Как получить карбонат натрия – Как получить хлорид натрия из карбоната натрия? Напишите уравнения реакций Помогите плиз)

Карбонат натрия, конечно же, не сразу находится в то виде, в котором мы привыкли его видеть в упаковках. Сначала он подвергается тщательной очистке, его прогоняют через специальные растворы, которые должны избавить сам карбонат от различных шлаков и примесей.

2

Первый способ называется аммиачно-хлоридный. Его можно провести и в домашних условиях, при условии, что у вас есть специальное помещение и реактивы. Способ этот заключается в том, что естественный и искусственно полученный рассол хлорида натрия очищается от примесей с помощью растворов аммиака и хлора.

3

В процессе отфильтровываются кальций и магний, а остается натрий. В промышленных условиях он проходит стадию насыщения Nh4 и карбонизации в специальных барботажных камерах. Но в домашних условиях повторить эту процедуру сложно, из-за отсутствия специального оборудования.

4

Прокаливание. Карбонат натрия получают при процессе прокаливания другого химического соединения NaHCO3. Это щелочь. Накаливать ее нужно либо на огне, либо в специальной камере, где существуют отводы для выделяющихся в процессе веществ.

5

Применение карбоната натрия очень распространено в производстве: это и компонент в производстве стекла, и моющие средства, также используется карбонат и при изготовлении целлюлозы, при чистке нефти и нефтепродуктов.

6

Электролиз. В науке он называется электролизный процесс. Но опять же, это технический способ, требующий наличия специальной камеры, в которой водяной пар и диоксид углерода взаимодействуют с едким натрием, который окисляется и превращается в карбонат.

7

Щелок. Это второстепенный способ получения карбоната натрия из продуктов под названием «щелок» (например, NaOH), которые образуются в процессе выщелачивания древесной золы. Карбонат натрия в свою очередь является одним из главных компонентов некоторых растений. Именно поэтому древесная зола содержит около 70 % карбоната натрия.

masterotvetov.com

Карбонат натрия

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Пермская государственная фармацевтическая академия

Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию

Российской Федерации»

кафедра аналитической химии

Курсовая работа:

Карбонат натрия.

Выполнила:

студентка 26 группы

Лекомцева Вероника

Проверила:

Шурова

Лидия Андреевна

Пермь, 2010

Содержание.

1. Карбонат натрия (описание вещества) 3

2. Способы получения 4

3. Качественный анализ 5

   1. Аналитические реакции катиона натрия 5

   2. Аналитические реакции карбонат иона 6

4. Количественный анализ 8

   1. Кислотно-основное титрование в водных растворах 8

5. Инструментальный анализ 9

   1. Потенциометрический метод 9

6. Практическое применение карбоната натрия 10

7. Список использованной литературы 11

2

1. Карбонат натрия.

Формула соединения:

Na₂CO₃.

Химическое название:

Карбонат натрия. Кальцинированная сода.

СОДА – техническое название карбонатов натрия. Na₂CO₃ – это нормальный карбонат или кальцинированная (безводная) сода.

Na₂

Природные источники незначительны (минералы: натрон, термонатрит, трона).

3

2. Получение:

Карбонат натрия получают главным образом насыщением аммиаком и углекислым газом раствора хлорида натрия и дальнейшим нагреванием до 140º – 160º С , а также из нефелина.

4

2. Качественный анализ.

Качественный анализ – это установление подлинности неорганических веществ, основанное на обнаружении с помощью аналитических реакций катионов и анионов, образующих молекулу вещества.

3.1. Реакции на определение катиона натрия.

1. Реакция с ацетатом диксоуран (VI) цинка Zn(UO

   2)₃(CH₃COO)₃ c образованием жёлтого кристаллического осадка или жёлтых кристаллов тетра- и октаэдрической формы, нерастворимых в уксусной кислоте. Для повышения чувствительности реакции, следует нагреть исследуемую смесь на предметном стекле:

NaNO₂ + Zn(UO₂)₃(CH₃COO)₃ +CH₃COOH + 9H₂O →

→NaZn(UO₂)₃(CH₃COO)₉ x 9H₂O↓ + HNO₂

Избыток ионов калия, катионы тяжёлых металлов (Hg²⁺, Sn²⁺, Bi³⁺, Fe³⁺ и др.). Реакция используется как дробная, после удаления мешающих ионов.

