Пищевые добавки натрий углекислый газ
| Гидрокарбонат натрия | |
|---|---|
| Систематическое наименование | гидрокарбонат натрия |
| Традиционные названия | пищевая (питьевая) сода, сода двууглекислая, чайная сода |
| Хим. формула | CHNaO3 |
| Рац. формула | NaHCO3 |
| Состояние | твёрдое |
| Молярная масса | 84,0066 г/моль |
| Плотность | 2,159 г/см³ |
| Температура | |
| • разложения | 60—200 °C |
| Растворимость | |
| • в воде | 9,59 г/100 мл |
| Рег. номер CAS | 144-55-8 |
| PubChem | 516892 |
| Рег. номер EINECS | 205-633-8 |
| SMILES | [Na+].OC([O-])=O |
| InChI | InChI=1S/CH2O3.Na/c2-1(3)4;/h(H2,2,3,4);/q;+1/p-1 UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M |
| Кодекс Алиментариус | E500(ii) |
| RTECS | VZ0950000 |
| ChEBI | 32139 |
| ChemSpider | 8609 |
| ЛД50 | 4220 мг/кг |
| Краткие характер. опасности (H) | H319 |
| Меры предостор. (P) | P305+P351+P338 |
| Сигнальное слово | осторожно |
| Пиктограммы СГС | |
| NFPA 704 | 1 |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
| Медиафайлы на Викискладе | |
Гидрокарбона́т на́трия (лат. Natrii hydrocarbonas), другие названия: бикарбона́т на́трия, ча́йная со́да, питьева́я или пищева́я со́да, двууглеки́слый на́трий — химическое неорганическое вещество, натриевая кислая соль угольной кислоты с химической формулой NaHCO3.
В обычном виде — мелкокристаллический порошок белого цвета.
Используется в промышленности, пищевой промышленности, в кулинарии, в медицине как нейтрализатор химических ожогов кожи и слизистых оболочек концентрированными кислотами и для снижения кислотности желудочного сока. Также применяется в буферных растворах.
Химические свойства[править | править код]
Гидрокарбонат натрия — кислая натриевая соль угольной кислоты. Проявляет все свойства соли сильного основания и слабой кислоты. В водных растворах имеет слабощелочную реакцию. В широком диапазоне концентраций в водном растворе pH раствора изменяется незначительно, на этом основано применение раствора вещества в качестве буферного раствора.
Реакция с кислотами[править | править код]
Гидрокарбонат натрия реагирует с кислотами с образованием соли, соответствующей данной кислоте (например, с соляной кислотой — хлорида натрия, с серной — сульфата натрия), и угольной кислоты, которая в процессе реакции распадается на углекислый газ и воду, при этом углекислый газ выделяется в виде пузырьков:
В быту обычно применяется реакция «гашения соды» уксусной кислотой, с образованием ацетата натрия или гашение лимонной кислотой с образованием цитрата натрия, реакция с уксусной кислотой:
Термическое разложение[править | править код]
При температуре выше 60 °C гидрокарбонат натрия начинает распадаться на карбонат натрия, углекислый газ и воду (процесс разложения наиболее эффективен при 200 °C:
При этом процессе вследствие выделения углекислого газa и воды (в виде водяного пара) масса исходного вещества уменьшается примерно на 37 %.
Получение[править | править код]
В промышленности гидрокарбонат натрия получают аммиачно-хлоридным способом[1]. В концентрированный раствор хлорида натрия, насыщенный аммиаком, под давлением пропускают углекислый газ. В процессе синтеза происходят две реакции:
В холодной воде гидрокарбонат натрия мало растворим, и его отделяют от охлаждённого раствора фильтрованием, а из полученного после фильтрования раствора хлорида аммония снова получают аммиак, возвращаемый в производство вновь:
Применение[править | править код]
Двууглекислый натрий (бикарбонат) применяется в химической, пищевой, лёгкой, медицинской, фармацевтической промышленности, цветной металлургии, в быту. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E500 (ii), входит в состав пищевой добавки E500.
