nátrium-karbonát
(szóda, Leblanc-féle szódagyártás, Solvay-féle szódagyártás, ammóniás-szódás eljárás, kereskedelmi szóda, E 500)

Na₂CO₃
A nátrium szénsavval alkotott sója.

Előfordulás
A természetben állandóan keletkezik nátriumtartalmú kőzetek mállásakor.
Sós tavakban több helyen előfordul erősen koncentrált nátrium-karbonát oldat (Pl. Egyiptomban, Kaliforniában, a magyar Alföld fehér-tói is tartalmazzák.)

Szódakiválás tóparton (Owenslake, USA)

Szikes talajokból ki is virágzik.

Nagyipari előállítás
Leblanc-féle szódagyártás. Régebben (az I. világháború előtt).
Először nátrium-kloridból kénsavval nátrium-szulfátot készítettek, melléktermékként értékes sósavat kaptak. Ezután a nátrium-szulfátot forgó kemencében szénnel keverve hevítették és így nátrium-szulfidot állítottak elő:

Na₂SO₄ + 2 C = Na₂S + 2 CO₂

A nátrium-szulfid mészkővel hevítve nátrium-karbonátot és kalcium-szulfidot ad:

Na₂S + CaCO₃ = Na₂CO₃ + CaS

A szenet és a mészkövetegyszerre adják hozzá, a fenti két reakció gyakorlatilag egyidőben folyik le.
Így nagyon szennyezett szóda keletkezik, amit átkristályosítással tisztítanak.
A melléktermék kalcium-szulfidból a kéntartalmat szénsavval kiűzik:

CaS + CO₂ + H₂O = H₂S + CaCO₃

A keletkező kén-hidrogén kevés oxigénnel elégetve ként ad:

H₂S + 1/2 O₂ = S + H₂O

A ként kénsavvá dolgozzák fel. Így az egész egy zárt körfolyamattá válik, amibe nátrium-kloridot, kalcium-karbonátot és szenet visznek be, és nátrium-karbonát valamint sósav keletkezik.

Solvay-féle szódagyártás (ammóniás-szódás eljárás). Solvay a régebben már ismert reakciókat technikailag alkalmazva tökéletesebb eljárást alkotott. Telített nátrium-klorid oldatba, ammóniát és szén-dioxidot vezetnek, miáltal először ammónium-hidrogén-karbonát keletkezik:

NH₃ + CO₂ + H₂O <-> NH₄HCO₃

Ez nátrium-kloriddal nehezen oldható nátrium-hidrogén-karbonátot ad, amely az oldatból kicsapódik:

NH₄HCO₃ + NaCl <-> NaHCO₃ + NH₄Cl

A nátrium-hidrogén-karbonátot különleges szűrőkkel elkülönítik az oldattól és hevítéssel nátrium-karbonáttá alakítják:

2 NaHCO₃ = Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

A felszabaduló szén-dioxid visszajut az üzembe. A nátrium-hidrogén-karbonától leszűrt ammónium-kloridot mésztejjel kezelik, így az ammóniát visszanyerik:

NH₄Cl + Ca(OH)₂ = 2 NH₃ + CaCl₂ + H2O

Az ammónia is visszajut az üzembe. A Solvay-körfolyamatba tehát nátrium-kloridot, kalcium-karbonátot visznek be (a szén-dioxidot ugyanis mészégetéssel kapják), és nátrium-karbonátot, valamint kalcium-kloridot kapnak.
Ennél az eljárásnál a veszteségek csekélyek és nem keletkeznek olyan kellemetlen melléktermékek, mint a Leblanc eljárásnál.
Tömény kősóoldat is előnyösen felhasználható, ezért különösen sósforrások közelében kifizetődő eljárás.

Fizikai és kémiai tulajdonságok
Vízmentes állapotban fehér, kristályos por.
Olvadáspont: 851°C
Sűrűség: 2,5 g/cm³
Oldhatósága vízben (20°C-on): 30g/100 ml
Oldatából 32°C alatt dekahidrát kristályosodik ki, ez vizének nagy részét levegőn elveszti és por alakú dihidráttá málik el.
Magas hőmérsékleten szén-dioxid fejlődése közben elbomlik.
Oldata lúgos kémhatású, hidrolízis folytán:

Na₂CO₃ + H₂O <-> NaHCO₃ + NaOH

Igen gyenge savak is elbontják.

Felhasználás, termelés
A legnagyobb mennyiségben (millió tonnás nagyságrendben) gyártott vegyi anyagok egyike.
Fő tömegét üveggyártásra, szappangyártásra, nátrium-hidroxid (marónátron) és más nátriumvegyületek előállítására és sok más célra használják.
A vízmentes változatot kereskedelmi szóda néven említik.
Az élelmiszeriparban sav-szabályzó, térfogatnövelő és csomósodást gátló adalékként alkalmazzák.
Élelmiszeradalékként kódja E 500.

Felhasznált irodalom