2. Окрашивание бесцветного пламени горелки в жёлтый цвет.

3. Реакция с пикриновой кислотой, с образованием кристаллов пикрата натрия жёлтого цвета игольчатой формы, исходящие из одной точки:

Реакция используется как дробная только в отсутствии мешающих ионов (K⁺, NH⁴⁺, Ag⁺).

5

2. Реакция с гексагидроксостибатом (V) калия K[Sb(OH)₆] с образованием белого кристаллического осадка, растворимого в щелочах:

NaNO₂ + K[Sb(OH)₆] → Na[Sb(OH)₆]↓ + KNO₂

Условия проведения реакции:

• Достаточная концентрация Na⁺;

• Нейтральная реакция раствора;

• Проведение реакции на холоде;

• Потирание стеклянной палочкой о стенку пробирки.

Мешающие ионы: NH⁴⁺, Mg²⁺ и др.

В кислой среде реагент разрушается с образованием белого аморфного осадка метасурьмяной кислоты HSbO

K[Sb(OH)₆] + HCl → KCl + H₃SbO₄ + 2H₂O

H₃SbO₄ → HSbO₃↓ + H₂O.

2. Реакции на определение карбонат иона.

4. Количественный анализ.

4.1. Кислотно-основное титрование в водных растворах.

Стандартизация 0,1 М раствора серной кислоты

по точной навеске карбоната натрия (способ отдельных навесок).

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + CO₂↑ + H₂O

М (Na₂CO₃) = 105,99 г/моль

Методика: 0,05-0,07 г (точная навеска) карбоната натрия количественно переносят в колбу для титрования, растворяют в 25 см³ дистиллированной воды, прибавляют 2-3 капли раствора метилового оранжевого и титруют 0,1 М раствором серной кислоты до перехода жёлтой окраски в розовато-оранжевую.

Поправочный коэффициент раствора серной кислоты рассчитывают по формуле:

5. Инструментальный анализ.

5.1. Потенциометрический метод.

Потенциометрический метод анализа основан на использовании зависимости электродвижущей силы (ЭДС) электрохимической ячейки от концентрации анализируемого вещества в растворе.

Потенциометрическое определение гидроксида и карбоната натрия

при совместном присутствии.

Определение компонентов смеси в растворе основано да дифференцированном титровании их раствором хлороводородной кислоты с фиксированием двух точек эквивалентности по резкому скачку потенциала. В качестве индикаторного используют стеклянный электрод, электрод сравнения – хлорсеребряный. В растворе смеси гидроксида и карбоната натрия одновременно могут находиться ионы Na⁺, OH^—, HCO₃^—, CO₃^2-:

NaOH → Na⁺ + OH^—

Na₂CO₃ → 2 Na⁺ + CO₃^2-

CO₃^2- + H₂O ↔ HCO₃^— + OH^—

HCO₃^— + H₂O ↔ H₂CO₃ + OH^—

В присутствии гидроксида натрия подавляется гидролиз карбоната натрия, поэтому при титровании смеси этих соединений кислотой сначала оттитровывается гидроксид натрия. По мере уменьшения содержания щёлочи в растворе, происходит гидролиз карбоната натрия по первой ступени и его взаимодействие с титрантом.

При этом гидролиз карбоната натрия на второй ступени и титрование продуктов гидролиза не происходят, так как константы ионизации соответствующих оснований отличаются на четыре порядка:

При этом наблюдается первый скачок титрования (рН 8,3):

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Na₂CO₃ + HCl → NaCl + NaHCO₃

Затем титруется гидрокарбонат натрия, наблюдается второй скачок титрования (рН 3,8):

NaHCO₃ + HCl → NaCl + СО₂ + H₂O

М NaOH = 40,00 г/моль

М Na₂CO₃ = 105,99 г/моль

Методика: 2-4 см³ анализируемого раствора помещают в стакан, вместимостью 50 см³ с магнитным стержнем, добавляют дистиллированную воду до объёма.

