Carbonat de sòdi

Lo carbonat de sòdi es un còrs compausat quimic mineral avent per formula Na₂CO₃ e correspondent a l'espèc!a minerala naturala nomenada la natrita. S'agís d'un sal de sòdi de l'acid carbonic, presenta un dels grands produchs polivalents de la quimia modèrna. Dins lo langatge corrent, aquel solid ionic, mai sovent jos forma polveroses, e sas solucions aquosas son nomenadas cristals de soda e soda, del nom comun d'aquel ancian alcalí mineral, utilisat de per abans dins l'industria veirièra antica.

Per contre, cal pas confondre l carbonat de sòdi amb la soda causitca o encara amb lo bicarbonat de sòdi, autrecòps nomenat communament bicarbonat de sode.

Obtencion

Lo carbonat de sòdi se pòt obténer a partir de jaces de natron Na₂(CO₃) • 10 H₂O, sovent en sèrva geologica jos forma de termonatrita Na₂(CO₃) • H₂O, o encara de trona Na₂CO₃ · NaHCO₃ · 2H₂O. En Egipte antica, se trapava dins la flor de natron dels lacs Amers o dins las cendres lessivadas de fòrça plantas del genre quenopodiacèas butant suls salisols. La salicorna sus las ribas de Mediterranèa o diversas plantas de lass ribas atlantics, nomenadas comunament sda, fasián per combustion de cendres, que se tiraca un sal soluble o alcalí nomenat soda. Es l'alcalí mineral dels Ancians.

Los desèrts alcalins e subretot lors lacs endoreïcs alcalins ofrisson fòrça fonts en carbonat de sòdi. Citam per exemple la mar de Magadi, en Africa orientala, l'Owens lake e los nombroses Soda lake o Alkali lake en Califòrnia, en Oregon, en Colombia britanica

Lo procés Leblanc foguèt realizat entre 1771 e 1791. Coneguèt un grand vam après 1830, mas s'aclapèt en 1870.

Lo procés Solvay o procés a l'amoniac que realiza de carbonat de sòdi a partir de sal e de greda lo remplacèt abans 1870 car mens costose en carga de combustible e fòrça mens polluent. Expleitat sovent las aiga-sals de sal gemma pauc costosas e la granda solubilitat del bicarbonat d'ammòni dins l'aiga, al contrari de la flac solubilitat de freg del bicarbonat de sòdi NaHCO₃. Lo carbonat de sòdi o soda Solvay s'obtenguèt fin finala calfant de bicarbonat de sòdi a la temperatura de 100 100 °C. Las sodièras produson un compausat Na₂CO₃ pulverulent, nomenat soda leugièra. Sa densitat aparenta es de l'òrdre de 0,5 t/m3. Per diferentas aplicacions industrialas, un nòva cristallizacion del monoidrat, puèi una calcinacion al forn tornejant es necessari per obténer diferents carbonats de sòdi denses: son las sodas densas (marcadas sovent d'una majuscula indicant l'aplicacion), de densitat aparenta de l'òrdre de 1 t/m3.

Los processes de fabricacion de Na₂CO₃, anidre e purificat, dempuèi d'extraccions minièras, natron o trona, l'emportan sul procés Solvay, que n'en consèrva qu'al melhor pas que los dos terces de la produccion mondiala. Aquela es estimada a 40 milions de tonas al començament dels ans 1990.

Proprietats fisicoquimicas

Solubilitat aquosa

La solubilitat de la soda dins l'aiga créis d'en primièr amb la temperatura, fins a 40 °C e 33% en massa, puèi decréis al delà, per anar cap a una valor leugièrament a 30 % en massa. La solubilitat a saturacion per 100 g d'aiga pura es de 7,1 g a 0 °C, de 45,5 g a 100 °C.

Une solucion a 50 g/L presenta una massa volumica de 1,045 g/L dins las condicions normalas de temperatura e de pression. Son pH metent en jòc lo parelh idrogenocarbonat HCO₃^–/carbonat CO₃^2– es 11,9.

Exposada a l'aire umid, la soda anidre se degrada en bicarbonat de soda.

Na₂CO_{3 solid anidre} + H₂O _{vapor d'aiga o per condensacion} + CO_{2 gas al ras del sol} → 2 NaHCO_{3 solid}

Na₂CO₃ es pauc soluble dins l'etanòl e insoluble dins l'aceton.

