کربنات سدیم

سولفات-آلومینیوم
سولفات آلومینیوم
مرداد ۱, ۱۳۹۷
پتاسیم-کربنات
کربنات پتاسیم
مرداد ۲, ۱۳۹۷
carbonate-sodium

carbonate-sodium

سدیم کربنات یا سودا اش یکی از مهمترین مواد شیمیایی صنعتی است که به طور وسیعی در تولید دیگر فرآورده های شیمیایی به کار می رود. سودا اش نام متداول سدیم کربنات بدون آب با کاربرد صنعتی است. کربنات سدیم، نمک سدیم اسید کربنیک است. این ماده در حالت عادي به صورت جامد سفید رنگ می باشد. سدیم کربنات در مقیاس صنعتی از طریق فرایند سولوِي و با استفاده از آمونیاک، سنگ آهک و نمک تولید می شود. یکی از مهمترین کاربردهاي سدیم کربنات استفاده از این ماده در صنعت تولید شیشه است. در ادامه به طور کامل با کربنات سدیم چیست اشنا می شویم.

کربنات سدیم با نام هاي crystals soda, soda washing و ash soda نیز شناخته می شود. فرمول شیمیایی آن Na2CO3 است. این ماده داراي Number-CAS 8-19-497 می باشد. خلوص این محصول معمولا بر اساس مقدار Na2O گزارش میشود به طوریکه هر یک کیلوگرم سدیم کربنات داراي ۵۸۵٫۰ کیلوگرم Na2O می باشد.

شکل زیر ساختار شیمیایی سدیم کربنات را نشان می دهد.

ساختار-شیمیایی-کربنات-سدیم

کربنات سدیم نمک سدیم اسید کربونیک است. کربنات سدیم داراي یک بنیان آنیونی CO3-2 و دو بنیان کاتیونی Na+ است. این ماده به شکل کریستال هاي هپتا هیدرات، مونوهیدرات و دکاهیدرات وجود دارد. فرم مونوهیدرات آن داراي ۸۵ درصد وزنی سدیم کربنات بوده که به شکل کریستال هاي کوچک از کریستالیزاسیون محلول اشباع در دماي بالاي ۳۵ درجه سلسیوس به دست می آید. فرم هپتاهیدرات داراي ۴۵ درصد وزنی سدیم کربنات است و در دماي ۳۲ الی ۳۵ درجه سلسیوس به دست میآید. فرم دکاهیدرات آن که soda washing هم نامیده می شود داراي ۳۷ درصد وزنی سدیم کربنات است و در دماي زیر ۳۲ درجه سلسیوس به دست می آید. سدیم کربنات معمولا به شکل هپتاهیدرات وجود دارد که به به سهولت به فرم پودر سفید مونو هیدرات در می آید. سدیم کربنات داراي خاصیت قلیایی نسبتا قوي است و از خاکستر بسیاري از گیاهان قابل استحصال است.

این محصول بیش از ۵۰۰۰ سال است که مورد استفاده انسان قرار گرفته است. مصریان باستان شکل طبیعی نمک قلیایی ترکیبی شامل سدیم کربنات دکا هیدرات و سدیم بی کربنات را استفاده می کردند. آنها این نمک قلیایی را به عنوان صابون شستشو بکار می بردند. همچنین در تولید شیشه نیز از این ماده استفاده میکردند. در سال ۱۷۹۱ شیمیدان فرانسوي نیکلاس لبانس کربنات سدیم را به شکل امروزي تهیه نمود. تا اواسط قرن نوزدهم این محصول عمدتا از خاکستر گیاهان استخراج میشد و به همین دلیل نام ash soda بر آن نهاده شده است. سدیم کربنات هم به شکل طبیعی در طبیعت وجود دارد و هم از روشهاي مختلف شیمیایی تولید میگردد. ماده معدنی آن ترونا نام دارد. قابل ذکر است که بزرگترین ذخائر طبیعی آن در رودخانهي سبز Wyoming 3 آمریکا واقع است.

 

carbonate-sodium

 

کاربرد کربنات سدیم

کاربرد های کربنات سدیم در صنعت بسیار گسترده است و دارای کاربردهای متنوع در صنایع مختلف است. در ادامه شرح مختصری در خصوص مهمترین کاربردهای کربنات سدیم ارائه می شود.

ساخت شیشه: کربنات سدیم در صنایع شیشه سازی کاربرد دارد. به کارگیری این ماده در شیشه سازی سبب کاهش دمای تشکیل شیشه و صرفه جویی در مصرف انرژی میشود.

تولید مواد شیمیایی: در تولید مواد شیمیایی مختلف مانند سدیم بی کربنات، سدیم سیلیکات، سدیم تریپلیفسفات، سدیم دی کرومات، سدیم آلومینات، سدیم سیانید و . . . به کار می رود.

تولید کاغذ: در صنایع تولید کاغذ به عنوان عامل تنظیم کننده اسیدیته و همچنین به منظور رنگ- زدایی از کاغذ باطله به کار میرود.

