کربنات سدیم چیست ؟ کاربرد و انواع و شیوه تولید آن

کربنات سدیم از جمله ترکیبات شیمیایی است که در صنایع مختلف از ان بسیار استفاده می شود. این ترکیب در صنایع شیمیایی، شیشه سازی، صنایع غذایی، پالایش نفت، صنایع الکترونیکی و... به کار می ‌رود. در این مقاله به بررسی خواص، کاربرد ها و روش‌ های تولید کربنات سدیم پرداخته خواهد شد. بنابراین با ما همراه باشید.

کربنات سدیم چیست؟

فهرست مطالب

کربنات سدیم چیست؟

مشخصات فیزیکی و شیمیایی کربنات سدیم

انواع کربنات سدیم

کاربرد های کربنات سدیم

کربنات سدیم سنگین

کربنات سدیم سبک

شیوه تولید کربنات سدیم

بررسی واکنش های متداول کربنات سدیم

بررسی مضرات کربنات سدیم

کربنات سدیم چیست؟

کربنات سدیم یک ترکیب شیمیایی می باشد که به صورت پودر سفید به دست می ‌آید و با فرمول Na2CO3 شناخته می‌ شود. این ترکیب در صنایع مختلفی مانند تولید شیشه، صابون، دارو، شیمیایی، پتروشیمی، معدنی و ... استفاده می ‌شود. همچنین در صنایع غذایی به عنوان ماده ی شوینده و در تصفیه آب نیز استفاده می‌ شود. همچنین، این ترکیب در صنایع پالایش نفت به عنوان یکی از مواد شیمیایی مهم در فرآیند تصفیه نفت به کار می‌ رود. در ادامه ی مقاله شما دوستان عزیز را بیشتر با این ترکیب شیمیایی مهم و پر کاربرد اشنا خواهیم کرد.

فرمول کربنات سدیم

مشخصات فیزیکی و شیمیایی کربنات سدیم

فرمول شیمیایی:Na2CO3

جرم مولی: برابر با ۱۰۵.۹۸۸ گرم بر مول می باشد.

مشخصات ظاهری: به صورت کریستال هایی بی رنگ و یا به رنگ سفید است.

دمای ذوب ان : برابر با ۸۵۱ درجه ی سانتی گراد می باشد.

نقطه جوش: در صورتی که حرارت ببیند تجزیه می گردد و در نتیجه گاز دی اکسید کربن را ازاد می نماید. نقطه ی جوش ان برابر با ۱۶۰۰ درجه ی سانتی گراد است.

نام تجاری: سودا اش

انواع کربنات سدیم

کربنات سدیم از انواع مختلفی برخوردار می باشد که هر کدام از ان ها ویژگی ها و کاربرد های خاص خود را دارا می باشند. از جمله انواع مختلف کربنات سدیم می توان به کربنات سدیم سبک و کربنات سدیم سنگین اشاره کرد. در بخش های بعد این مقاله به بررسی جداگانه ی هر کدام پرداخته خواهد شد.

کربنات سدیم

کاربرد های کربنات سدیم

کربنات سدیم به عنوان یک ماده شیمیایی مهم و با ارزش از کاربرد های متنوع و بسیاری برخوردار می باشد. در این قسمت از مقاله به بررسی کاربرد های این ترکیب به طور جامع پرداخته شده است:

کربنات سدیم در ساخت و تولید شیشه: کربنات سدیم یکی از مواد اولیه مهم در تولید شیشه است. این ماده به عنوان یک ماده پایدار کننده در فرایند تولید شیشه مورد استفاده قرار می گیرد و باعث افزایش مقاومت شیشه در برابر حرارت و ضربه می شود. کربنات سدیم به عنوان یک ماده آلیاژی در ترکیب با سیلیکات سدیم و سیلیکات کلسیم برای تولید شیشه استفاده می شود.

کربنات سدیم در تصفیه کردن آب: سدیم کربنات یکی از مواد شیمیایی است که در تصفیه آب مورد استفاده قرار می‌ گیرد. این ماده به عنوان یک ماده نرم ‌کننده آب و همچنین به عنوان یک ماده نظافتی در تصفیه آب استفاده می ‌شود. این ماده با افزایش pH آب، کلسیم و منیزیم را به صورت کربنات رسوب می‌ دهد و از ایجاد رسوب در لوله ‌ها و تجهیزات تصفیه ‌ای جلوگیری می ‌کند.

