Уже в XVIII в. стекольной промышленности Франции требовалось больше соды, чем её могли выделить из растительной золы или добыть в природе. Поэтому в 1775 г. Французская академия объявила специальную премию за изобретение искусственного способа получения соды. Его нашёл химик Никола Леблан (1742— 1806), который предложил получать соду из сульфата натрия (мирабилита) по реакции:
Na2SO4+4С+СаСО3®960 °CNa2CO3+CaS+4CO.
Образовавшуюся твёрдую массу обрабатывали водой (выщелачивали), а потом из этого раствора кристаллизовали соду. Хотя Леблану так и не суждено было получить заслуженную им награду (в годы Французской революции 1789—1799 гг. академия была закрыта), его метод надёжно служил долгие годы химикам разных стран. Главной проблемой было отсутствие в Европе мирабилита, поэтому его получали, действуя на поваренную соль концентрированной серной кислотой.
Во второй половине XIX в. на смену способу Леблана пришёл аммиачный метод, разработанный бельгийским химиком Эрнестом Сольве (1838—1922). Сода (гидрокарбонат натрия) образовывалась при взаимодействии аммиака и углекислого газа с насыщенным раствором хлорида натрия:
NaCl+NH3+СО2+Н2О=NaHCO3¯ + NH4Cl.
Выпадавший в осадок гидрокарбонат натрия (он плохо растворим в концентрированном растворе NaCl) отфильтровывали. При слабом нагревании он подвергался кальцинированию — превращался в средний карбонат:
2NaHCO3®50—100 °CNa2CO3+СО2+Н2О.
Строго говоря, этот способ был известен задолго до Сольве, но многим он казался нерентабельным из-за расходования аммиака. Гениальность Сольве заключалась в том, что он нашёл дешёвый путь возвращения аммиака в реакционную смесь. Для этого хлорид аммония нагревали с негашёной известью, которая образовывалась при получении углекислого газа разложением известняка:
СаСО3®1000 °CСаО+СО2 2NH4Cl+СаО=CaCl2+Н2О+2NH3.
Таким образом, способ Сольве гораздо более экономичен, чем способ Леблана, а единственным отходом данного производства является хлорид кальция (этой солью обычно посыпают дороги во время гололёда).
Ежегодно в мире производятся десятки миллионов тонн соды — в основном по способу Сольве. Однако в некоторых странах (например, в США) значительную часть соды добывают из природного минерала троны Na2CO3•NaHCO3•2Н2О.
Интересно, что поташ нельзя получить аналогично соде из хлорида калия, аммиака и углекислого газа. Причина — высокая растворимость гидрокарбоната калия, который не удаётся выделить из раствора. Именно поэтому мировые цены на поташ (его получают по реакции гидроксида калия с СО2) в несколько раз выше, чем на соду.
Производство соды в древности.
Гравюра из книги Г. Агриколы
«О горном деле и металлургии».
Издание 1557 г.
Содосодержашую воду Нила отводят в специальные отстойники, на дне которых после испарения воды остаётся сода.
Похожие статьи