Natriumcarbonat: Unterschied zwischen den Versionen

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Natriumcarbonat, '''Soda''', Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>, ''[[molare Masse|M]]'' = 105,99 g/mol. [[Hydrat]]: Natriumcarbonat-Decahydrat, ''[[molare Masse|M]]'' = 286,14 g/mol.
 
Natriumcarbonat, '''Soda''', Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>, ''[[molare Masse|M]]'' = 105,99 g/mol. [[Hydrat]]: Natriumcarbonat-Decahydrat, ''[[molare Masse|M]]'' = 286,14 g/mol.
  
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Kristallwasserfreies N. (auch calcinierte Soda genannt) bildet ein weißes, auf Haut u. Schleimhäute reizend wirkendes Pulver, D. 2,533, Schmp. 854 °C, stark hygroskop., kann in feuchten Räumen bis zu 10% Wasser binden, ohne feucht auszusehen. Man löst N. am leichtesten durch Einrühren in heißes Wasser: 100 g H<sub>2</sub>O lösen bei 0 °C 7,1 g, bei 10 °C 12 g, bei 20 °C 21,7 g, bei 30 °C 37,2 g u. bei 100 °C 45,5 g Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>. Die wäss. Lsg. reagiert stark alkal. (pH 11,6). N. ist ferner lösl. in [[Glycerin]], jedoch unlösl. in Alkoholen. Es bildet mit Wasser drei [[Hydrat]]e: Decahydrat (Kristallsoda), Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> · 10 H<sub>2</sub>O, MR 286,14, farblose Krist., D. 1,44, Schmp. 32–34 °C; Heptahydrat, MR 232,10, rhomb. Krist., D. 1,51, Schmp. 35,4 °C; Monohydrat, MR 124,00, rhomb. Krist., D. 2,25, Schmp. 100 °C. Mit [[Säuren]] entwickelt N. unter Aufbrausen [[Kohlendioxid]] (Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> + [[Schwefelsäure|H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>]] [[Bild:Pfeil.gif]] Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>O + [[Kohlenstoffdioxid|CO<sub>2</sub>]]). Beim Sieden von tier. u. pflanzlichen Fettsäuren mit konz. N.-Lsg. entstehen [[Seife]]n.
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Kristallwasserfreies N. (auch calcinierte Soda genannt) bildet ein weißes, auf Haut u. Schleimhäute reizend wirkendes Pulver, D. 2,533, Schmp. 854 °C, stark hygroskop., kann in feuchten Räumen bis zu 10% Wasser binden, ohne feucht auszusehen. Man löst N. am leichtesten durch Einrühren in heißes Wasser: 100 g H<sub>2</sub>O lösen bei 0 °C 7,1 g, bei 10 °C 12 g, bei 20 °C 21,7 g, bei 30 °C 37,2 g u. bei 100 °C 45,5 g Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>. Die wäss. Lsg. reagiert stark alkal. (pH 11,6). N. ist ferner lösl. in [[Glycerin]], jedoch unlösl. in Alkoholen. Es bildet mit Wasser drei [[Hydrat]]e:
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* Decahydrat (Kristallsoda), Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> · 10 H<sub>2</sub>O, MR 286,14, farblose Krist., D. 1,44, Schmp. 32–34 °C
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* Heptahydrat, MR 232,10, rhomb. Krist., D. 1,51, Schmp. 35,4 °C
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* Monohydrat, MR 124,00, rhomb. Krist., D. 2,25, Schmp. 100 °C.
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Mit [[Säuren]] entwickelt N. unter Aufbrausen [[Kohlendioxid]] (Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> + [[Schwefelsäure|H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>]] [[Bild:Pfeil.gif]] Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>O + [[Kohlenstoffdioxid|CO<sub>2</sub>]]). Beim Sieden von tier. u. pflanzlichen Fettsäuren mit konz. N.-Lsg. entstehen [[Seife]]n.
  