В химической промышленности[править | править код]
Применяется для производства красителей, пенопластов и других органических продуктов, фторорганических соединений,
продуктов бытовой химии, наполнителей в огнетушителях, Реагент для отделения диоксида углерода, сероводорода из газовых смесей, например, отходящих газов топливосжигающих установок. В этом процессе углекислый газ поглощается раствором гидрокарбоната натрия при повышенном давлении и пониженной температуре, далее поглощённый углекислый газ выделяется из раствора при подогреве и снижении давления;
В лёгкой промышленности — в производстве резины для подошв обуви и в производстве искусственных кож, кожевенном производстве при дублении и нейтрализации кожи после кислого дубления, текстильной промышленности при отделке шёлковых и хлопчатобумажных тканей;
В пищевой промышленности — в хлебопечении, производстве кондитерских изделий, приготовлении газированных напитков.
В кулинарии[править | править код]
Основное применение пищевой соды в пищевой промышленности и в быту — кулинария, где применяется, преимущественно, в качестве основного или дополнительного разрыхлителя в составе кислого и пресного теста. При добавлении питьевой соды в кислое тесто происходит реакция с молочной кислотой, продуцированной при заквашивании дрожжевыми микроорганизмами, при этой реакции выделяется углекислый газ, вспучивающий тесто.
При добавлении в пресное тесто углекислый газ выделяется при выпечке из-за термического разложения.
При применении соды в чистом виде важно соблюсти правильную дозировку, так как она оставляет в продукте карбонат натрия, дающий определённый привкус. Порядок замешивания для теста: соду — в муку, кислые компоненты (уксус, кефир и пр.) — в жидкость.
В медицине[править | править код]
Пероральный приём[править | править код]
Применяется в качестве антацидного средства. При пероральном приёме снижает кислотность желудочного сока и используется для лечения язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки [2]. Тем не менее, в результате применения может возникнуть кислотный рикошет, так как при реакции содой с соляной кислотой происходит выделение CO2, который оказывает раздражающее действие на стенку желудка, усиливая выделение гастрина[2].
Традиционно раствор питьевой соды используется для дезинфекции зубов и дёсен при зубных болях[3] и полости рта и горла, при сильном кашле, ангине, фарингите[4].
При ринитах, конъюнктивитах, стоматитах, ларингитах и т.п. применяют для полосканий, промываний, ингаляций 0,5 — 2 % растворы[2].
Применяется при почечном тубулярном ацидозе.
Ингаляционное введение[править | править код]
Раствор ингалируется при помощи небулайзера. Усиливает секрецию слизистой трахеобронхиального дерева, тем самым увеличивая количество мокроты и делая её менее вязкой.[2] Может применятся для стимуляции выработки мокроты с целью её бактериологического исследования во фтизиатрии.
Внутривенная инфузия[править | править код]
Препарат выбора для быстрой коррекции метаболического ацидоза во время реанимационных мероприятий.
Применяется в качестве антиаритмического средства при отравлении лекарственными средствами удлиняющими интервал QT, такими как трициклические антидепрессанты, кокаин, нейролептики.
Противопоказания[править | править код]
При внутривенном введении быстро повышает pH и вызывает снижение уровня калия и кальция в плазме. Соответственно противопоказан при:
- Изначально высоком pH — метаболическом алкалозе, например, вследствие гипохлоремии — снижении концентрации в крови ионов Cl-, в том числе вызванной рвотой, или снижением всасывания в желудочно-кишечном тракте,
- Респираторном ацидозе — так как выделяющийся CO2 усилит его,
- Гипокальциемии — может спровоцировать тетанические судороги[5].
Является источником натрия и повышает осмоляльность плазмы, тем самым увеличивая объём циркулирующей крови. Задержка натрия усиливает отёки и повышает артериальное давление. Таким образом, использование при артериальной гипертензии, совместно с минералокортикоидами, низконатриевой диете должно быть ограничено. Применение при сниженной скорости клубочковой фильтрации может привести к метаболическому алкалозу.