سودا اش در صنایع مواد غذایی: سودا اش از جمله موادی می باشد که در صنایع غذایی به عنوان یک عامل حفظ کننده و همچنین برای تنظیم pH استفاده می ‌شود. این ماده به عنوان یک ماده حفظ کننده در محصولات نانوایی، شیرینی، بیسکوییت، چیپس، نوشیدنی ‌های گاز دار و غیره استفاده می ‌شود. همچنین، کربنات سدیم به عنوان یک ماده تنظیم کننده pH در تولید پنیر، آبمیوه، نوشابه و سایر محصولات غذایی استفاده می‌ شود.

سودا اش در صنعت نساجی: سودا اش یکی از مواد شیمیایی مهم در صنعت نساجی است که در فرآیند های مختلف از جمله رنگرزی، شست و شو و نرم کردن پارچه‌ ها استفاده می ‌شود. این ماده به عنوان یک ماده نرم و لطیف کننده در فرآیند نرم کردن پارچه‌ ها به کار می‌ رود و باعث افزایش انعطاف پذیری و نرمی پارچه می‌ شود.

کربنات سدیم در صنعت نفت: کربنات سدیم در صنعت نفت، در بسیاری از فرآیند های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. از سودا اش به عنوان یک ماده شیمیایی کمکی در فرآیند های استخراج نفت، پالایش نفت و تولید محصولات نفتی مورد استفاده می کنند. استفاده از کربنات سدیم در فرآیند پالایش نفت به دلیل ویژگی های شیمیایی آن است. این ماده به عنوان یک ماده نرم کننده و آلکالایزر در فرآیند های پالایش نفت مورد استفاده قرار می گیرد.

کربنات سدیم سنگین

کربنات سدیم سنگین ( Heavy sodium carbonate) یکی از انواع سودا اش (کربنات سدیم ) شناخته می گردد. به دلیل داشتن جرم مولکولی بالا تر، به آن کربنات سدیم سنگین یا سودا سنگین نیز گفته می شود.

کربنات سدیم سنگین به صورت پودر سفید رنگ و بدون بو است و در آب قابلیت حل شدن را دارا می باشد. این ترکیب در صنایع شیمیایی، پتروشیمی، آلیاژسازی، تولید شیشه و سرامیک، تصفیه آب و صنایع غذایی مورد استفاده قرار می گیرد.

علاوه بر این، کربنات سدیم سنگین به عنوان یکی از مواد شیمیایی مورد استفاده در تولید صابون، شامپو، محصولات بهداشتی و به عنوان ماده نرم ‌کننده در پارچه‌ ها و الیاف مصنوعی نیز به کار پی رود.

کربنات سدیم سبک

کربنات سدیم سبک به عنوان یکی از مهم ترین ترکیبات شیمیایی در صنایع شیمیایی و غذایی می باشد و کاربرد های خاص خود را دارد. این ترکیب به صورت پودر سفید رنگ با بوی خاصی عرضه می شود و دارای خواصی مانند قابلیت حل شدن در آب، قابلیت جذب رطوبت، قابلیت خنثی کردن اسید ها و باز ها و ... می باشد. کربنات سدیم سبک یا سودا اش سبک نیز در ساخت و تولید شیشه، صابون، دارو، مواد شوینده، کاغذ، پلاستیک، رنگ، نساجی و ... مورد استفاده قرار می گیرد.

شیوه تولید کربنات سدیم

از جمله شیوه های تولید کربنات سدیم می توان به موارد زیر اشاره نمود:

روش لبلان

در این روش، ابتدا سولفات سدیم با کلسیم کربنات وارد واکنش می گردد و سپس کربنات کلسیم تشکیل می ‌شود. سپس کربنات کلسیم با سولفات سدیم واکنش می دهد و کربنات سدیم و سولفات کلسیم تشکیل می گردد. در نهایت، کربنات سدیم با کربن دی‌اکسید وارد واکنش می شود و سپس سودا اش حاصل می شود.

تولید و تهیه از نمک معمولی

در این روش، نمک معمولی با کربن دی ‌اکسید واکنش می دهد و کربنات سدیم و کلرید کلسیم به وجود می اید. سپس کربنات سدیم با کلرید کلسیم واکنش می دهد و در نتیجه سودا اش و کلرید نمک تولید و عرضه می گردد.

استفاده از محلول سیاه قلیایی حاصل از پسماند خمیر کاغذ

در این روش، پسماند خمیر کاغذ با آب مخلوط شده و به یک مخلوط سیاه قلیایی تبدیل می گردد. سپس این مخلوط با دی اکسید کربن وارد واکنش می گردد و کربنات سدیم و آب را تولید می کند. ور نتیجه کربنات سدیم با کلرید کلسیم واکنش می دهد و سودا اش را تولید می نماید.

