Carbonato De Sodio

El Cloruro de Sodio es uno de los haluros más importantes en la industria, ya que se emplea en la obtención de variados compuestos (derivados de este), como: el ácido clorhídrico, el hidróxido de sodio, cloro, bicarbonato de sodio, hipoclorito de sodio, carbonato de sodio, entre otros.

Vamos a enfocarnos en dos procesos de producción de carbonato de sodio, teniendo como materia prima el cloruro de sodio anteriormente mencionado. Pero antes de empezar con la descripción de estos, nombraremos algunas propiedades tanto físicas como químicas del Na2CO3, y sus principales usos.

El Carbonato de Sodio gracias a las propiedades que posee, se obtenía desde tiempos antiguos de manera artesanal, calcinando plantas que rodeaban lagunas saladas, por lo cual se denominó sosa ash, (ash = cenizas), ya que esta producción artesanal no abastecía la demanda de la industria, en 1783 y 1863, Nicolas Leblanc y Ernest Solvay respectivamente, crearon procesos para la producción de este compuesto. El primero se producía a partir de cloruro de sodio, ácido sulfúrico, carbón y piedra caliza, pero era muy contaminante, por lo cual se continuaron las investigaciones y surgió el segundo proceso, en el que se producía Na2CO3 de manera industrial por medio de materias primas naturales, como lo son el NaCl y el CaCO3 con ayuda del amoniaco. Cada proceso se explicara más delante de manera más adecuada. El carbonato sódico es un producto que tiene una gran variedad de aplicaciones hoy en día, donde destacan por ejemplo su uso como pigmento, agente neutralizador o como parte de jabones y detergentes.

Por el momento daremos a conocer algunas de las propiedades tanto físicas como químicas del Carbonato de Sodio.

• Son gránulos o polvo de color blanco inodoro

• Punto de fusión de 851ºC

• Punto de ebullición 1600ºC

• Es estable (a menos de que se mezcle con metales alcalinotérreos, aluminio, compuestos orgánicos nitrogenados, óxidos no metálicos, acido sulfúrico concentrado y óxidos de fosforo)

• Puede irritar la piel y los ojos

• Su solubilidad en el agua es de 30.7g/L a 25ºC

• Peso molecular 105.99g/mol

• Higroscópico

• Densidad 2.54g/cm3

El carbonato de sodio es ampliamente usado en varios sectores de la industria, algunos de estos son:

• Fabricación de productos químicos, en la industria química es usado como fuente de alcalinidad y de ion sodio en la fabricación de productos químicos como: tripolifosfatos, vidrio de silicato soluble, metasilicato de sodio, ortosilicato de sodio, bicarbonato de sodio, compuestos de cromo y pigmentos.

• Siderurgia, el Na2CO3 es usado para tostar el cromo y otros extractos por medio de ráfagas de aire caliente, disminuyendo el contenido de azufre y fosforo de la fundición del acero.

• Reciclado, es usado para el reciclado de baterías viejas

• Vidrio, tanto el Na2CO3 como sus derivados se usan para bajar el punto de fusión del silicio para un mejor trabajo, además aporta el sólido necesario para formar la red vítrea. El carbonato de sodio se combina con arena y carbonato de calcio, se calienta a una temperatura muy alta y después se enfría rápidamente.

• Detergentes, el Na2CO3 es también conocido como sodio de lavado, debido a que es uno de los ingredientes principales en la mayoría de los detergentes de lavandería, asegura el correcto funcionamiento del resto de sustancias que componen el limpiador (enzimas, tensoactivos, etc), durante las diferentes fases del lavado. Funciona como ablandador de agua y es bueno en conseguir quitar las manchas de aceite, grasa y alcohol de la ropa.

• Tintura, se utiliza en la composición de algunos tintes, ya que ayuda a que el tinte se adhiera adecuadamente a las fibras del material.

• Regulador de pH, es usado tanto en el tratamiento de las aguas de la industria, así como en procesos de flotamiento, por ejemplo, en las piscinas ayuda a hacer el agua más alcalina, se usa para revelar fotografías ya que mantiene estable la mezcla de productos químicos necesarios para esto, también se utiliza en la pasta de dientes para aumentar el pH de la boca además funciona como agente espumante de dicha pasta.

• Electrólisis, es usado como un electrolito que ayuda a crear reacciones químicas con electrodos en un proceso que implica corriente eléctrica.

• Ladrillos, es un agente humectante por lo que reduce la cantidad de agua necesaria para formarlos, y gracias a esto reduce el tiempo de secado.

• Otros usos, producción o ayuda en la producción de: cerámica, jabones, limpiadores, ablandador de aguas duras, refinación de petróleo, producción de aluminio, textiles, pulpa y papel, procesos metalúrgicos, preparación de farmacéuticos, soda caustica, bicarbonato de sodio, nitrato de sodio, entre otros.

Debido al continuo uso de este compuesto en la industria, se desarrollaron dos procesos para su producción: el proceso Leblanc y el proceso Solvay.

PROCESO LEBLANC:

Uno de los principales en la industria (vidrios, textiles, jabón), para producción de carbonato sódico.

El proceso Leblanc consta de diferentes etapas que son:

1. El cloruro de sodio se calienta con ácido sulfúrico para producir sulfato de sodio(torta de sal) y gas cloruro de hidrógeno de acuerdo con la ecuación química

2. Se mezcla la torta de sal con piedra caliza (carbonato cálcico) triturada y carbón y se calienta. En la reacción química subsiguiente, el carbón (carbono) se oxida a dióxido de carbono, reduciendo el sulfato a sulfuro y dejando tras de sí una mezcla sólida de carbonato de sodio y sulfuro de calcio, llamada ceniza negra.

Nota: Debido a que el carbonato de sodio es soluble en agua, pero no lo son ni el carbonato de calcio ni el sulfuro de calcio, el carbonato de sodio se separa entonces de la ceniza negra mediante el lavado con agua. El agua de lavado se evaporó luego para dar carbonato de sodio sólido. Este proceso de extracción se denomina lixiviación.

EL PROCESO LEBLANC MÁS EN DETALLE:

Pasos del proceso:

• El cloruro sódico se mezcla inicialmente con solución de ácido sulfúrico y la mezcla se somete a un ligero calentamiento, gran parte del gas cloruro de hidrógeno se escapa en este punto. Esto continúa hasta que todo lo que queda es una masa fundida.

Nota: Esta masa todavía contiene cloruro suficiente para contaminar las etapas posteriores del proceso.

• La masa se expone entonces a la llama directa, que se evapora casi todo el cloruro de restante.

Nota: El carbón utilizado en la siguiente etapa debe

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