В альтернативной медицине[править | править код]
В альтернативной медицине питьевая сода иногда заявляется как «лекарство» от рака, однако, никакой экспериментально подтверждённой эффективности применения такого «лечения» не существует[6].
Пожаротушение[править | править код]
Гидрокарбонат натрия вместе с карбонатом аммония используется в качестве наполнителя в огнетушителях с сухим наполнением и в стационарных системах сухого пожаротушения. Это применение обусловлено тем, что от воздействия высокой температуры в очаге горения вещество выделяет углекислый газ, атмосфера которого затрудняет доступ кислорода воздуха в очаг горения.
В быту[править | править код]
Применяется как безопасное для здоровья средство для чистки поверхностей столовой и кухонной посуды, поверхностей кухонных столов, иных поверхностей, соприкасающихся с пищей, путем протирки их с помощью влажной тряпки с сухим порошком питьевой соды.
В транспорте[править | править код]
Применяется для нейтрализации следов электролита — серной кислоты на поверхности пластмассовых корпусов свинцовых аккумуляторов насыщенным водным раствором питьевой соды.
Хранение[править | править код]
Гидрокарбонат натрия хранят в закрытых упаковках, в сухом месте вдали от источников огня. Гарантийный срок хранения натрия двууглекислого — 12 месяцев со дня изготовления. Срок годности не ограничен.
Безопасность[править | править код]
Вещество нетоксично, пожаро- и взрывобезопасно.
Имеет солоноватый, мыльный вкус. При попадании пыли вещества на слизистые оболочки глаз и носа вызывает лёгкое раздражение. При частой работе в атмосфере, загрязнённой пылью двууглекислого натрия, может возникнуть раздражение верхних дыхательных путей. Предельно допустимая концентрация пыли бикарбоната натрия в воздухе производственных помещений 5 мг/м3[7].
Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
- ГОСТ 2156-76. Натрий двууглекислый. Технические условия (с Изменениями № 1, 2, 3, 4).
- ГОСТ 32802-2014. Добавки пищевые. Натрия карбонаты E500. Общие технические условия.
Источник
Пищевая добавка E 500 (другое написание Е–500) — незаменимый помощник человека со времен древних цивилизаций. С ее помощью смягчают воду и чистят посуду, отбеливают вещи и лечат изжогу, нейтрализуют запахи и готовят рассыпчатое печенье.
За европейским кодом скрывается обычная сода.
Название продукта
Официально добавка носит название натрия карбонаты и включает группу соединений:
- карбонат натрия E 500(i) или кальцинированная сода;
- гидрокарбонат натрия Е 500(ii), известный как пищевая сода;
- смесь солей карбоната и гидрокарбоната натрия E 500(iii), кристаллическая сода.
Международный синоним — Sodium carbonates.
В немецком языке добавка обозначена Natriumkarbonat, французский вариант — carbonat de sodium.
Сода — общее техническое название продукта.
Тип вещества
Добавка Е 500 относится к группе веществ, облегчающих технологию производства продуктов.
Ее используют как агент, препятствующий слеживанию и комкованию, разрыхлитель, регулятор кислотности.
Пищевые натрия карбонаты с химической точки зрения подразделяют на следующие виды:
- натрий углекислый моногидрат, декагидрат и безводный E 500(i);
- натрий двууглекислый (натрий бикарбонат) Е 500(ii);
- натрий сесквикарбонат E 500 (iii).
Все они представляют собой кислые соли угольной кислоты и натрия.
Промышленное производство добавки Е 500 основано на аммиачном методе получения (или способ Сольвэ, по имени бельгийского химика, первым предложивший данную технологию). Раствор хлорида натрия насыщают газообразным аммиаком и диоксидом углерода. Выпавший остаток гидрокарбоната натрия отфильтровывают и очищают.
