کربنات سدیم چیست؟ کربنات سدیم یک افزودنی غذایی مورد تایید FDA است. گاهی اوقات به آن خاکستر سودا، سودا شستشو، کربنات دی سدیم یا کریستال های سودا می گویند. کربنات سدیم یا خاکستر سودا، یک عنصر رایج در بسیاری از فرآیندهای تولید است.
کربنات سدیم یک ترکیب طبیعی است که می تواند به صورت مصنوعی نیز تولید شود. این به راحتی در فروشگاه های مواد غذایی، فروشگاه های لوازم استخر شنا و فروشگاه های سخت افزار در دسترس است.
کربنات سدیم یک ترکیب معدنی است که به عنوان یک پایه نسبتاً قوی استفاده می شود. این یک جزء کلیدی صابون های لباسشویی و بسیاری دیگر از محصولات خانگی است.
فرمول و ساختار کربنات سدیم چیست
فرمول کربنات سدیم Na2CO3 نمک دی سدیم اسید کربنیک است. جرم مولی 106.0 گرم بر مول است. این یک ترکیب یونی است. این شامل یک آنیون کربنات (CO3-) و دو کاتیون سدیم (Na+) است. دارای ساختار دکاهیدرات کریستالی است.
ساختار کربنات سدیم به شرح زیر است:
کربنات سدیم
هیدرات کربنات سدیم
معمولاً کربنات سدیم در سه هیدرات و حالت نمک بی آب وجود دارد. این ایالت ها هستند
1. ناترون:
سدیم کربنات دکاهیدرات است. فرمول شیمیایی آن Na2CO3·10H2O است. به راحتی متبلور می شود و یک مونو هیدرات تشکیل می دهد.
2. ترموناتیت:
این یک مونوهیدرات کربنات سدیم است. فرمول شیمیایی آن Na2CO3·H2O است. به آن کربنات کریستال نیز می گویند.
3. هپتا هیدرات کربنات سدیم:
به شکل معدنی شناخته شده نیست. فرمول شیمیایی آن Na2CO3·7H2O است.
4. ناتریت:
این کربنات سدیم بی آب است و به آن سودای کلسینه نیز می گویند. بر روی هیدرات های گرمایشی، تشکیل می شود. راه دیگر به دست آوردن ناتریت، حرارت دادن هیدروژن کربنات سدیم است.
سنتز کربنات سدیم
پنج فرآیند برای سنتز کربنات سدیم وجود دارد که عبارتند از: ماینینگ، باریلا و کلپ، Leblanc، Hou’s و Solvay.
در میان این پنج روش، فرآیند Solvay بیشترین استفاده تجاری را برای سنتز کربنات سدیم دارد.
فرآیند Solvay:
یک شیمیدان صنعتی به نام ارنست سولوای بلژیکی در سال 1861 روشی را برای تولید کربنات سدیم ابداع کرد. مراحل انجام شده در فرآیند Solvay عبارتند از
مرحله 1: تولید هیدروژن کربنات سدیم:
در این مرحله هیدروژن کربنات سدیم و کلرید آمونیوم با استفاده از آمونیاک، کلرید سدیم و آب تولید می شود. واکنش شیمیایی که انجام می شود این بود
NaCl + NH3 + CO2 + H2O → NaHCO3 + NH4Cl
مرحله 2: تولید کربنات سدیم:
در این مرحله با حرارت دادن فرمول NaHCO3 از مرحله 1 به کربنات سدیم تبدیل می شود. در این مرحله آب و دی اکسید کربن آزاد می شود.
2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2 ↑
مرحله 3: بازیافت آمونیاک:
کلرید آمونیوم تولید شده در مرحله 1 با آهک تصفیه می شود و محصول دی اکسید کربن باقی مانده در مرحله 2 است. واکنشی که انجام می شود
2NH4Cl + CaO → 2NH3 + CaCl2 + H2O
آمونیاک تولید شده در فرآیند Solvay بازیافت می شود. تنها محصول زائد در فرآیند Solvay کلرید کلسیم است، در حالی که آب نمک و سنگ آهک تنها مواد مصرفی هستند. در نتیجه، فرآیند به طور قابل ملاحظه ای اقتصادی تر از فرآیند دیگر می شود.
خواص فیزیکی کربنات سدیم
کربنات سدیم طبیعی و مصنوعی در محیط موجود است. به طور طبیعی، در مناطق خشک، به ویژه در ذخایر معدنی که هنگام تبخیر دوره ای آب دریاچه یافت می شود، رخ می دهد.
