Сода, технічна назва натрієвих солей вугільної кислоти H 2 Co 3 . Розрізняють С. кальциновану — Na 2 Co 3 (карбонат натрію, безводий вуглекислий натрій), питну, — Nahco 3 (гідрокарбонат натрію, двовуглекислий натрій) і кристалічну — Na 2 Co 3 ×10 H 2 O, Na 2 Co 3 ×7H 2 O, Na 2 Co 3 ×H 2 O. Каустичною С. в техніці і побуті називають їдкий натр NAOH — натрію гідроокис .
С. була відома з давніх часів. Ще древні єгиптяни застосовували природну С. (з озерних вод) як миючий засіб, а також для варива скла. До 18 ст карбонати натрію і калія називали «алкалі», тобто лугом. У 1736 французький учений А. Л. Дюамель дю Монсо вперше розрізнив ці дві речовини: перше стали називати содою (по рослині Salsola Soda, із золи якого її добували), а друге — поташем.
В природі С. зустрічається у вигляді мінералів: трону Na 2 Co 3 × Nahco 3 ×2H 2 O, сода (синоніми натріт і натрон) Na 2 Co 3 × 10 H 2 O і термонатріт Na 2 Co 3 ·Н 2 O. С. кристалізується в моноклінній системі, утворює білі зернисті або порошкові маси, на повітрі швидко втрачає воду. Твердість за мінералогічною шкалою від 2,5 (трону) до 1,5; щільність 2110 (трону) — 1420 (сода) кг / м-коду 3 . У СРСР сучасні содові озера відомі в Забайкаллі і в Західному Сибіру; великою популярністю користується озеро Натрон в Танзанії і озеро Серлс в Каліфорнії. Викопна С. (трону), така, що має промислове значення, зустрінута у складі еоценової товщі Грин-Рівер (Віргінія, США). Разом з троной в цій осадовій товщі виявлено багато мінералів, що раніше вважалися рідкими, у тому числі давсоніт [Naaico 3 (ВІН) 2 ], який розглядається як сировина для здобуття соди і глинозему. У США С. природна задовольняє більше 40% потреби країни в цій корисній копалині. У СРСР через відсутність крупних родовищ С. не добувається.
Аж до початку 19 ст головним джерелом для добування С. служила зола деяких морських водоростей і прибережних рослин.
Безводий Na 2 Co 3 — безбарвний кристалічний порошок; щільність 2,53 г / см 3 при 20 °С, t пл 853 °С. Добре розчинимо у воді: 17,7% по масі при 20 °С, 31,3% при 100 °С. Утворює кристалогідрати: моноклінний Na 2 Co 3 ×10 H 2 O, стійкий до 32,017 °С, ромбічний Na 2 Co 3 ×7H 2 O, перехідний в ромбічний Na 2 Co 3 ×H 2 O при 35,27 °С. Останній при 112,5 °С і тиску 1,27 am перетворюється на Na 2 Co 3 . Водні розчини Na 2 Co 3 мають сильну лужну реакцію унаслідок гідролізу .
Перший промисловий спосіб здобуття С. винайшов в 1787—89 Н. Леблан . У 1791 у Франції було почато виробництво С. по його методу. Він складався з наступних стадій. Кам'яну сіль Nacl дією концентрованої H 2 So 4 перетворювали на сульфат натрію:
2naci + H 2 So 4 = Na 2 So 4 + 2HC1.
Потім суміш Na 2 So 4 з подрібненим вапняком і вугіллям нагрівали в полум'яній печі при температурі близько 1000 °С. При цьому відбувалися реакції:
Na 2 So 4 + 2c = Na 2 S + 2co 2 ,
Na 2 S + СаСО 3 = Na 2 Co 3 + CAS.
З охолодженого плава С. витягували водою. Розчин С. відокремлювали від CAS і випаровували. Сиру С. очищали перекристалізацією. Процес Леблана давав С. у вигляді декагидрата Na 2 Co 3 •10H 2 O, що містить близько 62,5% води. Тому отриману С. доводилося для обезводнення нагрівати до червоності (кальцинувати, звідси кальцинована С.). Побічними продуктами були Hc1 (його спершу випускали на повітря, а потім стали поглинати водою, отримуючи технічну соляну кислоту ) і CAS (який утворював величезні відвали).