Для получения кальцинированной соды гидрокарбонат натрия обезвоживают путем нагревания до 160º C.
Свойства
| Показатель | Стандартные значения |
| Цвет | белый |
| Состав | карбонат, гидрокарбонат натрия; формулы: добавка Е 500(i) безводная — Na2CO3; Е 500(ii) — NaHCO3; Е 500(iii) — Na2СO3•10Н2O и Nа2СO3•Н2O |
| Внешний вид | кристаллический или гранулированный порошок, бесцветные кристаллы |
| Запах | отсутствует |
| Растворимость | хорошо в воде; не растворяется в этаноле |
| Содержание основного вещества | не менее 99% (Е 500i, ii); от 35 до 38,6% (Е 500iii водный); от 46,4 до 50% (Е 500iii безводный) |
| Вкус | солоновато-щелочной |
| Плотность | 2,16 г/см3 |
| Другие | рН от 8,0 до 8,6 (1% водный раствор гидрокарбоната натрия); безводные формы гигроскопичны; гидрокарбонат натрия при нагревании выше 60ºC распадается на карбонат, воду и углекислый газ |
Упаковка
Добавку E 500 расфасовывают в полиэтиленовые мешки толщиной от 0,08 мм и заваривают или завязывают шпагатом из натуральных волокон для обеспечения защиты от влаги.
Наружной упаковочный тарой служат:
- мешки из синтетических волокон, мешочной ткани или крафт-бумаги;
- бочки из полиэтилена (евробарабан);
- барабаны картонные навивные;
- ящики из гофрированного картона.
В розничную продажу добавка Е 500 обычно поступает в картонных коробках или пластиковых банках с завинчивающейся крышкой.
Применение
Натрия карбонаты разрешены к применению во всех странах.
В России технические условия использования вещества регулирует ГОСТ 32802-2014.
Добавка E 500 широко применяется в пищевой промышленности самостоятельно или в смеси с карбонатом аммония (Е 503).
В основном ее используют как разрыхлитель в производстве мучных кондитерских изделий. Натрия карбонаты при нагревании высвобождают углекислый газ. Это способствует увеличению объема теста, улучшению вкусовых качеств готового изделия.
В качестве разрыхлителя теста добавка разрешена в продуктах для детского питания.
Другое направление применения стабилизатора Е 500 — регулирование уровня кислотности. Натрия карбонаты создают неблагоприятные условия для деятельности патогенных микроорганизмов, продлевают срок годности, усиливают действие консервирующих добавок.
Натрий углекислый внесен в перечень сырья для производства колбас, мясного хлеба, копченых и вареных изделий из свинины.
Добавку используют в производстве сухого молока, продуктов на основе шоколада и какао (не более 70 г/кг сухого вещества) для защиты от слеживания и комкования.
Карбонаты натрия применяют в технологии щелочного удаления кожицы с определенных плодов: груш, яблок, персиков, помидоров, картофеля и других. Обработка проводится в специальных вращающихся барабанах. По окончании процесса щелочь нейтрализуют кислотой, чаще лимонной.
Одним из основных потребителей натрия карбонатов является фармацевтическая отрасль.
Стабилизатор E 500 обладает выраженными антацидными, антибактериальными качествами. В качестве вспомогательного вещества используют в антибиотиках и противотуберкулезных препаратах. На основе натрия карбонатов изготавливают лекарственные формы для борьбы с широким рядом заболеваний:
- растворы для капельных инфузий при гипертонической болезни, аритмии, коррекции метаболического ацидоза;
- таблетки для лечения бронхо-легочных воспалений (ощелачивают бронхиальную слизь, разжижают мокроту);
ректальные суппозитории с антимикробным эффектом; - растворы для промывания ожогов, полосканий полости рта при стоматите, лечения конъюктивита.
