CARBONATE DE SODIUM (LOURD)(SODIUM CARBONATE HEAVY)

CAS No.: 497-19-8
EC No.: 207-838-8

Synonyms:
SODIUM CARBONATE(HEAVY); SODYUM KARBONAT(AĞIR); sodium carbonate(heavy); sodyum karbonat(ağır); SODIUM CARBONATE; 497-19-8; Disodium carbonate; Soda Ash; Carbonic acid disodium salt; Calcined soda; Washing soda; Sodium carbonate, anhydrous; Carbonic acid, disodium salt; sodiumcarbonate; Solvay soda; Soda, calcined; Snowlite I; Light Ash; Bisodium carbonate; Sodium carbonate anhydrous; V Soda; Carbonic acid sodium salt (1:2); Trona; Soda Ash Light 4P; Suprapur 6395; Na-X; Crystol carbonate; Caswell N0 752; Natriumkarbonat; Dynamar L 13890; Soda; Na2CO3; Carbonic acid sodium salt; Sodium carbonate (2:1); Soda Ash Light; Natrium Carbonicum Siccatum; SODIUM CARBONATE(HEAVY); SODYUM KARBONAT(AĞIR); sodium carbonate(heavy); sodyum karbonat(ağır); MFCD00003494; Natrium Carbonicum Calcinatum; Disodium carbonate (Na2CO3); CCRIS 7319; Sodium carbonate (Na2(CO3)); UNII-45P3261C7T; HSDB 5018; Sodium carbonate [NF]; V 20N; EINECS 207-838-8; EPA Pesticide Chemical Code 073506; NSC 156204; Sodium Carbonate, Anhydrous ASTM D458; Anhydrous soda; SODIUM CARBONATE(HEAVY); SODYUM KARBONAT(AĞIR); sodium carbonate(heavy); sodyum karbonat(ağır); CHEBI:29377; Sodium Carbonate, Anhydrous GE Materials D4D5; 45P3261C7T; Sodium carbonate (NF); Celite(R) 545; Sodium carbonate, 99+%, for analysis, granular; Sodium carbonate, 99.5%, extra pure, anhydrous; Sodium carbonate, 99.95%, extra pure, anhydrous; Sodium carbonate, 99.999%, (trace metal basis); Sodium carbonate, 99.8%, for analysis, anhydrous, powder; SODIUM CARBONATE(HEAVY); SODYUM KARBONAT(AĞIR); sodium carbonate(heavy); sodyum karbonat(ağır); SODIUM CARBONATE, ACS; sodium cabonate; Sodium carbonat; carbonate sodium; sodium-carbonate; Soda-ash; Natrum carbonicum; Soda Ash dense; Caswell No. 752; sodium carbonate sodium; sodium sodium carbonate; Sodium carbonate, dried; Sodium carbonate,high-p; Sodium Carbonate, dense; CNa2O3; SODIUM CARBONATE(HEAVY); SODYUM KARBONAT(AĞIR); sodium carbonate(heavy); sodyum karbonat(ağır); disodium trioxidocarbonate; SCHEMBL25; Sodium carbonate solution; 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Sodium carbonate [NF]; V 20N; EINECS 207-838-8; EPA Pesticide Chemical Code 073506; NSC 156204; Sodium Carbonate, Anhydrous ASTM D458; Anhydrous soda; SODIUM CARBONATE(HEAVY); SODYUM KARBONAT(AĞIR); sodium carbonate(heavy); sodyum karbonat(ağır); CHEBI:29377; Sodium Carbonate, Anhydrous GE Materials D4D5; 45P3261C7T; Sodium carbonate (NF); Celite(R) 545; Sodium carbonate, 99+%, for analysis, granular; Sodium carbonate, 99.5%, extra pure, anhydrous; Sodium carbonate, 99.95%, extra pure, anhydrous; Sodium carbonate, 99.999%, (trace metal basis); Sodium carbonate, 99.8%, for analysis, anhydrous, powder; SODIUM CARBONATE(HEAVY); SODYUM KARBONAT(AĞIR); sodium carbonate(heavy); sodyum karbonat(ağır); SODIUM CARBONATE, ACS; sodium cabonate; Sodium carbonat; carbonate sodium; sodium-carbonate; Soda-ash; Natrum carbonicum; Soda Ash dense; Caswell No. 752; sodium carbonate sodium; sodium sodium carbonate; Sodium carbonate, dried; Sodium carbonate,high-p; Sodium Carbonate, dense; CNa2O3; SODIUM CARBONATE(HEAVY); 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CARBONATE DE SODIUM (LOURD)

Le carbonate de sodium (lourd) est une base alcaline forte utilisée dans les produits de nettoyage écologiques. Souvent trouvé sous forme de poudre, il est utilisé dans un large éventail d'industries, telles que les produits de nettoyage et de soins personnels et comme fongicide, microbicide, herbicide et ajusteur de pH.

