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Profesor: Juan Pablo Colotta

Alumno: Ruben Mario Moret

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* La sustancia

* Historia etimología

* Usos

* Peligrosidad

* Almacenamiento

* Medio ambiente

•Obtención Le Blanc• Obtención Solvay• Obtención Hou• Trona

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.Forma una solución acuosa fuertemente alcalina.

CARBONATO DE SODIO

El carbonato de sodio decahidratado es un compuesto cristalino, incoloro, transparente

El Na2CO3 puede presentarse según las condiciones de obtención en forma anhidra (sin agua) o como hidratos, conteniendo proporciones definidas de agua. Forma 5 hidratos diferentes Na2CO3·H2O; Na2CO3·2H2O; Na2CO3·3H2O; Na2CO3·7H2O y Na2CO3·10H2O

Soluble en agua (absorbe humedad del aire) insoluble en alcohol

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CARBONATO DE SODIO (Na2CO3)

Olor: Ninguno. pH (Solución 1% . m/v): 8.2 Solubilidad en agua: 8.6 g/100 ml @ 20°C. Densidad relativa: 2.53 @ 20ºC ( Agua=1)

Peso molecular: 105,99 Punto de Fusión: 851 C Punto de Ebullicion: 1600 C VOLVERVOLVER

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• Lago Natrón (Egipto) obtención por calcinación de Lago Natrón (Egipto) obtención por calcinación de plantas. Etimología del símbolo Na.plantas. Etimología del símbolo Na.

• (Escocia(Escocia) ) Cenizas obtenidas de la incineración de las Cenizas obtenidas de la incineración de las plantas barrilleras (Esp.) o de algas plantas barrilleras (Esp.) o de algas Kelp…… Etimología de Etimología de "soda ash" (ash en inglés significa ceniza)."soda ash" (ash en inglés significa ceniza).

•Academia Francesa estableció en 1775 un premio de 1200 Academia Francesa estableció en 1775 un premio de 1200 libraslibras para obtener sosa para obtener sosa a partir de la sal como materia a partir de la sal como materia prima.prima.

•En 1791 se le dio la licencia y patente a Nicolás Le BlancEn 1791 se le dio la licencia y patente a Nicolás Le Blanc, , se trata de la primera síntesis industrial.se trata de la primera síntesis industrial.

•Ernest Solvay en 1863 desarrolla el proceso industrial de Ernest Solvay en 1863 desarrolla el proceso industrial de obtención del carbonato sódico,obtención del carbonato sódico, se comienza a denominar se comienza a denominar también soda Solvay, en honor a su descubridortambién soda Solvay, en honor a su descubridor..

HISTORIA Y ETIMOLOGIA

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Kelp

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Limpieza industrialLimpieza industrial Como blanqueador en la limpieza industrial Materia primaMateria prima El carbonato de sodio es usado en la industria química para sintetizar muchos compuestos de sodio diferentes, incluyendo el bicarbonato de sodio (bicarbonato de soda), silicato de sodio (usado en detergentes), tripolifosfato de sodio (base para detergentes), hidróxido de sodio (lejía), cromato de sodio y dicromato de sodio (usado en el cromado), aluminato de sodio (usado en la refinación del aluminio), y cianuro de sodio (para electro plateado). Uno de sus principales usos es en la manufactura del vidrio

Usos de la sosa

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USOS GENERALES de SODA SOLVAY y derivados

bicarbonato de sodio

Soda Solvay

Solvay

Hidróxido de sodio

•bebidas gaseosas

•Medicamentos

•Productos alimenticios

•Extinguidores de incendio

•Vidrio

•Jabón

•Papel

•Rayón

•Cerámica

•Metalurgia

•Agricultura

•Jabón

•Rayón

•Colorantes

•Tratamiento de aguas

•Medicamentos

•Productos químicos

•Petróleo

•Películas fotográficas

•Cueros

•Azúcar

•Colorantes

•Textiles

•Metalurgia

•Tintorería

•Goma regeneradaVOLVERVOLVER

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Código de riesgo NFPA

Salud: Peligroso

Inflamabilidad: No arde

Reactividad: Estable

Incompatibilidad: Reacciona con Agua formando Sosa Cáustica. Puede reaccionar violentamente al combinársele con ácidos fuertes, libera Dióxido de Carbono (CO2) y calor

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PELIGROSIDAD

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* El Carbonato de Sodio es un producto alcalino, irritante severo de ojos e irritante moderado de membrana mucosa y piel.* Evitar la exposición del cuerpo humano al polvo de Carbonato de Sodio, con la presencia de humedad o sudoración se combina formando sosa cáustica, irritante y corrosiva. Puede producir lesiones a la piel con el contacto prolongado.