Бюретку заполняют 0,1 моль/дм³ раствором хлороводородной кислоты, закрепляют штатив. Стакан с анализируемым раствором устанавливают на столик электромагнитной мешалки, погружают в раствор электроды и приступают к титрованию. Проводят ориентировочное и точное титрования согласно общим указаниям, фиксируя два скачка титрования по резкому изменению потенциала. Результаты измерений заносят в таблицы.

По интегральному или дифференциальным графикам находят:

1. V₁ – объём титранта, соответствующий первому скачку титрования, прореагирующий со всей щёлочью и ½ количества карбоната натрия до NaHCO₃;

2. V_общ – объём титранта, соответствующий второму скачку титрования, прореагировавший со щёлочью и карбонатом натрия.

По результатам титрования рассчитывают:

V₂ = V_общ — V₁ – объём титранта, израсходованный на титрование

½ Na₂CO₃ до NaHCO₃;

V₃ = 2 V₂ = 2(V_общ — V₁) – объём титранта, израсходованный

на титрование всего Na₂CO₃;

V₄ = (V₁ — V₂) – объём титранта, израсходованный на титрование NaOH.

Затем рассчитывают Q и ω%.

6. Практическое применение.

Применяют в стекольной, мыловаренной, текстильной, целлюлозно-бумажной промышленности; для очистки нефти и др.

7. Список литературы.

1. Лурье Ю.Ю. «Справочник по аналитической химии», Москва, 1979;

2. Методическое пособие по аналитической химии. «Инструментальные методы анализа», Пермь, 2004;

3. Методическое пособие по аналитической химии. «Качественный химический анализ», Пермь, 2003;

4. Методическое пособие по аналитической химии. «Количественный химический анализ», Пермь, 2004;

5. «Новая иллюстрированная энциклопедия», том № 8, 12, 17. Москва,

ООО «Мир книги», 2001;

6. Рабинович В.А., Хавин З.Я. «Краткий химический справочник», Ленинград, Химия, 1977;

7. Харитонов Ю.Я. «Аналитическая химия», в 2^х книгах, Москва, 2001.

studfiles.net

Как получать натрия карбонат. Несколько способов на Kak-Legko.ru

Карбонат натрия, выглядящий как бесцветные кристаллы, в быту представляет собой самую обыкновенную кальцинированную соду. Ее можно использовать для стирки белья, мытья лакированных изделий и мытья посуды. Это вещество получило широкое применение в производстве. Его можно применять для изготовления моющих средств, и как компонент для производства стекла, и во время очистки нефтепродуктов и нефти.

Этот химический элемент можно встретить в природе в открытых рассолах, наиболее часто он попадается в озерных и грунтовых отложениях и минералах. Также добычу производят из природных залежей, но этим все не заканчивается, и она скорее представляет собой половину дела, ведь получить карбонат натрия не так-то и просто.

Инструкция:

• Понятное дело, что вещество изначально не находится в том виде, в котором нам его привычно видеть в магазинах. Перед тем, как оно становится таким, его подвергают тщательной очистке, прогоняя через специальные растворы. Именно благодаря этим растворам можно избавить карбонат от разных примесей и шлаков.
• Это можно сделать, пользуясь аммиачно-хлоридным способом, который можно выполнить и в домашних условиях. Конечно, если у вас есть специальные реактивы и подходящее помещение. Сам способ заключается в том, что для очистки хлорида натрия используется смесь растворов хлора и аммиака.
• Во время этого процесса магний и кальций отфильтровываются, а натрий остается. Если этот процесс проводится в промышленных условиях, то он проходит еще одну стадию, в которой насыщается Nh4 и проводится карбонизация в барботажных камерах. Правда, дома такую процедуру повторить крайне сложно, поскольку отсутствует специальное оборудование.
• Получить карбонат натрия также можно в процессе прокаливания другого соединения NaHCO3, которое является щелочью. Производить накаливание нужно или на огне, или в специальной камере, в которой есть отводы для веществ, которые выделяются во время этого процесса.
• Есть еще один способ получения, это электролиз. Но и в этом случае необходимо обязательное наличие специальной камеры, которая будет оборудована таким образом, чтобы диоксид водорода и водяной пар взаимодействовали с едким натрием, который будет окисляться и превращаться в карбонат.
• Помимо этого есть еще один вариант, как получить карбонат натрия. Этот способ является второстепенным, поскольку получение идет из щелока, то есть из продуктов, которые образуются, когда выщелачивается древесная зола. В древесной золе содержится приблизительно семьдесят процентов карбоната натрия.

kak-legko.ru

Карбонат натрия — это… Что такое Карбонат натрия?