از ترونا، محلول دو نمکی ساخته شده است. برخی دیگر از خواص فیزیکی هستند
این یک ماده جامد کریستالی سفید است.
جرم مولی آن 105.99 گرم بر مول است.
بی بو، بی مزه و بسیار محلول در آب است.
نقطه جوش Na2CO3 1600 درجه سانتیگراد است، در حالی که در دمای 851 درجه سانتیگراد تجزیه می شود.
پایه یا قلیایی است زیرا تورنسل قرمز را به آبی تبدیل می کند.
چگالی کربنات سدیم 2.54 گرم بر سانتی متر مکعب است.
این یکی از معدود کربنات های فلزی محلول در آب است.
یکی از اشکال نادر آن ناتریت نام دارد.
خواص شیمیایی کربنات سدیم
برخی از خواص شیمیایی اصلی کربنات سدیم عبارتند از
1. اثر گرما:
حرارت روی کربنات سدیم بی آب اثری ندارد. در دمای 852 درجه سانتیگراد بدون متلاشی شدن ذوب می شود.
2. اثر هیدرولیز:
در طول هیدرولیز، یون های OH- در محلول آزاد می شوند. این یون ها محلول آن را کمی قلیایی می کنند.
Na2CO3 + 2H2O → H2CO3 + 2Na+ + 2OH-
3. اثر دی اکسید کربن:
کربنات سدیم آبی دی اکسید کربن را جذب کرده و هیدروژن کربنات سدیم تولید می کند.
Na2CO3 + H2O + CO2 → 2NaHCO3
4. اثر اسیدهای گیاهی:
هنگامی که اسیدهای ملایم مانند آب لیمو با کربنات سدیم واکنش می دهند، دی اکسید کربن تشکیل می شود.
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2
از طریق صابونی شدن خاصیت شوینده دارد که باعث می شود چربی ها و گریس ها با آب امتزاج شوند.
موارد استفاده از کربنات سدیم
1. نرم کننده آب:
کربنات سدیم با حذف Ca2+، Mg2+ و سایر یون‌هایی که آب را سخت می‌کنند، به نرم شدن آب کمک می‌کند. وقتی همه این یون ها با یون های کربنات تیمار می شوند، رسوبات جامد نامحلول را تشکیل می دهند. علاوه بر این، آب نرم فواید زیادی دارد. ضایعات صابون را کاهش می دهد، عمر لوله ها و اتصالات را افزایش می دهد و آنها را از زنگ زدگی در امان نگه می دارد.
2. تولید شیشه:
خاکستر سودا و کاستیک در ساخت شیشه مورد نیاز است. کربنات سدیم، Na2CO3، به عنوان یک شار سیلیس عمل می کند. نقطه ذوب مخلوط را بدون مواد منحصربه‌فرد کاهش می‌دهد و به‌طور ارزان به “شیشه سودا-آهک” می‌رسد.
3.افزودنی های غذایی و پخت و پز:
کربنات سدیم یک افزودنی غذایی است که به عنوان یک عامل ضد رسوب، تنظیم کننده اسیدیته، تثبیت کننده و افزایش دهنده عمل می کند. کاربردهای متنوعی در آشپزی دارد. همچنین به برخی از مواد غذایی اضافه می شود تا طعم آنها را بهتر کند.
4.برخی کاربردهای دیگر:
در صنعت آجر به عنوان یک عامل مرطوب کننده برای کاهش مقدار آب مورد نیاز برای اکسترود کردن خاک رس استفاده می شود. بسیاری از پودرهای صابون خشک حاوی Na2CO3 هستند. علاوه بر این، به عنوان یک عامل کف کننده و یک ساینده در خمیر دندان عمل می کند. همچنین به عنوان یک پایه قوی در انواع برنامه ها استفاده می شود.
خلاصه
کربنات سدیم چیست؟ به طور خلاصه، این یک نمک دی سدیم اسید کربنیک با فرمول شیمیایی Na2CO3 است. جرم مولی 105.99 گرم بر مول است. دو روش برای سنتز وجود دارد.
برای اهداف مختلف در خانه و همچنین تجاری مفید است. برای تولید صابون، شیشه و سایر مواد شیمیایی استفاده می شود. همچنین به عنوان تنظیم کننده pH عمل می کند.
اگر چه غلظت کم نمی تواند به پوست آسیب برساند، یک فرم آبی بسیار واکنش پذیر و خورنده است. می تواند باعث تحریک چشم و پوست شود. بنابراین لازم است با دقت و ایمنی با آن برخورد کرد.