* La ingestión puede producir corrosión del tracto gastrointestinal, vomito, diarrea, colapso circulatorio, y muerte.

PELIGROSIDADPELIGROSIDAD

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2 NaCl + H2SO4 2 HCl + Na2SO4 (1) Na2SO4 + 2 C 2 CO2 + Na2S (2) Na2S + CaCO3 CaS + Na2CO3 (3) ____________________________________________2 NaCl + H2SO4 + 2C + CaCO3 2 HCl + 2 CO2 + CaS + Na2CO3 (4)

CaS y HCl son subproductos que se utilizan, respectivamente para obtener azufre (empleado a su vez para producir ácido sulfúrico) y cloro

Proceso Le Blanc

2HCl + MgO Cl2Mg + H2O + Cl2

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Esquema delProceso Le Blanc

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El HCl era el problema principal. •Pero también había un residuo maloliente (CaS+ 2H2O H2S+Ca(OH)2

•Los humos eran tan densos que la visibilidad en el entorno de la planta era <90 m. •Se hizo una petición a la corona de Inglaterra contra el Proceso Le Blanc en 1839•Esto condujo a la Ley del Álcali “Alkali Act” en 1863, primera legislación en el mundo destinada a limitar la contaminación atmosférica.

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Dificultades delProceso Le Blanc

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CaCO3 CaO + CO2 (1) CaO + H2O Ca(OH)2 (2) 2 NH3 + 2 H2O + 2 CO2 2 NH4HCO3 (3) 2 NaCl + 2 NH4HCO3 2 NaHCO3 + 2 NH4Cl(4) 2 NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O (5) 2 NH4Cl + Ca(OH)2 2 NH3 + 2 H2O + CaCl2 (6) _________________________________________________ CaCO3 + 2 NaCl Na2CO3 + CaCl2 (7)

Proceso Solvay

El proceso se basa en que el bicarbonato sódico es insoluble en solución acuosa alcalina, usando, para obtener el pH básico, amoníaco.

El CO2 puede reciclarse y el NH3 se recupera. Se requiere mantener un exceso de amoniaco para estar seguros que la mezcla de sales permanezca no-ácida (es decir que se evite la formación de HCl que convertiría todo el carbonato a CO2)

Esquema

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CaCO3 CaO + CO2 (1) CaO + H2O Ca(OH)2 (2) 2 NH3 + 2 H2O + 2 CO2 2 NH4HCO3 (3) 2 NaCl + 2 NH4HCO3 2 NaHCO3 + 2 NH4Cl(4) 2 NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O (5) 2 NH4Cl + Ca(OH)2 2 NH3 + 2 H2O + CaCl2 (6) _________________________________________________ CaCO3 + 2 NaCl Na2CO3 + CaCl2 (7)

Proceso Solvay

La reacción (4) es reversible, las concentraciones de las sales que en ella participan y las condiciones de temperatura determinan el sentido en que se producirá.

Esquema

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Para obtener un elevado grado de reacción es necesario:

a. Una concentración elevada del NaCl en la salmuera original.

b. Una relación entre la concentración del NH3 y del NaCl en la salmuera amoniacal que sea de 1,10: 1,0 hasta 1,12: 1,00.

c. Un gas carbónico con la máxima concentración posible en CO2.

d. Una regulación de la temperatura, conducida de tal manera que la precipitación tenga lugar a 40ºC al comenzar y que progresivamente vaya disminuyendo por un enfriamiento uniforme hasta llegar al final de 20-30ºC

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Esquema del

Proceso Solvay

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•Ventajas del proceso Solvay:

–No usaba ácidos,

–Menos residuos (bajo volumen de CaCl2 contra alto volumen de CaS/CaSO4), para que el que actualmente se han ideado nuevas aplicaciones: retener el polvo en carreteras, en el carbón y campos de tenis; derretir el hielo en carreteras, y para preparar soluciones refrigerantes.

–CO2/NH3 recuperados, –Costes un 70% menores.

•Desventajasdel proceso Solvay

–El coste de inversión de la planta era mayor

•En 1902 el proceso Solvay tenía el 90% del mercado mundial de la sosa.

