Natri cacbonat

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Natri cacbonat
Sodium carbonate-2009-23-04b.svg
Sodium-carbonate-xtal-3D-balls-C.png
Danh pháp IUPAC Sodium carbonate
Tên khác Cacbonat natri
Natron [1]
Nhận dạng
Số CAS 497-19-8
Thuộc tính
Công thức phân tử Na2CO3
Khối lượng mol 105.9884 g/mol
Bề ngoài Tinh thể màu trắng
Khối lượng riêng 2.54 g/cm3, thể rắn
Điểm nóng chảy 851 °C (1124 K)
Điểm sôi 1600 °C (2451 K)
Độ hòa tan trong nước 22 g/100 ml (20 °C)
Độ bazơ (pKb) 3,67
Các nguy hiểm
MSDS ngoài
NFPA 704

NFPA 704.svg

0
1
1
 
Điểm bắt lửa Không bắt lửa.
Các hợp chất liên quan
Anion khác Natri bicacbonat
Cation khác Liti cacbonat
Kali cacbonat
Rubidi cacbonat
Xezi cacbonat

Natri cacbonat, còn gọi là sođa, là một loại muối cacbonat có công thức hóa học là Na2CO3. Natri cacbonat là một muối bền trong tự nhiên, thường có trong nước khoáng, nước biển và muối mỏ trong lòng đất. Một số rất ít tồn tại ở dạng tinh thể có lẫn canxi cacbonat. Quá trình hình thành trong tự nhiên chủ yếu do sự thay đổi địa hình Trái Đất làm một số hồ gần biển hoặc vịnh bị khép kín, dần dần lượng muối tích tụ lại và bị chôn vùi vào lòng đất tạo thành mỏ muối. Lượng muối còn lại trong tự nhiên (nước biển) được hình thành do hòa tan khí CO2 trong không khí.

Vì có trữ lượng lớn và quá trình khai thác, điều chế đơn giản nên giá bán natri cacbonat trên thị trường rẻ: 16.000 đồng/1 kg năm 2010 (~ $0.84/1 kg)

Tính chất vật lý[sửa | sửa mã nguồn]

Na2CO3 khan là chất bột màu trắng, hút ẩm và nóng chảy ở 851°C, nóng chảy không phân hủy tới 853°C[1], còn cao hơn nhiệt độ này thì bắt đầu phân hủy[2].

Na2CO3 dễ tan trong nước, khi tan trong nước phát ra nhiều nhiệt do tạo thành hiđrat. Từ trong dung dịch, ở dưới 32,5°C natri cacbonat kết tinh tạo Na2CO3.10H2O, giữa khoảng 32,5 - 37,5°C tạo Na2CO3.7H2O, trên 37,5°C biến thành Na2CO3.H2O, và đến 107°C thì mất nước hoàn toàn thành natri cacbonat khan[1].

Độ tan của các hiđrat chứa nhiều phân tử nước tăng theo nhiệt độ, còn của monohiđrat thì ngược lại[1]. Trong không khí, decahiđrat Na2CO3.10H2O dễ mất bớt nước kết tinh, tạo thành bột trắng vụn Na2CO3.5H2O.[2]

Tính chất hóa học[sửa | sửa mã nguồn]

  • Tác dụng với axít mạnh tạo thành muối, nước và giải phóng khí CO2:

Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2

  • Tác dụng với bazơ tạo thành muối mới và bazơ mới:

Na2CO3 + Ca(OH)2 → 2NaOH + CaCO3

  • Tác dụng với muối tạo thành hai muối mới:

Na2CO3 + CaCl2 → 2NaCl + CaCO3

  • Chuyển đổi qua lại với natri bicacbonat theo phản ứng:

Na2CO3 + CO2 + H2O 2NaHCO3

  • Khi tan trong nước, Na2CO3 bị thủy phân mạnh tạo môi trường bazơ, làm đổi màu các chất chỉ thị: dung dịch phenolphtalein không màu thành màu hồng, quỳ tím hóa xanh:

Na2CO3 → 2Na+ + CO32−

CO32− + H2O HCO3 + OH Dung dịch Na2CO3 có tính bazơ yếu.

Ứng dụng[sửa | sửa mã nguồn]

  • Đừng lầm Natri cacbonat với Natri bicacbonat. Natri cacbonat là một chất rất ăn mòn không dùng trong thức ăn uống, đặc biệt trong khuôn khổ gia đình hay thủ công.
  • Trong công nghiệp, natri cacbonat được dùng để nấu thủy tinh, xà phòng, làm giấy, đồ gốm, phẩm nhuộm, dệt, điều chế nhiều muối khác của natri như borat, cromat...[1][3]
  • Sản xuất keo dán gương, thủy tinh lỏng.[1]

Sản xuất[sửa | sửa mã nguồn]

Natri cacbonat có sẵn trong tự nhiên: trong các hồ muối, muối mỏ và tro của rong biển. Người Ai Cập cổ đã biết khai thác nguồn muối này từ 4000 năm trước, và từ thế kỷ XV - XVI, tro rong biển đã được dùng để sản xuất xà phòng và thủy tinh.[1]

Trước đây trong công nghiệp thì Na2CO3 được sản xuất theo phương pháp sunfat, còn gọi là phương pháp Leblanc, do nhà hóa học Pháp N.Leblanc (1742 - 1806) đề ra năm 1791[2]. Cụ thể như sau:

  • Nung hỗn hợp natri sunfat (Na2SO4) với than (C) và đá vôi (CaCO3) ở 1000°C, sẽ có hai phản ứng xảy ra:
    Na2SO4 + 2C → Na2S + 2CO2
    Na2S + CaCO3 → Na2CO3 + CaS
  • Hòa tan hỗn hợp sản phẩm vào nước sẽ tách được CaS không tan ra khỏi Na2CO3. CaS sau đó có thể được dùng để sản xuất lưu huỳnh.

Natri cacbonat ngày nay hầu như được điều chế theo phương pháp amoniac, hay còn gọi là phương pháp Solvay, do nhà hóa học Bỉ E.Solvay (1838 - 1922) đề ra năm 1864. Phương pháp này dựa vào phản ứng hóa học:

NaCl + NH3 + CO2 + H2O NaHCO3 + NH4Cl

NaHCO3 ít tan trong nước được tách ra, nhiệt phân tạo thành Na2CO3: 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O

Bài chi tiết: Công nghệ Solvay

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ a ă â b c d Hoàng Nhâm; Hóa học vô cơ cơ bản, tập hai - Các nguyên tố hóa học điển hình (2017); Nhà xuất bản Giáo dục; trang 47.
  2. ^ a ă â Mai Văn Ngọc; Giáo trình Hóa học vô cơ 1 - Các nguyên tố nhóm A (2014); Nhà xuất bản Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh; trang 236.
  3. ^ Sách giáo khoa Hóa học 12 nâng cao (2013); Nhà xuất bản Giáo dục; trang 156.

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]