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Lexikon der Chemie: Soda

Soda, Natriumcarbonat, weißes, in Wasser leicht lösliches Salz, die pulverförmige wasserfreie Form ist die calcinierte S. Na2CO3 D. 2,533 g cm-3, F. 853 °C, das wichtigste Hydrat ist Kristallsoda Na2CO3·10 H2O, wichtigstes Hydrat, kristallisiert aus wäßrigen Lösungen unterhalb 32 °C in Form großer, vollkommen klarer, monokliner Kristalle der D. 1,45 g cm-3, die bei 32 °C im eigenen Kristallwasser schmelzen, oberhalb 107 °C geht sie in das wasserfreie Na2CO3, über. Als kaustische S. oder auch Sodastein bezeichnet man durch Kaustifizieren von S. nach dem Kalk-Soda-Verfahren gewonnenes Natriumhydroxid. Wäßrige Lösungen von S. reagieren durch Hydrolyse alkalisch. Beim Einleiten von Kohlendioxid in kaltgesättigte wäßrige Sodalösungen bildet sich Natriumhydrogencarbonat: Na2CO3 + H2O + CO2 → 2 NaHCO3. Werden Fettsäuren mit einer konz. Sodalösung gekocht, so bilden sich Seifen.



Soda. Abb.: Schema der Soda-Herstellung nach dem Solvay-Verfahren.

Vorkommen. In der Natur findet sich S. gelöst in Sodaseen. Durch Austrocknen der Seen bilden sich große Lager, in denen die S. kristallisiert als Na2CO3·NaHCO3·2 H2O vorkommt.

Gewinnung. S. wird fast ausschließlich aus Natriumchlorid und Calciumcarbonat (Hilfsstoffe: Ammoniak, Kohle, Wasser) erzeugt, und zwar hauptsächlich nach dem Solvay-Verfahren (Ammoniak-Soda-Verfahren, Abb.): 2 NaCl + CaCO3 → Na2CO3 + CaCl2. Diese Bruttoreaktion ist aber nur über Zwischenstufen realisierbar. Aus der NaCl-Rohsolen müssen die Härtebildner (Calcium- und Magnesiumsalze) mit Kalkmilch Ca(OH)2 in der Form von Calciumcarbonat und Magnesiumhydroxid entfernt werden. (Enthärtung). Im nachgeschalteten Absetzer wird die Sole geklärt. Im Wascher nimmt sie aus den Abgasen der Carbonisatoren Ammoniak NH3 und einen Teil Kohlendioxid CO2 auf und im Absorber wird sie bis zu einer Konzentration von 85g NH3/l angereichert. Im Carbonisator wird die ammoniakalische Sole mit CO2 übersättigt, und es scheidet sich kristalllines Natriumhydrogencarbonat NaHCO3 ab: NaCl + NH3 + CO2 + H2O → NaHCO3 + NH4Cl. Das Kohlendioxid stammt zur Hälfte aus dem Kalkbrenn- und Calcinierprozeß: CaCO3 → CaO + CO2. Der Branntkalk CaO wird gelöscht und bildet so die Kalkmilch Ca(OH)2, welche für die Rückgewinnung des Ammoniaks und zur Reinigung der Rohsole verwendet wird. Das entstandene Natriumhydrogencarbonat wird mittels Zentrifugen von der Mutterlauge abgetrennt und durch Erhitzen (170-200 °C) im Drehrohrofen in S. überführt: 2 NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2. Aus der Filterlauge wird Ammoniak zurückgewonnen und wieder dem Prozess zugeführt.

Verwendung. S. wird vor allem als Flußmittel bei der Glas- und Emailleerzeugung, zur Textilveredlung, in der Seifen- und Waschmittelindustrie, in der chem. Industrie als Ausgangsprodukt zur Herstellung von pharmazeutischen Erzeugnissen, Ätznatron, Nitraten, Phosphaten u. a., in der Zellstoff- und Papierindustrie, zur Leim- und Harzfabrikation, zur Erzaufbereitung, zur Entschwefelung des Roh- und Gußeisens und des Flußstahls, zum Enthärten von Wasser, zum Bleichen und Gerben verwendet.

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