CARBONATO DI SODIO

CARBONATO DI SODIO

Matteo Princic

Matteo Princic

Triossocarbonato di disodio
Carbonato di sodio
Soda Solvay
Sodium Carbonate

Na2CO3

Nella figura si può vedere la struttura molecolare del carbonato di sodio. E' un composto ionico formato da due cationi Na+ e dallo ione poliatomico CO3--.

http://www.cosmicnoise.it/o/files/original/10/732/carbonato_di_sodio_1.jpg

Aspetto: solido, cristallino bianco
Massa molare: 105,9888 g/mol
Densità (g/cm3): 2,53
Temperatura di fusione: 851° C
Solubilità in acqua: ‎220 g/l a 293 K (20 °C)

Si tratta di un sale di sodio dell’acido carbonico, che, se riscaldato, tende a decomporsi liberando biossido di carbonio gassoso. Sciolto in acqua produce una soluzione basica. Il sale è impiegato in vari settori industriali.

Da fine Ottocento alla seconda metà del XX secolo la produzione industriale del carbonato di sodio è avvenuta tramite il processo messo a punto nel 1861 dal chimico belga Ernest Solvay, da cui il nome soda Solvay, realizzando la reazione chimica complessiva CaCO3 + 2 NaCl → Na2CO3 + CaCl2. Significativo fu anche l’apporto dato da Alfred Mond che trasformò la proposta di Solvay in un processo di produzione industriale.

Il primo passaggio consiste nella calcinazione del carbonato di calcio effettuata mediante il calore. La reazione serve per produrre sia ossido di calcio CaO, sia un gas il più ricco possibile di biossido di carbonio. L’ossido di calcio viene spento con acqua e forma una sospensione di latte di calce.
Il biossido di carbonio prodotto in precedenza viene fatto assorbire insieme con ammoniaca da una soluzione satura di cloruro di sodio, ottenendo la precipitazione di idrogenocarbonato di sodio e la formazione di cloruro di ammonio, nelle cosiddette torri Solvay.
L’idrogenocarbonato di sodio è decomposto a carbonato per riscaldamento a 200 °C.
Per completare il ciclo è necessario recuperare l’ammoniaca impiegata per re-immetterla nel ciclo produttivo. A tale scopo il filtrato della reazione, che contiene cloruro di ammonio, viene trattato con il latte di calce ottenuto in precedenza.
L’economicità dell’intero processo si basa sulla possibilità di un recupero quasi integrale dell’ammoniaca impiegata.

Fasi del processo Solvay
CaCO3 → CaO + CO2
CaO + H2O → Ca(OH)2
NH3 + CO2 + H2O + NaCl → NaHCO3↓ + NH4Cl
2 NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2
Ca(OH)2 + 2 NH4Cl → 2 H2O + CaCl2 + 2 NH3

Dato che l'ammoniaca viene completamente riciclata, l'unico prodotto di scarto è il cloruro di calcio, che viene commercializzato come reagente chimico ed essiccante.

Il carbonato di sodio è stato inserito tra gli additivi codificati dall’Unione Europea con la sigla E 500 e trova impiego nella fabbricazione del vetro, di prodotti come silicato e fosfato di sodio, nell’industria della carta e nella produzione di detergenti. In chimica è un moderato reagente alcalinizzante.

Fino all’inizio del XIX secolo il carbonato di sodio veniva prodotto mediante combustione di una pianta alofita, la Salsola soda.
Nel 1792 il chimico Nicolas Leblanc aveva sviluppato un primo processo sintetico per la produzione della soda. Il procedimento richiedeva due passaggi. Durante il primo, il cloruro di sodio veniva miscelato ad acido solforico concentrato ad una temperatura di 800-900 °C. Si liberava così acido cloridrico, lasciando del solfato di sodio solido. Nel secondo passaggio, il solfato di sodio polverizzato, mischiato con carbone e calcare, veniva nuovamente riscaldato nella fornace. Un'industria di proprietà di Leblanc era in grado di produrre 320 tonnellate di carbonato di sodio l'anno. Il processo venne presto soppiantato da quello messo a punto da Ernest Solvay.
Anche a Monfalcone (GO) è stata operativa una sodiera dal 1911 al 1969, prima con la società austriaca Adriawerke e, dal 1928, con la società belga Solvay. L’impatto economico generato dalla presenza dell’impianto sul territorio, in termini di reddito, di produzione e di occupazione, è stato notevole.

L’immagine carbonato_di_sodio_2.jpg si riferisce alla sodiera di Via Timavo a Monfalcone dopo i bombardamenti della Prima Guerra mondiale. Nel dopoguerra la fabbrica passa alla belga Solvay, che per la materia prima sfrutta anche una cava a Doberdò, collegandola allo stabilimento con una teleferica.
L’immagine carbonato_di_sodio_3.jpg si riferisce ad un lavoro di ricerca storica sullo stabilimento di Monfalcone.
L’immagine carbonato_di_sodio_4 mostra l’aspetto del sale.

https://it.wikipedia.org/wiki/Carbonato_di_sodio
https://www.britannica.com/biography/Ernest-Solvay
https://www.chimica-online.it/composti/carbonato-di-sodio.htm https://www.britannica.com/biography/Nicolas-Leblanc http://ricerca.gelocal.it/ilpiccolo/archivio/ilpiccolo/2010/09/09/GO_15_CENT.html https://bibliogo.ccm.it/library/Monfalcone/cal/solvay-una-sodiera-a-monfalcone-1911-1969/