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Preparación de materia prima

Fabricación de sosa

Recuperación del amoniaco

Almacenar productos

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Se prepara ClNa(ac) diluido

Se quitan impurezas sólidas en filtro prensa

Por otro lado se calcina la caliza

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El proceso comienza en la llamada torre de amoniación, donde una disolución concentrada y fría de cloruro de sodio NaCl, se trata con amoníaco gas, y luego pasa a la torre Solvay donde se trata con dióxido de carbono para formar primero carbonato ácido de amonio NH4HCO3:

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que posteriormente reacciona con NaCl y da bicarbonato de sodio NaHCO3 y cloruro de amonio NH4Cl:

El precipitado de bicarbonato de sodio se filtra y se separa de la disolución de cloruro de amonio para posteriormente secarse y calentarse en un horno rotatorio llamado Calciner, consiguiéndose el carbonato de sodio o la ceniza anhidro de soda

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Ecuaciones

Ecuaciones

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La lejía que sale del filtro rotatorio se almacena en forma de cloruro de amonio en un tanque de almacenaje.

NH3 se desprende pasando por el intercambiador y se recicla

Se recupera al pasar por –intercambiador y desplazador –(lechada de cal y cloruro de amonio

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El resultado es la obtención de un residuo: disolución acuosa de cloruro cálcico.Y el producto: carbonato sódico anhidro que se almacena en un silo.

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El Sr. Hou Debang inventó en el 1941 el hoy llamado “proceso Hou”.

La diferencia entre el proceso Solvay y el proceso Hou, es que en este no se recupera el NH3 en las destilaciones. A la salida de las columnas se realiza una cristalización en frío para separar el NH4Cl como subproducto. Las aguas madres de esta cristalización vuelven a la entrada del proceso para ser saturados con NaCl y NH3. No hay destilaciones ni hornos de cal pero sí se necesita una producción de NH3 a gran escala.

Proceso Hou

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Actualmente el 75% se fabrica por el proceso Solvay y el resto se obtiene a partir de minerales naturales como el “trona” (Na2CO3·NaHCO3·2H2O)

Se presenta en la superficie del salar de Salinas cercano a Arequipa (Perú) y se disuelve en las aguas del lago que se forma en su lugar durante la época de lluvias. En Estados Unidos los carbonatos de sodio disueltos, se concentran en los lagos en disecación con desagüe inexistente o limitado ubicados en las áreas áridas. Dichos lagos tienen las más grandes reservas y la mayor producción de trona en el mundo. El área donde se presentan los depósitos mencionados está cubierta por volcánicos cenozoicos. La trona está asociada con boratos

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Obtención de sosa del mineral tronaGentileza

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Almacenamiento

• Na2CO3 .10 H2O (sosa cristal) debe almacenarse en locales húmedos y bien tapados, pues al aire seco pierde agua de cristalización y se transforma en polvo blanco.

• Na2CO3 (sosa calcinada) debe conservarse en lugares secos pues sino sin parecer húmeda se transforma fácilmente en monohidrato Na2CO3 . H2O por captación de humedad del aire

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Medio Ambiente

• En la planta de producción de carbonato sódico (Solvay) existen tan sólo dos compuestos que son liberados a la atmósfera sin sufrir ningún tipo de tratamiento que son el dióxido de carbono y el monóxido.

• Los otros compuestos que se generan durante el proceso; como son el amoníaco, el dióxido de azufre e incluso las partículas de polvo son sometidos a diversos procesos de limpieza

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Una disolución acuosa de sosa tiene reacción alcalina

Na2CO3 + H2O =====>2 Na + +HCO3 - + OH -

El ácido carbónico es un ácido débil, es decir, apenas disociado que además se descompone fácilmente:

H2CO3 =====> CO2 + H2O

Incluso el ion carbonato CO3= de la sosa toma del agua los

hidrógenos presentes en pequeña cantidad

H2O =====> OH - + H+

y forma con ellos ion carbonato ácido HCO3- no disociado, de

modo que queda un exceso de iones OH- que hacen la disolución alcalina VOLVERVOLVER

Alcalina

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Curva de solubilidad

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Con cal (CaO) se hace reaccionar con una solución caliente (100 ºC) de carbonato sódico produciendo sosa cáustica:

CaO(s) + Na2CO3(ac) →CaCO3(s) + NaOH(ac) en una serie de tanques agitados con un rendimiento del 90% y con una calidad final del producto comparable al obtenido por vía electrolítica.

Obtención de Sosa Cáustica

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Alga marina de color parda perteneciente al reino protista, rica en yodo y alcalis Utilizado como blanqueador, para obtener vidrio y jabón. Hoy se utiliza por industria alimenticia

También se usa frecuentemente como fertilizante.

Un kelper es, en argot inglés, un habitante de las Islas Malvinas.

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