 
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N. ist nach [[Natriumchlorid]] die techn. wichtigste Na-Verbindung. Etwa 50% werden bei der Glasfabrikation eingesetzt, 23% dienen zur Herst. von [[Chemikalien]], davon ca. 1/3  Na-[[phosphat]]e, etwa 5% gehen in die Papier- u. Zellstoff-Ind. u. weitere 5% in die Herst. von [[Seife]]n u. Waschmitteln. Kleinere Mengen Soda werden in fast allen Ind.-Zweigen verbraucht, z. B. zum Auswaschen von CO<sub>2</sub> aus Gemischen mit N<sub>2</sub> od. CO durch reversible Bildung von [[Natriumhydrogencarbonat|NaHCO<sub>3</sub>]] aus Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>.
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N. ist nach [[Natriumchlorid]] die techn. wichtigste Na-Verbindung. Etwa 50% werden bei der [[Glas]]fabrikation eingesetzt, 23% dienen zur Herst. von [[Chemikalien]], davon ca. 1/3  Na-[[phosphat]]e, etwa 5% gehen in die Papier- u. Zellstoff-Ind. u. weitere 5% in die Herst. von [[Seife]]n u. Waschmitteln. Kleinere Mengen Soda werden in fast allen Ind.-Zweigen verbraucht, z. B. zum Auswaschen von CO<sub>2</sub> aus Gemischen mit N<sub>2</sub> od. CO durch reversible Bildung von [[Natriumhydrogencarbonat|NaHCO<sub>3</sub>]] aus Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>.
 
* Als [[Lebensmittel-Zusatzstoff]] E 500 wird es als z. B. als [[Backtriebmittel]] eingesetzt.
 
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Aktuelle Version vom 24. Februar 2016, 16:04 Uhr

Natriumcarbonat
vernetzte Artikel
Salz Carbonat

Eigenschaften

Natriumcarbonat, Soda, Na2CO3, M = 105,99 g/mol. Hydrat: Natriumcarbonat-Decahydrat, M = 286,14 g/mol.

Kristallwasserfreies N. (auch calcinierte Soda genannt) bildet ein weißes, auf Haut u. Schleimhäute reizend wirkendes Pulver, D. 2,533, Schmp. 854 °C, stark hygroskop., kann in feuchten Räumen bis zu 10% Wasser binden, ohne feucht auszusehen. Man löst N. am leichtesten durch Einrühren in heißes Wasser: 100 g H2O lösen bei 0 °C 7,1 g, bei 10 °C 12 g, bei 20 °C 21,7 g, bei 30 °C 37,2 g u. bei 100 °C 45,5 g Na2CO3. Die wäss. Lsg. reagiert stark alkal. (pH 11,6). N. ist ferner lösl. in Glycerin, jedoch unlösl. in Alkoholen. Es bildet mit Wasser drei Hydrate:

  • Decahydrat (Kristallsoda), Na2CO3 · 10 H2O, MR 286,14, farblose Krist., D. 1,44, Schmp. 32–34 °C
  • Heptahydrat, MR 232,10, rhomb. Krist., D. 1,51, Schmp. 35,4 °C
  • Monohydrat, MR 124,00, rhomb. Krist., D. 2,25, Schmp. 100 °C.

Mit Säuren entwickelt N. unter Aufbrausen Kohlendioxid (Na2CO3 + H2SO4 Pfeil.gif Na2SO4 + H2O + CO2). Beim Sieden von tier. u. pflanzlichen Fettsäuren mit konz. N.-Lsg. entstehen Seifen.

Vorkommen

N. findet sich (in Mischung mit Natriumhydrogencarbonat) in großen Mengen in den Natronseen von Ägypten, Nord- u. Südamerika. Der Soda-Gehalt von Owens Lake in Kalifornien wird allein auf rund 100 Mio. t geschätzt; aus diesem gewinnt man durch Wasserverdunstung ein ziemlich unreines Natriumcarbonat. Der ostafrikan. Magadi-See (70 Meilen von Nairobi entfernt) enthält eine bis zu 30 m dicke Schicht.