بررسی واکنش های متداول کربنات سدیم

واکنش کربنات سدیم با اسید کلریدریک: واکنش کربنات سدیم با اسید کلریدریک یکی از واکنش ‌های شیمیایی می باشد که در آزمایشگاه‌ ها و صنایع شیمیایی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. در این واکنش، کربنات سدیم (Na2CO3) با اسید کلریدریک (HCl) واکنش می دهد و نتیجه ی واکنش ان ها تولید دو ترکیب جدید، یعنی کلرید سدیم (NaCl) و دی اکسید کربن (CO2) می باشد.

واکنش شیمیایی کربنات سدیم با اسید کلریدریک به صورت زیر است:

Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O

در این واکنش، کربنات سدیم به دو یون ناتریم (Na+) و یون کربنات (CO32-) تجزیه می گردد. اسید کلریدریک نیز به دو یون هیدروژن (H+) و یون کلرید (Cl-) تجزیه می شود. یون هیدروژن با یون کربنات واکنش داده و سپس دی اکسید کربن و آب تولید می گردد. همچنین، دو یون ناتریم و یک یون کلرید با هم ترکیب می شوند و سدیم کلرید تولید می گردد.

این واکنش در صنایع شیمیایی برای تولید دی ‌اکسید کربن و کلرید سدیم استفاده می ‌شود. همچنین، در آزمایشگاه ‌ها برای تعیین مقدار کربنات سدیم در نمونه‌ های آب، خاک و سنگ ‌ها استفاده می ‌شود.

واکنش کربنات سدیم با اسید سولفوریک: واکنش کربنات سدیم با اسید سولفوریک یکی از واکنش‌ های شیمیایی مهم است که در آزمایشگاه‌ ها و صنایع شیمیایی استفاده می ‌شود. در این واکنش، کربنات سدیم (Na2CO3) با اسید سولفوریک (H2SO4) واکنش می ‌کند و محصولاتی مانند کربن دی ‌اکسید (CO2)، آب (H2O) و سولفات سدیم (Na2SO4) تولید می‌ شوند.

واکنش شیمیایی کربنات سدیم با اسید سولفوریک به صورت زیر است:

Na2CO3 + H2SO4 → CO2 + H2O + Na2SO4

در این واکنش، اسید سولفوریک با یون ‌های کربنات سدیم واکنش می ‌کند و کربنات سدیم به دو یون سدیم (Na+) و یون کربنات (CO32-) تجزیه می ‌شود. سپس یون کربنات با یون هیدروژن (H+) از اسید سولفوریک واکنش می‌ کند و کربن دی‌ اکسید و آب تولید می ‌شود. در نهایت، یون سولفات (SO42-) از اسید سولفوریک با یون سدیم واکنش می دهد و سولفات سدیم تولید می ‌شود.

این واکنش در صنایع شیمیایی برای تولید دی ‌اکسید کربن (CO2) و سولفات سدیم (Na2SO4) استفاده می ‌شود. همچنین، در آزمایشگاه‌ ها برای تعیین مقدار اسید سولفوریک و کربنات سدیم استفاده می‌ شود.

بررسی مضرات کربنات سدیم

کربنات سدیم یا همان سودا اش همانطور که اشاره کرده ایم در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می ‌گیرد. این ترکیب در صنایع شیمیایی، پتروشیمی، داروسازی، صنایع غذایی، تولید شیشه، صنایع الکترونیکی و... به کار می ‌رود. با این حال، استفاده از کربنات سدیم در برخی موارد می ‌تواند مضراتی برای سلامتی انسان و محیط زیست داشته باشد. در ادامه به بررسی مضرات کربنات سدیم پرداخته می‌ شود:

اثرات مضر بر سلامت انسان: مصرف زیاد کربنات سدیم می ‌تواند به افزایش فشار خون، اختلالات گوارشی، افزایش وزن و افزایش خطر بروز بیماری ‌های قلبی عروقی منجر شود.

تاثیرات مخرب بر محیط زیست: کربنات سدیم یا سودا اش به دلیل این که در آب قابل حل است، می ‌تواند به آلودگی آب و خاک منجر شود. همچنین، استفاده از کربنات سدیم در صنایع مختلف می ‌تواند به تولید پسمانده ای خطرناک و آلوده‌ کننده هوا منجر شود.

تاثیرات مخرب بر حیوانات: مصرف کربنات سدیم در غذا های حیوانات می ‌تواند سبب ایجاد اختلالات گوارشی و سلامتی آن‌ ها گردد.

تاثیرات مخرب سودا اش بر گیاهان: استفاده از کربنات سدیم در آبیاری می ‌تواند منجر به خشک شدن و مرگ گیاهان شود.

به طور کلی، استفاده از سودا اش در صنایع مختلف باید با احتیاط و با رعایت مقادیر مجاز استفاده از آن صورت گیرد تا مضرات آن برای سلامتی انسان و محیط زیست کاهش یابد.