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Natriumcarbonat

Synthese von Natriumcarbonat

Historische Synthese

Nicholas Leblanc entwickelte 1790 zur Gewinnung von Na2CO3 das Leblanc-Verfahren. Aus Natriumchlorid und Schwefelsäure wird Natriumsulfat hergestellt. Dieses wird anschließend mit Kohle zu Natriumsulfid reduziert und mit Kalkstein zu Soda und Calciumsulfid umgesetzt.

2NaCl+ H2SO4 Na2SO4+ 2HCl Na2SO4+ 2C Na2S+ 2CO2 Na2S+ CaCO3 Na2CO3+ CaS 2NaCl+ CaCO3+ H2SO4+ 2C Na2CO3+ CaS+ 2CO2+ 2HCl

Die letzte Anlage dieses Verfahrens stellte ihre Produktion in Deutschland 1923 ein. Die Nachteile liegen im hohen Energieverbrauch und in der Bildung des Nebenproduktes Calciumsulfid. Im Weiteren sind für die Reaktion neben Natriumchlorid und Kalkstein auch Schwefelsäure und Kohle notwendig, die im Ammoniaksoda-Verfahren eingespart werden können..

Ammoniaksoda-Verfahren

Neben der Förderung von Natursoda wird Natriumcarbonat heute nach dem Ammoniaksoda-Verfahren (Solvay-Verfahren) gewonnen. Hierbei leitet man unter Kühlung Ammoniak und dann bei 50 °C Kohlendioxid in eine gesättigte Kochsalzlösung ein, wobei Ammoniak und Kohlensäure zu Ammoniumhydrogencarbonat umgesetzt werden.

2NH3+ 2CO2+ 2H2O 2NH4HCO3

Nach dem Prinzip des reziproken Salzpaares fällt aus dieser Lösung von Ammoniumhydrogencarbonat und Kochsalz Natriumhydrogencarbonat aus.

2NH4HCO3+ 2NaCl 2NHHCO3+ 2NH4Cl

Das ausfallende Natriumhydrogencarbonat wird durch Glühen (Calcinieren) bei 170-180 °C in Drehtrommeln in Soda (calcinierte Soda) überführt. Beim Glühen entsteht Kohlendioxid, das in den Prozeß zurückgeführt wird.

2NaHCO3 Na2CO3+ H2O+ CO2

Den noch erforderlichen Rest an Kohlendioxid erhält man durch Brennen von Kalkstein bei über 900 °C. Der dabei entstehende gebrannte Kalk dient zur Rückgewinnung des Ammoniaks aus dem als Nebenprodukt anfallenden Ammoniumchlorid.

CaCO3 CaO+ CO2
2NH4Cl+ CaO 2NH3+ CaCl2+ H2O

In der Bruttoreaktion werden Kochsalz und Kalkstein zu Soda und Calciumchlorid umgesetzt. Freiwillig läuft diese Reaktion nur in umgekehrter Richtung ab.

2NaCl+ CaCO3 Na2CO3+ CaCl2

Ein Nachteil des Solvay-Verfahrens ist die Bildung des wertlosen Nebenprodukts Calciumchlorid, welches aus dem eingesetzten Kochsalz entsteht.

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