Beim Verbrennen von Kochsalz-reichen Meeres- od. Strandpflanzen hinterbleibt eine Soda-reiche Asche; auf diese Weise hat man bis etwa 1850 die meiste Soda gewonnen.

Herstellung

Leblanc-Verfahren

Bei dem 1790 von Leblanc entwickelten Verf. stellte man zunächst aus NaCl u. Schwefelsäure Natriumsulfat her, das mit Kalk u. Kohle erhitzt wurde:

Na2SO4 + CaCO3 + 2 C Pfeil.gif Na2CO3 + CaS + 2 CO2.

Anschließend wurde die Soda aus dem Reaktionsprodukt mit Wasser ausgelaugt. Nachteilig waren der hohe Energieverbrauch u. der Anfall an HCl u. lästigen CaS-haltigen Abfallprodukten, weshalb der Prozeß durch das Solvay-Verf. abgelöst wurde.

Solvay-Verfahren

(Ammoniak-Soda-Verf.): Bei diesem 1861 von E. Solvay ausgearbeiteten Verf. leitet man in eine nahezu gesätt. Kochsalzlsg. zuerst Ammoniak u. dann Kohlendioxid ein. Es entsteht hierbei Ammoniumhydrogencarbonat, das mit Kochsalz das verhältnismäßig schwer lösl. Natriumhydrogencarbonat gibt:

NH4HCO3 + NaCl Pfeil.gif NaHCO3 + NH4Cl.

Durch Erhitzen (Calcinieren) des Natriumhydrogencarbonats erhält man N. (Ammoniaksoda)

2 NaHCO3 Pfeil.gif Na2CO3 + H2O + CO2;

das Kohlendioxid wird von neuem in die Salzlsg. geleitet. Aus der Mutterlauge wird das Ammoniak durch Behandlung mit gebranntem Kalk (2 NH4Cl + CaO Pfeil.gif 2 NH3 + H2O + CaCl2) zurückgewonnen u. wieder in den Produktionsprozeß zurückgeführt. Weiteres Kohlendioxid fällt beim Brennen des Kalks an, der zur Ammoniak-Rückgewinnung benötigt wird. Als letztes Abfallprodukt entsteht CaCl2, das trotz des hohen Energieaufwandes in zunehmendem Maße aus den Ablaugen zurückgewonnen od. auf Gips verarbeitet wird, früher jedoch großenteils in die Abwässer geleitet wurde.

Verwendung

N. ist nach Natriumchlorid die techn. wichtigste Na-Verbindung. Etwa 50% werden bei der Glasfabrikation eingesetzt, 23% dienen zur Herst. von Chemikalien, davon ca. 1/3 Na-phosphate, etwa 5% gehen in die Papier- u. Zellstoff-Ind. u. weitere 5% in die Herst. von Seifen u. Waschmitteln. Kleinere Mengen Soda werden in fast allen Ind.-Zweigen verbraucht, z. B. zum Auswaschen von CO2 aus Gemischen mit N2 od. CO durch reversible Bildung von NaHCO3 aus Na2CO3.

Sicherheitshinweise

Bei der Verwendung von Natriumcarbonat beim Experimentieren gilt:

Achtung.gif Auf Chemikalien-Gefäßen finden sich codierte Hinweise auf Gefährdungen und entsprechende Vorsorgemaßnahmen beim Umgang mit dieser Chemikalie. Diese sogenannten H- & P-Sätze hängen gemeinsam mit den Arbeitsregeln für Schülerexperimente als Betriebsanweisung im Chemieraum aus und müssen in jedem Fall beachtet werden!

Quelle

Römpp Lexikon Chemie – Version 2.0, Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1999

Weblinks

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