Qu'est-ce que le carbonate de sodium (lourd)?
Le carbonate de sodium (lourd) est un composé chimique de formule moléculaire Na2CO3. Il est communément appelé lessive de soude et est utilisé dans les produits de nettoyage, la production de verre, comme additif alimentaire, etc.

Synonymes
Le carbonate de sodium (lourd) peut porter les noms suivants:

Cristaux de soude
Carbonate de sodium
Carbonate de diSodium (lourd)
Soude calcinée
Sel disodique d'acide carbonique
Soda Solvay
497-19-8
Propriétés
Le carbonate de sodium (lourd) est un alcali avec un pH élevé lorsqu'il est dans des solutions concentrées. Lorsqu'il est ajouté à l'eau, il se décompose en acide carbonique et en hydroxyde de sodium (lessive).

Utilisations de nettoyage
Le carbonate de sodium (lourd) est utilisé dans plusieurs produits de nettoyage, y compris les nettoyants écologiques, en raison de ses propriétés désinfectantes et de sa capacité à couper la graisse et à adoucir l'eau. Vous pouvez le trouver dans les détergents à lessive, les détergents pour lave-vaisselle automatique, les nettoyants tout usage, les nettoyants pour vitres, les détachants, les nettoyants pour comptoirs, les sprays désinfectants et l'eau de Javel.

Pour nettoyer et désinfecter avec du carbonate de sodium (lourd), l'Environmental Protection Agency (EPA) recommande d'utiliser 2 onces par gallon d'eau.1 Cette solution peut être utilisée pour nettoyer les surfaces dures et non poreuses, telles que les sols, les murs, les baignoires , tuiles et coulis.

Le carbonate de sodium (lourd) est considéré comme un irritant à des concentrations inférieures à 15 pour cent et caustique au-dessus de 15 pour cent selon l'EPA, alors gardez cela à l'esprit lorsque vous mélangez vos solutions de nettoyage avec lui.1 Portez des gants de nettoyage et évitez de le mettre dans vos yeux ou bouche.

Autres utilisations
En plus de son utilisation dans les produits de nettoyage, le carbonate de sodium (lourd) est utilisé dans:

Fabrication chimique
Aliments (par exemple, agent anti-agglomérant)
Fabrication du verre
Produits de soins personnels (p. Ex. Bain moussant, dentifrice, sels de bain et trempages et gommages)
Produits de pâte et papier
Entretien de la piscine (pour ajuster le pH)
Traitements thérapeutiques (par exemple, pour traiter les dermatites)
Traitements de médecine vétérinaire (par exemple, pour traiter la teigne, nettoyer la peau et traiter l'eczéma)
Marques de produits contenant du carbonate de sodium (lourd)
Pour voir si certains produits contiennent du carbonate de sodium (lourd), essayez de rechercher dans la base de données des produits ménagers du Département américain de la santé et des services sociaux, dans le Guide du nettoyage sain du groupe de travail environnemental (EWG), dans le Good Guide ou dans la base de données Skin Deep Cosmetic. Si l'utilisation du terme général "Carbonate de sodium (lourd)" ne génère pas beaucoup de résultats, essayez d'entrer l'un de ses synonymes.

Régulation
Lorsque le carbonate de sodium (lourd) est utilisé dans des produits de soins personnels, des aliments ou des médicaments, il est surveillé par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis. Pour d'autres usages, comme les pesticides et les produits de nettoyage, il est surveillé par l'EPA.

Santé et sécurité
L'EPA considère le carbonate de sodium (lourd) comme un pesticide sûr et la FDA le désigne comme généralement considéré comme sûr (GRAS). Dans la «décision d'éligibilité de réenregistrement (RED) de 2006 pour le carbonate de sodium (lourd); Bases minérales faibles», l'EPA note qu'il n'y a aucun risque connu pour la santé humaine lorsque le carbonate de sodium (lourd) est utilisé conformément aux directives de l'EPA et de la FDA GRAS et que "aucune information supplémentaire n'est nécessaire" pour évaluer sa sécurité.