Від цих недоліків був вільний аміачно-содовий процес Е. Сольве , запатентований їм в 1861 (у 1863 в Бельгії був пущений перший завод, що отримував С. по Сольве). Спосіб заснований на реакціях, що йдуть у водних розчинах:
2nh 3 +H 2 O+co 2 =(Nh 4 ) 2 Co 3 ,
(Nh 4 ) 2 Co 3 +H 2 O+co 2 =2NH 4 Hco 3 .
Гідрокарбонат амонія Nh 4 Hco 3 реагує з розчином Nacl:
Nacl + Nh 4 Hco 3 = Nh 4 CI + Nahco 3 .
Осад Nahco 3 фільтрують і нагріванням (близько 140—160 °С) переводять в Na 2 Co 3 (кальцинована С.):
2 Nahco 3 = Na 2 Co 3 + Co 2 + H 2 O.
Co, що Звільняється, 2 знов поступає у виробництво. Для регенерації Nh 3 матковий розчин, , що містить (Nh 4 ), 2 Co 3 , Nh 4 Hco 3 і Nh 4 CI, нагрівають до 80 °С. При цьому карбонат і гідрокарбонат амонія розкладаються:
(Nh 4 ) 2 Co 3 =2NH 3 +H 2 O+ Co 2 ,
Nh 4 Hco 3 = Nh 3 + HAO + Co 2 .
Розчин, Nh 4 CI, що містить, нагрівають з вапняним молоком для виділення аміаку:
2nh 4 CI + Ca (ВІН) 2 = Cacl 2 + 2h 2 O + 2nh 3 .
Аміак повертається в виробництво. Всі реакції йдуть при невисоких температурах. Єдиним покидьком є розчин Cacl 2 , що має деяке практичне вживання (див. Кальцію хлорид ). За цим способом виходить дуже чиста безвода С. Благодаря цим перевагам спосіб Сольве витіснив виробництво С. по Леблану в кінці 19 — початку 20 вв.(століття) У Росії першим підприємством. що виробляв С. по Сольве, був Березниковський завод (1883).
Nahco 3 — білий кристалічний порошок щільністю 2,16—2,22 г / см 3 . При нагріванні близько 50 °С починає відщеплюватися 002, а при 100—150 °С повністю розкладається, перетворюючись на Na 2 Co 3 . Водні розчини Nahco 3 мають слаболужну реакцію. Сіль вперше описана в 1801 німецьким аптекарем Би. Розі. У промисловості Nahco 3 отримують, пропускаючи під тиском Co 2 в насичений розчин Na 2 Co 3 при 75 °С
Na 2 Co 3 + Co 2 + H 2 O = 2 Nahco 3 .
С. — один з найважливіших продуктів хімічної промисловості. У великих кількостях її використовують в скляному, миловареному, паперовому і фарбувальному виробництвах; вона застосовується також для зм'якшування води парових казанів. Na 2 Co 3 — вихідний продукт для здобуття NAOH, Na 2 B 4 O 7 , Na 2 Hpo 4 . Nahco 3 використовують у виробництві безалкогольних напоїв, хлібобулочних і кондитерських виробів. У медицині гідрокарбонат натрію застосовують всередину в пігулках, порошках і розчинах для нейтралізації надлишку соляної кислоти в шлунковому соку (наприклад, при гастритах), зовнішньо — у вигляді розчинів для полоскань горла, а також для промивання шкіри при попаданні на неї кислот. При деяких захворюваннях розчини Nahco 3 вводять внутрішньовенно. Входить до складу багатьох лікарських засобів.
В 1975 в СРСР вироблено 4,7 млн. т кальцинованою і 2,4 млн. т каустичною С.
Літ.: Загальна хімічна технологія, під ред. С. І. Вольфковіча, т. 1, М. — Л., 1953, с. 512—54; Беньковський С. Ст, Кругле С. М., Сокованов С. До., Технологія содопродуктов, М-код, 1972; Шокин І. Н., Крашенінников С. А., Технологія соди, М., 1975.