Карбона́т на́трия Na₂CO₃ — химическое соединение, натриевая соль угольной кислоты.

Сода — общее название технических натриевых солей угольной кислоты.

• Na₂CO₃ (карбонат натрия) — кальцинированная 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) — питьевая сода, натрий двууглекислый, бикарбонат натрия

Название «сода» происходит от растения Salsola Soda, из золы которого её добывали. Кальцинированной соду называли потому, что для получения её из кристаллогидрата приходилось его кальцинировать (то есть нагревать до высокой температуры).

Каустической содой называют гидроксид натрия (NaOH).

Оксиды и гидроксиды

Нахождение в природе

В природе сода встречается в золе некоторых морских водорослей, а также в виде следующих минералов:

Современные содовые озёра известны в Забайкалье и в Западной Сибири; большой известностью пользуется озеро Натрон в Танзании и озеро Сирлс в Калифорнии. 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 удовлетворяет более 40 % потребности страны в этом полезном ископаемом.

Получение

До начала XIX века карбонат натрия получали преимущественно из золы некоторых морских водорослей и прибрежных растений.

Способ Леблана

В 1791 году французский химик Никола 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:

Na₂SO₄ + 2C → Na₂S + 2CO₂↑.

Сульфид натрия реагирует с карбонатом кальция:

Na₂S + СаСО₃ → Na₂CO₃ + CaS.

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:

2NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2HCl↑.

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 90 % предприятий производили соду по методу Сольве, а последние фабрики, работающие по методу Леблана закрылись в начале 1920-х.

Промышленный аммиачный способ (способ Сольве)

В 1861 году бельгийский инженер-химик Эрнест Сольве запатентовал метод производства соды, который используется и по сей день.

В насыщенный раствор хлорида натрия пропускают эквимолярные количества газообразных аммиака и диоксида углерода, то есть как бы вводят гидрокарбонат аммония NH₄HCO₃:

NH₃ + CO₂ + H₂O + NaCl → NaHCO₃ + NH₄Cl.

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:

2NaHCO₃ →(t) Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O.

Образовавшийся CO₂ возвращают в производственный цикл. Хлорид аммония NH₄Cl обрабатывают гидроксидом кальция Ca(OH)₂:

2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O,

и полученный NH₃ также возвращают в производственный цикл.

Таким образом, единственным отходом производства является хлорид кальция, не имеющий широкого промышленного применения, кроме использования в качестве противообледеняющего реагента для посыпания улиц.

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. Его производительность составляла 20 тысяч тонн соды в год. В 2010 году ФАС России отказал фирме Solvay в покупке этого завода, разрешив покупку группе Башкирская химия (ей также принадлежит завод Сода).^{[источник не указан 293 дня]}

До сих пор этот способ остаётся основным способом получения соды во всех странах.

Способ Хоу

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

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)^[2].

Свойства

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.

Безводный карбонат натрия представляет собой бесцветный кристаллический порошок.

В водном растворе карбонат натрия гидролизуется, что обеспечивает щелочную реакцию среды. Уравнение гидролиза (в ионной форме):

CO₃²⁻ + H₂O ↔ HCO₃⁻ + OH⁻

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:

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + CO₂↑ + H₂O

Применение

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 устранения жёсткости воды, для обезжиривания металлов и десульфатизации доменного чугуна. Карбонат натрия — исходный продукт для получения NaOH, Na₂B₄O₇, Na₂HPO₄. Карбонат натрия (кальцинированная сода) Название и функция вещества:

Карбонат натрия (кальцинированная сода) — регулятор кислотности; окислитель. Имеется в составе жидкости для мытья посуды, сигарет, пестицидов.

В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E500, регулятора кислотности, разрыхлителя, препятствующего комкованию и слёживанию.

Примечания

dic.academic.ru