Après avoir consulté immédiatement un médecin, voici quelques conseils de soins à domicile et de premiers soins:

Ingestion: Faire boire un verre d'eau ou de lait à la personne, sauf avis contraire d'un professionnel de la santé. Cependant, ne leur faites pas boire s'ils présentent l'un des symptômes graves tels que vomissements, convulsions ou somnolence et ont des difficultés à avaler. Ne pas faire vomir la personne, sauf si un médecin ou un centre antipoison lui a demandé de le faire.
Contact avec les yeux ou la peau: Rincer abondamment à l'eau pendant au moins 15 minutes.
Inhalation: Amenez la personne à l'air frais.
Effets environnementaux
Selon le document R.E.D de 2006, l'EPA considère le carbonate de sodium (lourd) comme un produit chimique naturellement présent dans le sol et l'eau et ne s'attend à aucun effet néfaste sur la faune ou l'eau si de faibles quantités sont rejetées dans l'environnement. Par conséquent, il pourrait être considéré comme vert.1

La source
La majeure partie de l'approvisionnement mondial en carbonate de sodium (lourd) provient du traitement du minerai de trona, qui est extrait dans le sud-ouest du Wyoming.2

Fabrication de carbonate de sodium (lourd)
Fait intéressant, vous pouvez également fabriquer du carbonate de sodium (lourd) à partir de bicarbonate de soude en le faisant cuire au four.

Carbonate de sodium (lourd)
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À ne pas confondre avec le bicarbonate de sodium (bicarbonate de soude), un composé similaire.
Carbonate de sodium (lourd)
Formule topologique du carbonate de sodium (lourd)
Échantillon de carbonate de sodium (lourd)
Noms
Nom IUPAC
Carbonate de sodium (lourd)
Autres noms
Bicarbonate de soude, lessive de soude, cristaux de soude, trioxocarbonate de sodium
Identifiants
Numero CAS
497-19-8 (anhydre) chèque
5968-11-6 (monohydraté) ☒
6132-02-1(décahydraté) ☒
Modèle 3D (JSmol)
Image interactive
ChEBI
CHEBI: 29377 chèque
ChEMBL
ChEMBL186314 chèque
ChemSpider
9916 chèque
ECHA InfoCard 100.007.127 Modifiez ceci sur Wikidata
Numéro CE
207-838-8
Numéro E E500 (i) (régulateurs d'acidité, ...)
PubChem CID
10340
Numéro RTECS
VZ4050000
UNII
45P3261C7T chèque
Tableau de bord CompTox (EPA)
DTXSID1029621 Modifiez ceci sur Wikidata
InChI [afficher]
SMILES [afficher]
Propriétés
Formule chimique Na2CO3
Masse molaire 105,9888 g / mol (anhydre)
286,1416 g / mol (décahydraté)
Aspect Solide blanc, hygroscopique
Odeur inodore
Densité
2,54 g / cm3 (25 ° C, anhydre)
1,92 g / cm3 (856 ° C)
2,25 g / cm3 (monohydraté) [1]
1,51 g / cm3 (heptahydraté)
1,46 g / cm3 (décahydraté) [2]
Point de fusion 851 ° C (1,564 ° F; 1,124 K) (anhydre)
100 ° C (212 ° F; 373 K)
se décompose (monohydraté)
33,5 ° C (92,3 ° F; 306,6 K)
se décompose (heptahydraté)
34 ° C (93 ° F; 307 K)
(décahydraté) [2] [6]
Solubilité dans l'eau anhydre, g / 100mL:
7 (0 ° C)
16,4 (15 ° C)
34,07 (27,8 ° C)
48,69 (34,8 ° C)
48,1 (41,9 ° C)
45,62 (60 ° C)
43,6 (100 ° C) [3]
Solubilité Soluble dans aq. alcalis, [3] glycérol
Légèrement soluble dans aq. de l'alcool
Insoluble dans CS2, acétone, acétates d'alkyle, alcool, benzonitrile, ammoniac liquide [4]
Solubilité dans la glycérine 98,3 g / 100g (155 ° C) [4]
Solubilité dans l'éthanediol 3,46 g / 100g (20 ° C) [5]
Solubilité dans le diméthylformamide 0,5 g / kg [5]
Acidité (pKa) 10,33
Susceptibilité magnétique (χ) −4,1 · 10−5 cm3 / mol [2]
Indice de réfraction (nD) 1,485 (anhydre)
1,420 (monohydraté) [6]
1,405 (décahydraté)
Viscosité 3,4 cP (887 ° C) [5]
Structure
Structure cristalline Monoclinique (forme γ, forme β, forme δ, anhydre) [7]
Orthorhombique (monohydraté, heptahydraté) [1] [8]
Groupe d'espace C2 / m, n ° 12 (forme γ, anhydre, 170 K)
C2 / m, n ° 12 (forme β, anhydre, 628 K)
P21 / n, n ° 14 (forme δ, anhydre, 110 K) [7]
PCA21, n ° 29 (monohydraté) [1]
Pbca, n ° 61 (heptahydraté) [8]
Groupe ponctuel 2 / m (forme γ, forme β, forme δ, anhydre) [7]
mm2 (monohydraté) [1]
2 / m 2 / m 2 / m (heptahydraté) [8]
Constante de réseau
a = 8,920 (7) Å, b = 5,245 (5) Å, c = 6,050 (5) Å (forme γ, anhydre, 295 K) [7]
α = 90 °, β = 101,35 (8) °, γ = 90 °
Géométrie de coordination octaédrique (Na +, anhydre)
Thermochimie
Capacité thermique (C) 112,3 J / mol · K [2]
Molaire std
entropie (So298) 135 J / mol · K [2]
Enthalpie std de
formation (ΔfH⦵298) −1130,7 kJ / mol [2] [5]
Énergie libre de Gibbs (ΔfG˚) −1044,4 kJ / mol [2]
Dangers
Principaux dangers Irritant
Fiche de données de sécurité MSDS
Pictogrammes SGH GHS07: Nocif [9]
Mention d'avertissement SGH Avertissement
Mentions de danger SGH H319 [9]
Conseils de prudence SGH P305 + 351 + 338 [9]
NFPA 704 (diamant de feu)
[11]
Diamant quatre couleurs NFPA 704
010
Dose ou concentration létale (DL, LC):
DL50 (dose médiane) 4090 mg / kg (rat, orale) [10]
Composés apparentés
Autres anions Bicarbonate de sodium
Autres cations Carbonate de lithium
Carbonate de potassium
Carbonate de rubidium
Carbonate de césium
Composés apparentés Sesquicarbonate de sodium
Percarbonate de sodium
Sauf indication contraire, les données sont données pour les matériaux dans leur état standard (à 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒ vérifier (qu'est-ce que check☒?)
Références Infobox
Le carbonate de sodium (lourd), Na2CO3 (également connu sous le nom de lessive de soude, de carbonate de sodium et de cristaux de soude) est le composé inorganique de formule Na2CO3 et ses divers hydrates. Toutes les formes sont des sels blancs solubles dans l'eau qui donnent des solutions modérément alcalines dans l'eau. Historiquement, il était extrait des cendres de plantes poussant dans des sols riches en sodium. Parce que les cendres de ces plantes riches en sodium étaient sensiblement différentes des cendres de bois (autrefois utilisées pour produire de la potasse), le carbonate de sodium (lourd) est devenu connu sous le nom de «carbonate de sodium». [12] Il est produit en grande quantité à partir de chlorure de sodium et calcaire par le procédé Solvay.

