Wydobycieedit
Trona, dwuwodny wodorowęglan trisodu (na3hco3co3·2H2O), jest wydobywany w kilku obszarach USA i zapewnia prawie całe krajowe zużycie węglanu sodu. Duże naturalne złoża Znalezione w 1938, takie jak te w pobliżu Green River w Wyoming, uczyniły Górnictwo bardziej ekonomicznym niż produkcja przemysłowa w Ameryce Północnej.W Turcji znajdują się ważne rezerwaty trony; z pobliskich rezerw wydobyto dwa miliony ton sody kalcynowanej Ankara.It jest również wydobywany z niektórych jezior alkalicznych, takich jak Jezioro Magadi w Kenii przez pogłębianie., Gorące źródła soli w sposób ciągły uzupełniają sól w jeziorze, tak aby pod warunkiem, że tempo pogłębiania nie jest większe niż tempo uzupełniania, źródło jest w pełni zrównoważone.
Barilla i kelpEdit
kilka gatunków roślin „halofitowych” (odpornych na sól) i gatunków wodorostów może być przetwarzanych w celu uzyskania nieczystej postaci węglanu sodu, a te źródła dominowały w Europie i gdzie indziej aż do początku XIX wieku. Rośliny lądowe (zazwyczaj szklane lub słone) lub wodorosty (zazwyczaj gatunki Fucus) były zbierane, suszone i spalane., Popioły zostały następnie „zmyte” (wodą) w celu utworzenia roztworu alkalicznego. To rozwiązanie zostało ugotowane na sucho, aby stworzyć produkt końcowy, który został nazwany „soda kalcynowana”; ta bardzo stara nazwa pochodzi od arabskiego słowa soda, z kolei stosowane do sody salsola, jednego z wielu gatunków roślin morskich zbieranych do produkcji. „Barilla” jest terminem handlowym stosowanym do nieczystej formy potażu otrzymywanego z roślin przybrzeżnych lub wodorostów.,
stężenie węglanu sodu w sodzie kalcynowanej było bardzo zróżnicowane, od 2-3% dla postaci wodorostów morskich („wodorosty”) do 30% dla najlepszej Barilli wytwarzanej z roślin słonowodnych w Hiszpanii. Źródła roślinne i wodorostów dla sody kalcynowanej, a także dla pokrewnego alkalicznego „potażu”, stały się coraz bardziej niewystarczające pod koniec XVIII wieku, a poszukiwania opłacalnych komercyjnie dróg do syntezy sody kalcynowanej z soli i innych chemikaliów nasiliły się.,
proces Leblancedytuj
w 1792 roku francuski chemik Nicolas Leblanc opatentował proces wytwarzania węglanu sodu z soli, kwasu siarkowego, wapienia i węgla. W pierwszym etapie chlorek sodu jest traktowany kwasem siarkowym w procesie Mannheimskim. W wyniku tej reakcji powstaje siarczan sodu (placek solny) i chlorowodór:
2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl
placek solny i kruszony wapień (węglan wapnia) zostały zredukowane przez ogrzewanie węglem. Konwersja ta składa się z dwóch części., Pierwsza to reakcja karbotermiczna, w której węgiel, źródło węgla, redukuje siarczan do siarczku:
Na2SO4 + 2C → Na2S + 2CO2
drugi etap to reakcja wytworzenia węglanu sodu i siarczku wapnia:
Na2S + CaCO3 → Na2CO3 + CaS
ta mieszanina nazywa się czarnym popiołem. Soda kalcynowana jest ekstrahowana z czarnego popiołu wodą. Odparowanie tego ekstraktu daje stały węglan sodu. Ten proces ekstrakcji został nazwany liksiviation.,
kwas solny wytwarzany w procesie Leblanca był głównym źródłem zanieczyszczenia powietrza, a produkt uboczny siarczku wapnia również przedstawiał problemy z utylizacją odpadów. Pozostał jednak główną metodą produkcji węglanu sodu do końca lat 80.,d aby węglan sodu poprzez pierwszą reakcję chlorku sodu, amoniaku, wody i dwutlenku węgla w celu wytworzenia wodorowęglanu sodu i chlorku amonu:
NaCl + NH3 + CO2 + H2O → NaHCO3 + NH4Cl
powstały wodorowęglan sodu został następnie przekształcony w węglan sodu przez ogrzewanie go, uwalniając wodę i dwutlenek węgla:
2nahco3 → Na2CO3 + H2O + CO2
w międzyczasie amoniak został regenerowany z produktu ubocznego chlorku amonu, traktując go wapnem (tlenek wapnia) pozostały po wytworzeniu dwutlenku węgla:
2nh4cl + Cao → 2nh3 + CaCl2 + H2O
proces Solvay przetwarza amoniak., Zużywa tylko solankę i wapień, a chlorek wapnia jest jego jedynym produktem odpadowym. Proces ten jest znacznie bardziej ekonomiczny niż proces Leblanca, który wytwarza dwa produkty odpadowe: siarczek wapnia i chlorowodór. Proces Solvay szybko zdominował produkcję węglanu sodu na całym świecie. Do 1900 roku 90% węglanu sodu wytwarzano w procesie Solvay, a ostatnia fabryka w Leblanc została zamknięta na początku lat 20.,
drugi etap procesu Solvay, podgrzewanie wodorowęglanu sodu, jest stosowany na małą skalę przez kucharzy domowych i w restauracjach do wytwarzania węglanu sodu do celów kulinarnych (w tym precli i makaronów alkalicznych). Metoda ta jest atrakcyjna dla takich użytkowników, ponieważ wodorowęglan sodu jest powszechnie sprzedawany jako soda oczyszczona, a temperatury wymagane (250 °F (121 °C) do 300 °F (149 °C)) do konwersji sody oczyszczonej na węglan sodu są łatwo osiągane w konwencjonalnych piecach kuchennych.
proces Hou
proces ten został opracowany przez chińskiego chemika Hou Debanga w latach 30., Wcześniejszy produkt uboczny reformingu parowego dwutlenek węgla został przepompowany przez nasycony roztwór chlorku sodu i amoniaku w celu wytworzenia wodorowęglanu sodu w wyniku tych reakcji:
CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2 3H2 + N2 → 2NH3 NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3 NH4HCO3 + NaCl → NH4Cl + NaHCO3
wodorowęglan sodu zebrano jako osad ze względu na jego niską rozpuszczalność, a następnie podgrzano do około 80 °C (około 176 °F) lub 95 °C (203 °F) w celu uzyskania czystego węglanu sodu, podobnego do ostatniego etapu procesu Solvay., Więcej chlorku sodu dodaje się do pozostałego roztworu chlorków amonu i sodu; ponadto więcej amoniaku pompuje się do tego roztworu w temperaturze 30-40 °C. Temperatura roztworu jest następnie obniżana do poniżej 10 °C. Rozpuszczalność chlorku amonu jest wyższa niż chlorku sodu w 30 °C i niższa w 10 °C. Ze względu na tę zależną od temperatury różnicę rozpuszczalności i efekt wspólnego jonu, chlorek amonu wytrąca się w roztworze chlorku sodu.,
chińska nazwa procesu Hou, lianhe zhijian fa (联合制碱法), oznacza „sprzężona metoda alkaliczna produkcji”: proces Hou jest sprzężony z procesem Habera i oferuje lepszą gospodarkę atomową poprzez wyeliminowanie produkcji chlorku wapnia, ponieważ amoniak nie musi być regenerowany. Produkt uboczny chlorku amonu może być sprzedawany jako nawóz.