Производители косметических средств оценили противовоспалительные и отбеливающие свойства натрия карбонатов. Добавка Е 500 входит в состав:
- специальных зубных паст (например, «Новый Жемчуг Сода Бикарбонат») как отбеливающий компонент с легкими абразивными свойствами;
- очищающих лосьонов для проблемной кожи (останавливают воспалительный процесс, подсушивают акне);
- масок для жирной кожи (нормализуют работу сальных желез).
Добавку E 500 используют в ваннах для коррекции веса.
Гидрокарбонат натрия (E 500ii) разрешен для розничной продажи.
Польза и вред
Польза добавки обусловлена ее химическими свойствами.
Вещество имеет уровень рН от 8 до 9 единиц, то есть является щелочью — эффективным нейтрализатором сильных кислот. Бикарбонат натрия способен на некоторое время устранить боль, вызванную гиперацидностью желудочного сока при гастрите, язвенной болезни.
По этой же причине натрия карбонаты выступают сильными антидотами при отравлении различными кислотами. Водный раствор снимает боль при химических ожогах.
Добавка Е 500 проявляет антисептические и муколтические свойства, что позволяет использовать ее в народной медицине для обработки ран, лечения ангины и грибковых поражений, разжижения мокроты, смягчения кашля.
Перед употреблением овощей и фруктов полезно положить их на несколько минут в раствор пищевой соды. Натрия карбонаты нейтрализуют действие химических веществ, которыми были обработаны плоды.
Суточное потребление добавки E 500 неограничено. Меру при этом соблюдать необходимо. Продукт относится к 3 классу опасности (умеренно опасный).
Большие дозы натрия карбонатов могут вызвать нежелательные эффекты:
- повышение кровяного давления;
- боли в животе, вздутие;
- отеки за счет способности задерживать воду. По этой причине беременным женщинам употребление пищевой соды нежелательно;
- снижение уровня калия в организме, как следствие — аритмию, усталость, мышечные судороги;
- аллергические реакции (сыпь, зуд) при индивидуальной непреносимости.
Особую осторожность должны соблюдать люди, имеющие заболевания почек и сердца.
Пищевая добавка цитрат кальция (Е333) может нанести вред организма только при превышении допустимой нормы кальция в организме.
Не секрет, что пектин благоприятно влияет на человеческий организм. Подробнее об этом веществе читайте в нашей статье.
Что такое бензойная кислота и как ее получают? Об этом мы рассказали здесь.
Основные производители
В России крупнейшим производителем добавки Е 500 является АО «Башкирская содовая компания», образованная в 2013 году путем слияния двух предприятий: ОАО «Сода» и ОАО «Каустик» (город Стерлитамак). Компания практически полностью удовлетворяет потребность отечественного рынка.
В мировом производстве натрия карбонатов лидируют китайские поставщики. На их долю приходится более 50% от общего объема продукции.
Ведущие мировые производители:
- Eastern United Nanjing Chemical Industries Group Co. Ltd.(Китай);
- Solvay, старейший производитель соды. Предприятия расположены в Испании и Болгарии, заключено партнерское соглашение с китайским заводом Tianjin Soda Ash Plant;
- Brunner Mond (Великобритания, имеет заводы в Кении и Нидерландах);
- Soda Sanayii AS (Турция).
Интересный факт! В ряде европейских стран добавку E 500 используют для приготовления варенья их цитрусовых плодов, включая кожуру. Бикарбонат натрия размягчает корку, снижает горечь, способствует лучшему развариванию плодов. В итоге получается густая желеобразная консистенция, схожая с мармеладом. Продукт отличается высокими вкусовыми качествами и длительным сроком хранения.