Contenu
1 Hydrate
1.1 Lavage de soude
2 applications
2.1 Fabrication du verre
2.2 Adoucissement de l'eau
2.3 Additif alimentaire et cuisson
2.4 Base faible et bon marché
2.5 Précurseur d'autres composés
2.6 Divers
3 Propriétés physiques
4 Présence comme minéral naturel
5 Production
5.1 Exploitation minière
5.2 Barilla et varech
5.3 Processus Leblanc
5.4 Processus Solvay
5.5 Processus de Hou
6 Voir aussi
7 Références
8 Lectures complémentaires
9 Liens externes
Hydrate
Le carbonate de sodium (lourd) est obtenu sous forme de trois hydrates et de sel anhydre:

Carbonate de sodium (lourd) décahydraté (natron), Na2CO3 · 10H2O, qui s'efflore facilement pour former le monohydrate.
Carbonate de sodium (lourd) heptahydraté (non connu sous forme minérale), Na2CO3 · 7H2O.
Carbonate de sodium (lourd) monohydraté (thermonatrite), Na2CO3 · H2O. Aussi connu sous le nom de carbonate de cristal.
Le carbonate de sodium anhydre (lourd), également connu sous le nom de soude calcinée, est formé en chauffant les hydrates. Il se forme également lorsque l'hydrogénocarbonate de sodium est chauffé (calciné), par ex. dans la dernière étape du processus Solvay.
Le décahydrate est formé à partir de solutions aqueuses cristallisant dans la plage de températures de -2,1 à +32,0 ° C, l'heptahydrate dans la plage étroite de 32,0 à 35,4 ° C et au-dessus de cette température, le monohydrate se forme. [13] Dans l'air sec, le décahydraté et l'heptahydrate perdent de l'eau pour donner le monohydrate. D'autres hydrates ont été signalés, par ex. avec 2,5 unités d'eau par carbonate de sodiume Unité (lourde) ("pentahemihydrate"). [14]

Cristaux de soude
Le carbonate de sodium (lourd) décahydraté (Na2CO3 · 10H2O), également connu sous le nom de soude de lavage, est l'hydrate le plus courant de carbonate de sodium (lourd) contenant 10 molécules d'eau de cristallisation. Le carbonate de sodium est dissous dans l'eau et cristallisé pour obtenir de la soude de lavage.