تولید صابون و دترجنت: این ماده در تولید صابون و پودر های لباس شویی به عنوان عامل آلکالی استفاده می- شود.

نرم کردن آب: در فرایند تعویض یونی موجب حذف یونهای کلسیم و منیزیم از آب و کاهش سختی آن میشود.

مخازن آب شهری: به عنوان یک افزودنی رایج در مخازن شهری جهت خنثی سازی اثر اسیدی کلر و افزایش pH به کار می رود.

کاربرد خانگی: در خانه ها به عنوان نرم کننده ی آب در شست و شوی لباس ها به کار می رود .این ماده با یون های منیزیم و کلسیم موجود در آب سخت مقابله می کند و مانع از تشکیل پیوند بین آنها با ماده شوینده به کار رفته می شود. بدون استفاده از سدیم کربنات شوینده اضافی برای خیساندن یون های منیزیم و کلسیم نیاز می شود.

رنگرزی: به عنوان عامل استحکام دهنده پیوند بین رنگ و الیاف استفاده می گردد.

صنعت غذا: به عنوان تنظیم کننده pH و نگهدارنده استفاده میشود. الکترولیز: به عنوان یک الکترولیت موجب افزایش سرعت تجزیه آب می شود.

تاکسیدرمی: در فرایند حذف گوشت از استخوانها به کار می رود.

آزمایشگاه های شیمی: به عنوان استاندارد اولیه در واکنشهای تیتراسیون به کار می رود.

خمیر دندان: به عنوان عامل افزایشدهنده pH دهان و عامل کفساز به کار می رود.

آجر سازی: به عنوان عامل مرطوبکننده در تولید خمیر موجب کاهش مقدار مصرف آب می شود.

صنعت نساجی: به عنوان عامل ضد اسید در فراوری ابریشم به کار میرود.

پتروشیمی و تصفیه نفت خام: به عنوان خنثیساز در فرایندهای پتروشیمی استفاده می گردد.

تصفیه روغن های گیاهی: به عنوان عامل جداکننده اسیدهای چرب آزاد عمل می کند.

گوگرد زدایی از دود: در فرایند حذف گوگرد از دود خروجی ازدودکشها استفاده می گردد.

تفاوت کربنات سدیم سبک و سنگین

این دو محصول از نظر فرمول شیمیایی کاملا یکسان هستند ولی تفاوت کربنات سدیم سبک و سنگین در اندازه ذرات آنهاست به این صورت که کربنات سدیم سنگین به صورت گرانولی و کربنات سدیم سبک به صورت پودری است و چگالی کربنات سنگین (soda ash dense) نسبت به کربنات سبک (soda ash light) بالاتر است

مشخصات فیزیکی و شیمیایی کربنات سدیم

سدیم کربنات داراي دماي ذوب ۸۵۱ درجه سلسیوس است. این محصول در دماهاي بالاتر تجزیه می شود. بنابراین دماي جوش براي این ماده تعریف نمی شود. حلالیت آن در آب در دماي ۲۰ درجه سلسیوس برابر با ۲۱۵ گرم در لیتر است. سایر مشخصات فیزیکی این محصول در جدول زیر نشان داده شده است.

خاصیت مقدار شرایط
شماره CAS ۴۹۷-۱۹-۸
جرم مولکولی ۱۰۶
دمای ذوب ۸۵۱ درجه سلسیوس
دمای جوش تجزیه می شود
چگالی ۲٫۵۳۲ گرم بر لیتر در دماي ۲۰ درجه سلسیوس
فشار بخشار ماده معدنی قابل یونیزه شدن است
حلالیت در آب ۲۱۵ گرم بر لیتر در دماي ۲۵ درجه سلسیوس
قذرت بازی PH=11.6 در محلول آبی ۱٫۰ مولار
شکل ظاهری جامد سفید رنگ
حلالیت در الکل نامحلول
بو فاقد بو
گرمای ویژه ۱۰۴۲ ژول بر کیلوگرم کلوین

 

روش تولید کربنات سدیم

دو فرایند اصلی براي تولید کربنات سدیم وجود دارد که عبارتند از:

  • سنتز شیمیایی کربنات سدیم از طریق فرایند سولوِي (solvay)
  • استحصال کربنات سدیم از منابع معدنی

در روش سنتز شیمیایی از سنگ آهک و نمک معمولی به عنوان مواد اولیه استفاده می شود. ابتدا نمک در آب حل می شود تا محلول نمک به دست بیاید. سپس این محلول به وسیله ي گاز آمونیاك اشباع می گردد. گاز دي اکسیدکربن تولید شده از حرارت سنگ آهک به داخل محلول تهیه شده دمیده می شود و منجر به تولید بی کربنات سدیم می شود. سپس بی کربنات سدیم را حرارت می دهند تا تجزیه شده و کربنات سدیم تولید شود. شرکت سولوِي دارنده دانش فنی این فرایند در سال ۱۹۶۳ توسط آقاي ارنست سولوِي در بلژیک تاسیس شد. در حالت کلی واکنش هاي زیر در این فرایند انجام می شوند.