Источник
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 16 декабря 2018;
проверки требуют 39 правок.
| Карбонат натрия | |||
|---|---|---|---|
| Систематическое наименование | Карбонат натрия | ||
| Традиционные названия | кальцинированная сода, углекислый натрий | ||
| Хим. формула | Na2CO3 | ||
| Молярная масса | 105,99 г/моль | ||
| Плотность | 2,53 г/см³ | ||
| Температура | |||
| • плавления | 854 °C | ||
| • разложения | 1000 °C | ||
| Константа диссоциации кислоты | 10,33 | ||
| Растворимость | |||
| • в воде при 20 °C | 21,8 г/100 мл | ||
| Рег. номер CAS | 497-19-8 | ||
| PubChem | 10340 | ||
| Рег. номер EINECS | 207-838-8 | ||
| SMILES | C(=O)([O-])[O-].[Na+].[Na+] | ||
| InChI | 1S/CH2O3.2Na/c2-1(3)4;;/h(H2,2,3,4);;/q;2*+1/p-2 CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L | ||
| Кодекс Алиментариус | E500(i) | ||
| RTECS | VZ4050000 | ||
| ChEBI | 29377 | ||
| ChemSpider | 9916 | ||
| ЛД50 | 4 г/кг (крысы, орально) | ||
| Пиктограммы СГС | |||
| NFPA 704 | 1 | ||
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |||
| Медиафайлы на Викискладе | |||
Карбона́т на́трия (кальцинированная сода) — неорганическое соединение, натриевая соль угольной кислоты с химической формулой Na2CO3. Бесцветные кристаллы или белый порошок, хорошо растворимый в воде. В промышленности в основном получают из хлорида натрия по методу Сольве. Применяют при изготовлении стекла, для производства моющих средств, используют в процессе получения алюминия из бокситов и при очистке нефти.
Свойства[править | править код]
Имеет вид бесцветных кристаллов или белого порошка. Существует в нескольких разных модификациях: α-модификация с моноклинной кристаллической решеткой образуется при температуре до 350 °C, затем, при нагреве выше этой температуры и до 479 °C осуществляется переход в β-модификацию, также имеющую моноклинную кристаллическую решетку. При увеличении температуры выше 479 °C соединение переходит γ-модификацию с гексагональной решеткой. Плавится при 854 °C, при нагреве выше 1000 °C разлагается с образованием оксида натрия и диоксида углерода[1][2].
Кристаллогидраты карбоната натрия существуют в разных формах: бесцветный моноклинный Na2CO3·10H2O, при 32,017 °C переходит в бесцветный ромбический Na2CO3·7H2O, последний при нагревании до 35,27 °C бесцветный переходит в ромбический Na2CO3·H2O. В интервале 100−120 °C моногидрат теряет воду.
| температура, °C | 0 | 10 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 |
| растворимость, г Na2CO3 на 100 г H2O | 7 | 12,2 | 21,8 | 29,4 | 39,7 | 48,8 | 47,3 | 46,4 | 45,1 | 44,7 | 42,7 | 39,3 |
В водном растворе карбонат натрия гидролизуется, что обеспечивает щелочную реакцию среды. Уравнение гидролиза (в ионной форме):
Первая константа диссоциации угольной кислоты равна 4,5⋅10−7. Все кислоты, более сильные, чем угольная, вытесняют её в реакции с карбонатом натрия. Так как угольная кислота крайне нестойкая, она тут же разлагается на воду и углекислый газ:
Нахождение в природе[править | править код]
В природе сода встречается в золе некоторых морских водорослей, а также в виде минералов:
- нахколит NaHCO3
- трона Na2CO3·NaHCO3·2H2O
- натрит (сода) Na2CO3·10H2O
- термонатрит Na2CO3·Н2O.
Современные минеральные содовые озёра (англ.)русск. известны в Забайкалье и в Западной Сибири; большой известностью пользуется озеро Натрон в Танзании и озеро Сирлс в Калифорнии[3][неавторитетный источник?]. Трона, имеющая промышленное значение, открыта в 1938 в составе эоценовой толщи Грин-Ривер (Вайоминг, США). Вместе с троной в этой осадочной толще обнаружено много ранее считавшихся редкими минералов, в том числе давсонит, который рассматривается как сырьё для получения соды и глинозёма. В США природная сода добывается 4 компаниями в Вайоминге и одной в Калифорнии, около половины экспортируется[4]. Около четверти используемой в мире соды добывается из природных источников, 90% их них добывается в США[5].