{ displaystyle { ce {Na2CO3 + 10H2O -> Na2CO3.10H2O}}} { displaystyle { ce {Na2CO3 + 10H2O -> Na2CO3.10H2O}}}

C'est un solide cristallin transparent.
C'est l'un des rares carbonates métalliques solubles dans l'eau.
Il est alcalin avec un pH de 11; il vire le tournesol rouge au bleu.
Il a des propriétés détergentes ou nettoyantes, car il peut éliminer la saleté et la graisse des vêtements sales, etc. Il attaque la saleté et la graisse pour former des produits solubles dans l'eau, qui sont ensuite lavés lors d'un rinçage à l'eau.
Applications
Certaines applications courantes du carbonate de sodium (lourd) (ou de la soude de lavage) comprennent:

Le carbonate de sodium (lourd) (ou lessive de soude) est utilisé comme agent nettoyant à des fins domestiques comme le lavage des vêtements. Le carbonate de sodium (lourd) est un composant de nombreuses poudres de savon sec.
Il est utilisé pour éliminer la dureté temporaire et permanente de l'eau. [15] (voir adoucissement de l'eau).
Il est utilisé dans la fabrication du verre, du savon et du papier. (voir fabrication du verre)
Il est utilisé dans la fabrication de composés de sodium comme le borax
Fabrication de verre
Le carbonate de sodium (lourd) sert de fondant pour la silice, abaissant le point de fusion du mélange à quelque chose de réalisable sans matériaux spéciaux. Ce "verre sodé" est légèrement soluble dans l'eau, de sorte qu'un peu de carbonate de calcium est ajouté au mélange fondu pour rendre le verre insoluble. Le verre de bouteille et de fenêtre (verre sodocalcique) est fabriqué en faisant fondre de tels mélanges de carbonate de sodium (lourd), de carbonate de calcium et de sable de silice (dioxyde de silicium (SiO2)). Lorsque ces matériaux sont chauffés, les carbonates libèrent du dioxyde de carbone. De cette manière, le carbonate de sodium (lourd) est une source d'oxyde de sodium. Le verre sodocalcique est la forme de verre la plus courante depuis des siècles. [16]

Adoucissement de l'eau

Dureté de l'eau aux États-Unis
L'eau dure contient des composés dissous, généralement des composés de calcium ou de magnésium. Le carbonate de sodium (lourd) est utilisé pour éliminer la dureté temporaire et permanente de l'eau. [15]

Comme le carbonate de sodium (lourd) est soluble dans l'eau et que le carbonate de magnésium et le carbonate de calcium sont insolubles, il est donc utilisé pour adoucir l'eau en éliminant Mg2 + et Ca2 +. Ces ions forment des précipités solides insolubles lors du traitement avec des ions carbonate:

{ displaystyle { ce {Ca ^ 2 + + CO3 ^ 2- -> CaCO3}}} { displaystyle { ce {Ca ^ 2 + + CO3 ^ 2- -> CaCO3}}}
{ displaystyle { ce {Ca ^ 2 + (aq) + Na2CO3 (aq) -> CaCO3 (s) + 2Na + (aq)}}} { displaystyle { ce {Ca ^ 2 + (aq) + Na2CO3 ( aq) -> CaCO3 (s) + 2Na + (aq)}}}

De même, { displaystyle { ce {Mg ^ ​​2 + (aq) + Na2CO3 (aq) -> MgCO3 (s) + 2Na + (aq)}}} { displaystyle { ce {Mg ^ ​​2 + (aq) + Na2CO3 (aq) -> MgCO3 (s) + 2Na + (aq)}}}

L'eau est adoucie car elle ne contient plus d'ions calcium et magnésium dissous. [15]

