Desarrollo De Na2CO3

DESARROLLO DEL CARBONATO DE SODIO.

PROCESO LEBLANC

Fue el primer proceso para obtener artificialmente carbonato de sodio (sosa). Haciendo reaccionar sal común (HCl) con ácido sulfúrico (H2SO4), para dar sulfato de sodio (Na2SO4) (1), que por extracción de agua con carbón y piedra caliza para obtener carbonato de sodio (Na2SO4) (2), que por extracción de agua lo podemos separar del sulfuro de calcio (CaS), ya que el primero es soluble y el segundo es insoluble.

(1) H2SO4 + NaCl → NaSO4 + HCl

(2) Na2SO4 + 2C + CaCO3 → Na2CO3 + CaS + 2CO2

Durante muchos años el proceso Leblanc sólo obtuvo un producto útil, la sosa o carbonato de sodio, y dos residuos contaminantes, ácido clorhídrico (HCl)y sulfuro de calcio(CaS), que daba grandes problemas de contaminación medioambiental, y que a la larga condenó este proceso.

Gosaage (1836) desarrolló unas torres de absorción de HCl en agua.

Chance (1882-1887) mejoró un método propuesto por Gossage para recuperar el S. Inyectaba en el galligú (el residuo que contenía CaS), desprendiéndose H2S; mediante un proceso de enriquecimiento obtenía un gas rico en ácido sulfhídrico (H2S), que se sometía al proceso Claus (para obtener azufre elemental). El S obtenido se empleaba en la producción de H2SOH4.

CaS + H2O + CO2 → CaCO3+ H2O

CaS + H2S → Ca(HS)2

Ca(HS)2 + CO2 + H2O → CaCO3 + 2H2O

PROCESO SOLVAY.

El cloruro de sodio es la materia prima básica empleada por la llamada “industria cloro-álcali”. A partir del NaCl se genera todo el cloro (y sus derivados) y el sodio (y sus derivados) utilizados actualmente a nivel industrial. La industria cloro-álcali produce primariamente y a gran escala tres sustancias: cloro, hidróxido de sodio y carbonato de sodio. Las tres integran el conjunto de los diez productos de la industria química de mayor producción y consumo a nivel mundial. Su importancia radica en que a su vez estas sustancias se utilizan como materias primas para fabricar productos derivados.

La obtención de Na2CO3 anhidro, cuyo nombre comercial es sosa, se realiza en la industria por el proceso Solvay. Esencialmente implica una primera etapa en la que se obtiene NaHCO3 y luego por descomposición térmica de éste se produce el Na2CO3. Una parte del NaHCO3 generado por el proceso Solvay se utiliza como tal para abastecer la demanda industrial de este producto.

Parte del consumo mundial de carbonato de sodio es atendido por extracción de fuentes naturales. Por ejemplo por descomposición térmica el mineral “trona”, de composición 2Na2CO3• NaHCO3• 2H2O, se produce carbonato de sodio:

2Na2CO3• NaHCO3• 2H2O → 3Na2CO3 + CO2 + 3H2O

Método industrial

El proceso de fabricación de carbonato de sodio por el método industrial incluye 6 procesos unitarios diferentes que se muestran en el esquema 1. Las reacciones centrales del proceso Solvay son la III y la IV, las mismas que utilizamos en el laboratorio. Las reacciones I y II tienen por objeto la preparación de la solución de NH4HCO3, los procesos V y VI generan el amoníaco necesario para la reacción II:

Tal como lo muestra la ecuación global, el proceso industrial utiliza como materias primas piedra caliza (compuesta mayoritariamente por carbonato de calcio) y cloruro de sodio. Los productos son el carbonato de sodio y el cloruro de calcio. El proceso se realiza en forma continua y necesita una cantidad fija de gas amoníaco, que se genera y utiliza en circuito cerrado, como parte del proceso, pero que no se consume en el mismo. Por ello no aparece en la ecuación VII y por lo tanto el amoníaco no se considera una materia prima.

La ecuación global VII, que representa la reacción directa entre las materias

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