Получение[править | править код]
До начала XIX века карбонат натрия получали преимущественно из золы некоторых морских водорослей, прибрежных и солончаковых растений путём перекристаллизации относительно малорастворимого NaHCO3 из щёлока.
Способ Леблана[править | править код]
В 1791 году французский химик Николя Леблан получил патент на «Способ превращения глауберовой соли в соду». По этому способу при температуре около 1000 °C запекается смесь сульфата натрия («глауберовой соли»), мела или известняка (карбоната кальция) и древесного угля. Уголь восстанавливает сульфат натрия до сульфида:
Сульфид натрия реагирует с карбонатом кальция:
Полученный расплав обрабатывают водой, при этом карбонат натрия переходит в раствор, сульфид кальция отфильтровывают, затем раствор карбоната натрия упаривают. Сырую соду очищают перекристаллизацией. Процесс Леблана даёт соду в виде кристаллогидрата (см. выше), поэтому полученную соду обезвоживают кальцинированием.
Сульфат натрия получали обработкой каменной соли (хлорида натрия) серной кислотой:
Выделявшийся в ходе реакции хлороводород улавливали водой с получением соляной кислоты.
Первый содовый завод такого типа в России был основан промышленником М. Прангом и появился в Барнауле в 1864 году.
После появления более экономичного (не остаётся в больших количествах побочный сульфид кальция) и технологичного способа Сольве, заводы, работающие по способу Леблана, стали закрываться. К 1900 году 90 % предприятий производили соду по методу Сольве, а последние фабрики, работающие по методу Леблана, закрылись в начале 1920-х.
Промышленный аммиачный способ (способ Сольве)[править | править код]
В 1861 году бельгийский инженер-химик Эрнест Сольве запатентовал метод производства соды, который используется и по сей день[6].
В насыщенный раствор хлорида натрия пропускают эквимолярные количества газообразных аммиака и диоксида углерода, то есть как бы вводят гидрокарбонат аммония NH4HCO3:
Выпавший остаток малорастворимого (9,6 г на 100 г воды при 20 °C) гидрокарбоната натрия отфильтровывают и кальцинируют (обезвоживают) нагреванием до 140—160 °C, при этом он переходит в карбонат натрия:
Образовавшийся CO2 возвращают в производственный цикл. Хлорид аммония NH4Cl обрабатывают гидроксидом кальция Ca(OH)2:
Полученный NH3 также возвращают в производственный цикл.
Таким образом, единственным отходом производства является хлорид кальция.
Первый содовый завод такого типа в мире был открыт в 1863 в Бельгии; первый завод такого типа в России был основан в районе уральского города Березники фирмой «Любимов, Сольве и Ко» в 1883 году[7]. Его производительность составляла 20 тысяч тонн соды в год.
До сих пор этот способ остаётся основным способом получения соды во всех странах.
Способ Хоу[править | править код]
Разработан китайским химиком Хоу (Hou Debang) в 1930-х годах. Отличается от процесса Сольве тем, что не использует гидроксид кальция.
По способу Хоу в раствор хлорида натрия при температуре 40 градусов подается диоксид углерода и аммиак. Менее растворимый гидрокарбонат натрия в ходе реакции выпадает в осадок (как и в методе Сольве). Затем раствор охлаждают до 10 градусов. При этом выпадает в осадок хлорид аммония, а раствор используют повторно для производства следующих порций соды.
Сравнение способов[править | править код]
По методу Хоу в качестве побочного продукта образуется NH4Cl вместо CaCl2 по методу Сольве.
Способ Сольве был разработан до появления процесса Габера, в то время аммиак был в дефиците, поэтому регенерировать его из NH4Cl было необходимо. Метод Хоу появился позже, необходимость регенерации аммиака уже не стояла так остро, соответственно, аммиак можно было не извлекать, а использовать его как азотное удобрение в виде соединения NH4Cl.