Additif alimentaire et cuisson
Le carbonate de sodium (lourd) est un additif alimentaire (E500) utilisé comme régulateur d'acidité, agent anti-agglomérant, agent levant et stabilisant. C'est l'un des composants du kansui (か ん 水), une solution de sels alcalins utilisée pour donner aux nouilles ramen leur saveur et leur texture caractéristiques. Il est utilisé dans la production de snus pour stabiliser le pH du produit final. Le carbonate de sodium (lourd) est utilisé dans la production de poudre de sorbet. La sensation de refroidissement et de pétillement résulte de la réaction endothermique entre le carbonate de sodium (lourd) et un acide faible, généralement l'acide citrique, libérant du gaz carbonique, qui se produit lorsque le sorbet est humidifié par la salive. En Chine, il est utilisé pour remplacer l'eau de lessive dans la croûte des gâteaux de lune cantonais traditionnels, et dans de nombreux autres petits pains et nouilles cuits à la vapeur chinois. En cuisine, il est parfois utilisé à la place de l'hydroxyde de sodium pour la lessive, notamment avec les bretzels allemands et les rouleaux de lessive. Ces plats sont traités avec une solution d'une substance alcaline pour modifier le pH de la surface de l'aliment et améliorer le brunissement. Le carbonate de sodium (lourd) est corrosif pour les ustensiles de cuisine, les ustensiles et les feuilles d'aluminium. [17]

Base faible et peu coûteuse
Le carbonate de sodium (lourd) est également utilisé comme base relativement forte dans divers domaines. En tant qu'alcali courant, il est préféré dans de nombreux procédés chimiques car il est moins cher que le NaOH et beaucoup plus sûr à manipuler. Sa douceur recommande particulièrement son utilisation dans les applications domestiques.

Par exemple, il est utilisé comme régulateur de pH pour maintenir des conditions alcalines stables nécessaires à l'action de la majorité des agents de développement de films photographiques. C'est également un additif courant dans les piscines et l'eau d'aquarium pour maintenir un pH et une dureté carbonatée (KH) souhaités. Dans la teinture avec des colorants réactifs aux fibres, le carbonate de sodium (lourd) (souvent sous un nom tel que fixateur de soude ou activateur de carbonate de soude) est utilisé pour assurer une liaison chimique appropriée du colorant avec des fibres de cellulose (végétales), généralement avant la teinture (pour tie dyes), en mélange avec le colorant (pour la teinture), ou après teinture (pour l'immersionteinture). Il est également utilisé dans le processus de flottation par mousse pour maintenir un pH favorable comme conditionneur de flotteur en plus du CaO et d'autres composés légèrement basiques.

Précurseur d'autres composés
Le bicarbonate de sodium (NaHCO3) ou le bicarbonate de soude, également un composant des extincteurs, est souvent généré à partir de carbonate de sodium (lourd). Bien que le NaHCO3 soit lui-même un produit intermédiaire du procédé Solvay, le chauffage nécessaire pour éliminer l'ammoniac qui le contamine décompose une partie du NaHCO3, ce qui rend plus économique la réaction du Na2CO3 fini avec du CO2:

Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO3
Dans une réaction similaire, le carbonate de sodium (lourd) est utilisé pour fabriquer du bisulfite de sodium (NaHSO3), qui est utilisé pour la méthode «sulfite» de séparation de la lignine de la cellulose. Cette réaction est exploitée pour éliminer le dioxyde de soufre des gaz de combustion dans les centrales électriques:

Na2CO3 + SO2 + H2O → NaHCO3 + NaHSO3
Cette application est devenue plus courante, en particulier lorsque les stations doivent respecter des contrôles d'émissions rigoureux.

Le carbonate de sodium (lourd) est utilisé par l'industrie cotonnière pour neutraliser l'acide sulfurique nécessaire au délintage acide des graines de coton floues.

Divers
Le carbonate de sodium (lourd) est utilisé par l'industrie de la brique comme agent mouillant pour réduire la quantité d'eau nécessaire pour extruder l'argile. Dans la coulée, il est appelé «agent de liaison» et est utilisé pour permettre à l'alginate humide d'adhérer à l'alginate gélifié. Le carbonate de sodium (lourd) est utilisé dans les dentifrices, où il agit comme agent moussant et abrasif, et pour augmenter temporairement le pH de la bouche.

Le carbonate de sodium (lourd) est également utilisé dans le traitement et le tannage des peaux d'animaux. [Citation nécessaire]

Propriétés physiques
L'enthalpie intégrale de la solution de carbonate de sodium (lourd) est de -28,1 kJ / mol pour une solution aqueuse à 10% p / p. [18] La dureté Mohs du carbonate de sodium (lourd) monohydraté est de 1,3. [6]

Présence comme minéral naturel

Structure du monohydrate à 346 K.
Le carbonate de sodium (lourd) est soluble dans l'eau et peut se produire naturellement dans les régions arides, en particulier dans les dépôts minéraux (évaporites) formés lorsque les lacs saisonniers s'évaporent. Les gisements de natron minéral ont été extraits des fonds secs des lacs en Égypte depuis les temps anciens, lorsque le natron était utilisé dans la préparation de momies et dans la fabrication précoce du verre.