Lo carbonat de sòdi reagís amb gaireben totes los acids per donar de dioxid de carbòni. Precipita tanben per escambi d'ions, mai d'un sals metallics solubles.

Toxicitat

Lo carbonat de sòdi es pas toxic per l'environament. Pòt èsser irritant sus la pèl e es donc preferable de lo manipular amb de gants.

Utilizacion

Dempuèi l'Antiquitat egipciana, fa 4000 ans, aquel alcalí foguèt utilizat per la fabricacion du veire. Dins l'industria veirièra, servís sempre a balhar de Na₂O o oxid de sòdi a la composicion veirièra. Pòrta lo nom tecnic de soda V. Aquela darrièra pòt èsser tanben necessari a la fabricacion d'esmalt, de cobèrta, d'esmatl per la ceramica.

L'alcalí mineral foguèt utilizat en quantitat industriala en sabonariá a l'epòca modèrna. Es encara dins l'industria dels sabons e dels detergents, subretot los lessius. Utilizat en complement de lessiu quand l'aiga es dura, n'aumenta l'eficacitat mas empacha pas los depauses de calcar.

Foguèt e es fòrça utilizat coma alcalí dins l'industria de la cellulòsa e del papièr.

En siderurgia, la soda Na₂CO₃ es a l'encòp un fondant, un desulfurant, un desiliciant, desfosforant e un denitrurant. Las operacions de desulfuracion entre nauts fornèls e convertisseires d'acieria utilisan de briquetas de soda.

La metallurgia dels metals non ferroses, per exemple Cr, V o U, emplega de la soda, sovent marcada M.

La soda es fòrça sovent utilizada en sintèsi quimica. Per resumir aqueles emplecs pletorics, son apond permet sovent de preparar de derivats sodics d'un o de compausat(s), aquel(es) derivat(s) venent fòrça mai soluble dins l'aiga que lo compausat inicial. Unes produchs obtenguts a partir de la soda son lo bicarbonat de sòdi purificat, lo silicat de sòdi e sos derivats, los fosfats, lo percarbonat de sòdi, lo bicromat de potassi, los sulfits, d'engrais...

Lo carbonat de sòdi es utilizat dins l'alimentacion coma additiu alimentari e reglamentat jol numèro E500(i). S'utilisa com antiaglomerant, regulator alimentairi de pH e agent de levadura.

Intra dins la composicion d'unes isolants a basa de cambe, en usatge dins lo sector del bestit.

Es un agent de neutralizacion per las aigas agressivqs, il intervient dans la production des eaux potables suivant des normes officielles. Il neutralise aussi l'acide sulfurique des batteries.

Au laboratoire

Lo carbonat de sòdi esa una basa flaca aisida d'emplec. La soda, fòra de son ròtle evocat en sintèsi quimica, es utilizada, en laboratòri de recerca, per estabilizar lo mitan acidobasic, per menar de reaccions simplas.

Tanben, en bioquimia, una solucion definida permet d'arrestar una reaccion enzimatica. Intra dins lo procés d'extraccion de fòrça alcaloïdes, substéncias que son definidas subretot de la cocaïna de la fuèlha de còca.

Bibliografia

• F. Billon, "Soudes et potasses", Petite encyclopédie de chimie industrielle pratique n^o , E. Bernard et Cie imprimeurs-éditeurs, Paris, 1898, 160 pages.
• Henri Guérin, Chimie industrielle, Collection "Euclide", 2 tomes format in 8°, PUF, 1969, en particulier tome 2 "Du sel au téflon. Le chlorure de sodium et les industries dérivées ou connexe", 58 figures, 567 pages. Préface de Professeur Georges Champetier (Pour mémoire Tome 1, la grande industrie chimique, Les industries du soufre et de ses composés, 1962, 415 pages, préface de Louis Hackspill)
• Robert Perrin, Jean-Pierre Scharff, Chimie industrielle, Masson, Paris, 1993, 1136  p. en deux tomes avec bibliographie et index ISBN: 978-2-225-84037-1 et ISBN: 978-2-225-84181-1. En particulier, petite partie du tome 1 sur la soude.
• Karl Winnaker, Léopold Kuchler, Auguste Zundel, Technologie minérale, Paris, 1962, 3 tomes. En particulier le tome I par Karl Winnaker et Léopold Kuchler. Sommaire : eau; liquéfaction et séparation des gaz; industrie de la potasse; le bore et ses combinaisons; sel de cuisine, soude et potasse; chlore; fluor; combinaisons peroxydées, 647 p.