Тем не менее NH4Cl содержит хлор, избыток которого вреден для многих растений, поэтому использование NH4Cl в качестве удобрения ограничено. В свою очередь рис хорошо переносит избыток хлора, и в Китае, где применяется NH4Cl для рисоводства, метод Хоу, дающий NH4Cl в качестве побочного продукта, более широко представлен по сравнению с другими регионами.
В настоящее время в ряде стран практически весь искусственно производящийся карбонат натрия вырабатывается по методу Сольве (включая метод Хоу как модификацию), а именно в Европе 94 % искусственно производимой соды, во всем мире — 84 % (2000 год)[8].
Применение[править | править код]
Карбонат натрия используют в стекольном производстве; мыловарении и производстве стиральных и чистящих порошков; эмалей, для получения ультрамарина. Также он применяется для смягчения воды паровых котлов и вообще уменьшения жёсткости воды, для обезжиривания металлов и десульфатизации доменного чугуна. Карбонат натрия — исходный продукт для получения NaOH, Na2B4O7, Na2HPO4. Может использоваться в сигаретных фильтрах[9].
В пищевой промышленности карбонаты натрия зарегистрированы в качестве пищевой добавки E500, — регулятора кислотности, разрыхлителя, препятствующего комкованию и слёживанию. Карбонат натрия (кальцинированная сода, Na2CO3) имеет код 500i, гидрокарбонат натрия (пищевая сода, NaHCO3) — 500ii, их смесь — 500iii.
Одна из новейших технологий повышения нефтеотдачи пластов — АСП заводнение, в котором применяется сода в сочетании с ПАВ для снижения межфазного натяжения между водой и нефтью.
В фотографии используется в составе проявителей как ускоряющее средство[10].
Самостоятельно добавляется в моторное масло для предотвращения полимеризации. Концентрация 2 г на 1 л масла.[источник не указан 339 дней]
Безопасность[править | править код]
Предельно допустимая концентрация аэрозоли кальцинированной соды в воздухе производственных помещений — 2 мг/м3[1]. Кальцинированная сода относится к веществам 3-го класса опасности. Аэрозоль кальцинированной соды при попадании на влажную кожу и слизистые оболочки глаз и носа может вызвать раздражение, а при длительном воздействии ее — дерматит.
Тривиальные названия[править | править код]
Сода — общее название технических натриевых солей угольной кислоты.
- Na2CO3 (карбонат натрия) — кальцинированная сода, бельевая сода
- Na2CO3·10H2O (декагидрат карбоната натрия, содержит 62,5 % кристаллизационной воды) — стиральная сода; иногда выпускается в виде Na2CO3·H2O или Na2CO3·7H2O
- NaHCO3 (гидрокарбонат натрия) — пищевая сода, натрий двууглекислый, бикарбонат натрия
«Сода» в европейских языках происходит, вероятно, от арабского «suwwad» — общего названия различных видов солянок, растений, из золы которых её добывали в средние века; существуют и другие версии[11]. Кальцинированная сода (карбонат натрия) называется так потому, что для получения её из бикарбоната последний «кальцинируют» (лат. calcinatio, от calx, по сходству с процессом обжига извести), то есть прокаливают.
Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
- Гурлев Д.С. Справочник по фотографии (обработка фотоматериалов). — К.: Тэхника, 1988.
- Рукк Н. С. Натрия карбонат // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Меди—Полимерные. — С. 182. — 639 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8.
Ссылки[править | править код]
- ГОСТ 5100-85 Сода кальцинированная техническая. Технические условия (с Изменением N 1).. Государственный комитет СССР по стандартам. Дата обращения 11 апреля 2019.
- Аликберова Л. Ю. Натрия карбонат. Большая Российская Энциклопедия. Министерство культуры Российской Федерации. Дата обращения 11 апреля 2019.
Источник