La forme minérale anhydre du carbonate de sodium (lourd) est assez rare et appelée natrite. Le carbonate de sodium (lourd) éclate également d'Ol Doinyo Lengai, le volcan unique de la Tanzanie, et il est présumé avoir éclaté d'autres volcans dans le passé, mais en raison de l'instabilité de ces minéraux à la surface de la terre, ils sont susceptibles d'être érodés. Les trois formes minéralogiques de carbonate de sodium (lourd), ainsi que le trona, hydrogendicarbonate trisodique dihydraté, sont également connus à partir de roches pegmatitiques ultra-alcalines, qui se produisent par exemple dans la péninsule de Kola en Russie.

Extraterrestre, le carbonate de sodium (lourd) connu est rare. Les dépôts ont été identifiés comme la source de points lumineux sur Ceres, un matériau intérieur qui a été ramené à la surface. [19] Bien qu'il y ait des carbonates sur Mars, et ceux-ci devraient inclure du carbonate de sodium (lourd), [20] les dépôts doivent encore être confirmés, cette absence est expliquée par certains comme étant due à une dominance globale de pH bas dans un sol martien auparavant aqueux. . [21]

Production
Exploitation minière
Trona, hydrogendicarbonate trisodique dihydraté (Na3HCO3CO3 · 2H2O), est exploité dans plusieurs régions des États-Unis et fournit presque toute la consommation intérieure de carbonate de sodium (lourd). Les grands gisements naturels découverts en 1938, comme celui près de Green River, dans le Wyoming, ont rendu l'exploitation minière plus économique que la production industrielle en Amérique du Nord. Il existe d'importantes réserves de trona en Turquie; deux millions de tonnes de carbonate de sodium ont été extraites des réserves près d'Ankara. Il est également extrait de certains lacs alcalins tels que le lac Magadi au Kenya par dragage. Les sources salines chaudes reconstituent continuellement le sel dans le lac de sorte que, à condition que le taux de dragage ne soit pas supérieur au taux de reconstitution, la source soit entièrement durable. [Citation nécessaire]

Barilla et varech
Plusieurs espèces végétales «halophytes» (tolérantes au sel) et espèces d'algues peuvent être transformées pour produire une forme impure de carbonate de sodium (lourd), et ces sources ont prédominé en Europe et ailleurs jusqu'au début du 19e siècle. Les plantes terrestres (généralement des glassworts ou des salines) ou les algues (généralement des espèces de Fucus) ont été récoltées, séchées et brûlées. Les cendres ont ensuite été «lixiviées» (lavées à l'eau) pour former une solution alcaline. Cette solution a été bouillie à sec pour créer le produit final, qui a été appelé "carbonate de soude"; ce nom très ancien dérive du mot arabe soda, à son tour appliqué à la salsola soda, l'une des nombreuses espèces de plantes de bord de mer récoltées pour la production. "Barilla" est un terme commercial appliqué à une forme impure de potasse obtenue à partir de plantes côtières ou de varech. [22]

La concentration de carbonate de sodium (lourd) dans le carbonate de sodium variait très largement, de 2 à 3 pour cent pour la forme dérivée d'algues («varech»), à 30 pour cent pour la meilleure barilla produite à partir de plantes salines de Spain. Les sources végétales et d'algues pour le carbonate de sodium, ainsi que pour la "potasse" alcaline connexe, sont devenues de plus en plus inadéquates à la fin du XVIIIe siècle, et la recherche de voies commercialement viables pour synthétiser le carbonate de sodium à partir de sel et d'autres produits chimiques s'est intensifiée. [23]

Processus Leblanc
Article détaillé: processus Leblanc
En 1792, le chimiste français Nicolas Leblanc a breveté un procédé de production de carbonate de sodium (lourd) à partir de sel, d'acide sulfurique, de calcaire et de charbon. Dans la première étape, le chlorure de sodium est traité avec de l'acide sulfurique dans le procédé de Mannheim. Cette réaction produit du sulfate de sodium (gâteau de sel) et du chlorure d'hydrogène:

2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl
Le gâteau de sel et le calcaire broyé (carbonate de calcium) ont été réduits par chauffage au charbon. [16] Cette conversion comporte deux parties. La première est la réaction carbothermique par laquelle le charbon, source de carbone, réduit le sulfate en sulfure:

Na2SO4 + 2C → Na2S + 2CO2
La deuxième étape est la réaction pour produire du carbonate de sodium (lourd) et du sulfure de calcium:

Na2S + CaCO3 → Na2CO3 + CaS
Ce mélange est appelé cendre noire. Le carbonate de sodium est extrait de la cendre noire avec de l'eau. L'évaporation de cet extrait donne du carbonate de sodium solide (lourd). Ce processus d'extraction a été appelé lixiviation.