تجزیه سنگ آهک و تولید گاز تجزیه سنگ آهک و تولید گاز
تهیه بی کربنات سدیم تهیه بی کربنات سدیم
تجزیه بی کربنات سدیم و تولید کربنات سدیم تجزیه بی کربنات سدیم و تولید کربنات سدیم
تولید کلسیم هیدروکسید از آهک تولید کلسیم هیدروکسید از آهک
بازیافت آمونیاک بازیافت آمونیاک

فرآیند کلی عبارتست از:

واکنش شیمیایی کربنات سدیم

لازم به ذکر است به جاي بازیافت آمونیاك می توان محصول آمونیوم کلراید را مستقیما به عنوان کود به فروش رساند اما به دلیل شور بودن خاك هاي کشاورزي ایران و حلالیت بالاي آمونیوم کلراید، مصرف آمونیم کلراید در کشور ما توصیه نمی شود و در حال حاضر نیز این کود در ایران توسط سازمان خدمات حمایتی کشاورزي توزیع نمی گردد. لذا گزینه بازیافت آمونیاك مطلوب تر می باشد. شکل زیر نقشه فرایند سولوِي را نشان می دهد.

خلاصه فرآیند تولید به شرح ذیل می باشد:

فرایند سولوی

فرآیند سولوِي با استفاده از نمک NaCl و سنگ آهک CaCO3 به عنوان مواد اولیه و با حضور آمونیاك به عنوان کاتالیست در مراحل مختلف صورت گرفته و منتج به تولید کربنات سدیم می شود. مراحل مختلف شامل فرآیند تولید بی کربنات سدیم، تولید کربنات سدیم و بازیافت آمونیاك می باشد

  • مرحله اول تولید بی کربنات سدیم

انجام واکنش به وسیله عبور محلول غلیظ آب نمک از درون دو برج متوالی می باشد که در برج اول حباب هاي آمونیاك از پایین برج بالا آمده و توسط محلول آب نمک جذب و حل می شود. در برج دوم با تزریق گاز دي اکسید کربن، حباب هاي این گاز از محلول آب نمک آمونیاکی عبور کرده و بی کربنات سدیم حاصل می شود. دي اکسید کربن مورد نیاز این مرحله توسط تجزیه حرارتی سنگ آهک بدست می آید. در فرآیند حرارت دادن سنگ آهک، علاوه بر گاز دي اکسید کربن، اکسید کلسیم نیز به دست می آید که این ماده در بخش بازیافت آمونیاك مصرف خواهد شد. محلول حاصل از این فرآیند شامل بی کربنات سدیم و محلول کلرید آمونیوم می باشد که با عبور از فیلتر، بی کربنات سدیم جداشده و به مرحله دوم و تولید کربنات سدیم منتقل می شود

  • مرحله دوم تولید کربنات سدیم

بی کربنات سدیم حاصل از فرآیند اول، به روش تجزیه حراتی (کلسیناسیون) در دماي حدود ۲۰۰ درجه سانتیگراد، با از دست دادن دي اکسید کربن و آب، به کربنات سدیم تبدیل می شود. دي اکسید کربن به دست آمده در این فرآیند جهت استفاده مجدد، به مرحله اول برگشت داده می شود

  • بازیافت آمونیاك

در بخش جانبی این فرآیند، کلرید آمونیوم با اکسید کلسیم حاصل از فرآیند تجزیه حرارتی سنگ آهک، واکنش داده و آمونیاك احیا شده و به مرحله اول واکنش بازگشت می نماید. همچنین محصول دیگر این فرآیند کلرید کلسیم می باشد که به عنوان محصول جانبی قابل فروش می باشد.

در فرآیند تولید کربنات سدیم، آمونیاك به مقدار کمی تنها بابت میزان اتلافات به واکنش اضافه شده و مواد اولیه اصلی، سنگ آهک، نمک کلرید سدیم و انرژي می باشد. محصولات بدست آمده علاوه بر کربنات سدیم، کلرید کلسیم نیز می باشد.

روش دیگر تولید کربنات سدیم، فرآیند حاصل از ترکیبات معدنی مانند ترونا و نفلین می باشد که این روش در کشورهایی مانند آمریکا و ترکیه که داراي ذخایر بزرگ ترونا هستند به کار میرود.

فروش کربنات سدیم

جهت مشاوره و استعلام قیمت کربنات سدیم با کارشناسان فروش تماس حاصل بفرمایید.

خرید کربنات سدیم

بهترین قیمت کربنات سدیم را از ما بخواهید.

سود پرک | سولفات آلومینیوم

 

مشاوره و استعلام قیمت

تلفن دفتر: ۰۳۱۳۴۵۹۷۱۲۸

تلفن همراه: ۰۹۱۲۷۳۰۹۴۳۹