no necesita regenerarse. El subproducto cloruro de amonio se puede vender como fertilizante.