L'acide chlorhydrique produit par le procédé Leblanc était une source majeure de pollution de l'air, et le sous-produit de sulfure de calcium présentait également des problèmes d'élimination des déchets. Cependant, il est resté la principale méthode de production de carbonate de sodium (lourd) jusqu'à la fin des années 1880. [23] [24]

Processus Solvay
Article principal: processus Solvay
En 1861, le chimiste industriel belge Ernest Solvay a mis au point une méthode pour fabriquer du carbonate de sodium (lourd) en faisant d'abord réagir du chlorure de sodium, de l'ammoniaque, de l'eau et du dioxyde de carbone pour générer du bicarbonate de sodium et du chlorure d'ammonium: [16]

NaCl + NH3 + CO2 + H2O → NaHCO3 + NH4Cl
Le bicarbonate de sodium résultant a ensuite été converti en carbonate de sodium (lourd) en le chauffant, en libérant de l'eau et du dioxyde de carbone:

2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2
Pendant ce temps, l'ammoniac a été régénéré à partir du sous-produit de chlorure d'ammonium en le traitant avec la chaux (oxyde de calcium) laissée par la génération de dioxyde de carbone:

2NH4Cl + CaO → 2NH3 + CaCl2 + H2O
Le procédé Solvay recycle son ammoniac. Il ne consomme que de la saumure et du calcaire, et le chlorure de calcium est son seul déchet. Le procédé est nettement plus économique que le procédé Leblanc, qui génère deux déchets, le sulfure de calcium et le chlorure d'hydrogène. Le procédé Solvay a rapidement dominé la production mondiale de carbonate de sodium (lourd). En 1900, 90% du carbonate de sodium (lourd) était produit par le procédé Solvay et la dernière usine de traitement de Leblanc fermait au début des années 1920. [16]

La deuxième étape du procédé Solvay, le chauffage du bicarbonate de sodium, est utilisée à petite échelle par les cuisiniers à domicile et dans les restaurants pour fabriquer du carbonate de sodium (lourd) à des fins culinaires (y compris les bretzels et les nouilles alcalines). La méthode est attrayante pour ces utilisateurs car le bicarbonate de sodium est largement vendu sous forme de bicarbonate de soude et les températures requises (250 ° F (121 ° C) à 300 ° F (149 ° C)) pour convertir le bicarbonate de soude en carbonate de sodium (lourd) sont facilement réalisables dans les fours de cuisine conventionnels. [25]

Processus de Hou
Ce procédé a été développé par le chimiste chinois Hou Debang dans les années 1930. Le dioxyde de carbone, sous-produit de reformage à la vapeur antérieur, était pompé à travers une solution saturée de chlorure de sodium et d'ammoniaque pour produire du bicarbonate de sodium par ces réactions:

CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2
3H2 + N2 → 2NH3
NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3
NH4HCO3 + NaCl → NH4Cl + NaHCO3
Le bicarbonate de sodium a été recueilli sous forme de précipité en raison de sa faible solubilité, puis chauffé jusqu'à environ 80 ° C (176 ° F) ou 95 ° C (203 ° F) pour donner du carbonate de sodium pur (lourd) similaire à la dernière étape du Processus Solvay. Plus de chlorure de sodium est ajouté à la solution restante de chlorures d'ammonium et de sodium; De plus, plus d'ammoniac est pompé à 30-40 ° C vers cette solution. La température de la solution est ensuite abaissée à moins de 10 ° C. La solubilité du chlorure d'ammonium est supérieure à celle du chlorure de sodium à 30 ° C et inférieure à 10 ° C. En raison de cette différence de solubilité dépendant de la température et de l'effet des ions communs, le chlorure d'ammonium est précipité dans une solution de chlorure de sodium.

Le nom chinois du procédé de Hou, lianhe zhijian fa (联合 制碱 法), signifie «méthode de fabrication couplée alcaline»: le procédé de Hou est couplé au procédé Haber et offre une meilleure économie d'atomes en éliminant la production de chlorure de calcium, puisque l'ammoniac n'a plus besoin à régénérer. Le chlorure d'ammonium sous-produit peut être vendu comme engrais.

Voir également
Natron
Indice de carbonate de sodium résiduel (lourd)
Bicarbonate de sodium