Способ получения питьевой соды

Гидрокарбонат натрия

Гидрокарбонат натрия
Систематическое наименование	гидрокарбонат натрия
Традиционные названия	пищевая (питьевая) сода, сода двууглекислая, двууглекислый натрий, бикарбонат натрия, кислый углекислый натрий
Хим. формула	CHNaO₃
Рац. формула	NaHCO3
Состояние	твёрдое
Молярная масса	84,0066 г/моль
Плотность	2,159 г/см³
Т. разл.	60—200 °C
Растворимость в воде	9,59 г/100 мл
ГОСТ	ГОСТ 2156-76 ГОСТ 4201-79 ГОСТ 32802-2014
Рег. номер CAS	144-55-8
PubChem	516892
Рег. номер EINECS	205-633-8
SMILES
Рег. номер EC	205-633-8
Кодекс Алиментариус	E500(ii)
RTECS	VZ0950000
ChEBI	32139
ChemSpider	8609
ЛД50	4220 мг/кг
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Гидрокарбонат натрия (лат. Natrii hydrocarbonas ), другие названия: бикарбонат натрия, чайная сада, питьевая или пищевая сода, двууглекислый натрий — неорганическое соединение, натриевая кислая соль угольной кислоты с химической формулой NaHCO₃.

В обычном виде — мелкокристаллический порошок белого цвета.

Используется в промышленности, пищевой промышленности, в кулинарии, в медицине как нейтрализатор химических ожогов кожи и слизистых оболочек концентрированными кислотами и для снижения кислотности желудочного сока. Также применяется в буферных растворах.

Содержание

• 1 Химические свойства
  • 1.1 Реакция с кислотами
• 2 Термическое разложение
• 3 Получение
• 4 Применение
  • 4.1 В химической промышленности
  • 4.2 В кулинарии
  • 4.3 В медицине
    • 4.3.1 Противопоказания к применению в медицинских целях
  • 4.4 Пожаротушение
  • 4.5 В быту
  • 4.6 В транспорте
• 5 Производство
• 6 Хранение
• 7 Безопасность

Химические свойства

Гидрокарбонат натрия — кислая натриевая соль угольной кислоты. Проявляет все свойства соли сильного основания и слабой кислоты. В водных растворах имеет слабощелочную реакцию. В широком диапазоне концентраций в водном растворе pH раствора изменяется незначительно, на этом основано применение раствора вещества в качестве буферного раствора.

Реакция с кислотами

Гидрокарбонат натрия реагирует с кислотами с образованием соответствующей кислоте соли, например, хлорида натрия, сульфата натрия и угольной кислоты, которая в процессе реакции распадается на углекислый газ и воду, при этом углекислый газ выделяется из раствора в виде пузырьков:

В быту обычно применяется реакция «гашения соды» уксусной кислотой, с образованием ацетата натрия или гашение лимонной кислотой с образование цитрата натрия, реакция с уксусной кислотой:

Термическое разложение

При температуре выше 60 °C гидрокарбонат натрия начинает распадаться на карбонат натрия, углекислый газ и воду (процесс разложения наиболее эффективен при 200 °C, при более высоких температурах карбонат натрия начинает распадаться на оксид натрия и углекислый газ):

При этом процессе выделения воды в виде водяного пара и углекислого газa масса исходного продукта уменьшается примерно на 37 %.

Получение

В промышленности гидрокарбонат натрия получают аммиачно-хлоридным способом. В концентрированный раствор хлорида натрия, насыщенный аммиаком, под давлением пропускают углекислый газ. В процессе синтеза происходят две реакции:

В холодной воде гидрокарбонат натрия мало растворим, и его отделяют от охлаждённого раствора фильтрованием, а из полученного после фильтрования раствора хлорида аммония снова получают аммиак, возвращаемый в производство вновь:

Применение

Двууглекислый натрий (бикарбонат) применяется в химической, пищевой, лёгкой, медицинской, фармацевтической промышленности, цветной металлургии, в быту. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E500 (ii), входит в состав пищевой добавки E500.

В химической промышленности

Применяется для производства красителей, пенопластов и других органических продуктов, фторорганических соединений, продуктов бытовой химии, наполнителей в огнетушителях, Реагент для отделения диоксида углерода, сероводорода из газовых смесей, например, отходящих газов топливосжигающих установок. В этом процессе углекислый газ поглощается раствором гидрокарбоната натрия при повышенном давлении и пониженной температуре, далее поглощённый углекислый газ выделяется из раствора при подогреве и снижении давления;

В лёгкой промышленности — в производстве резины для подошв обуви и в производстве искусственных кож, кожевенном производстве при дублении и нейтрализации кожи после кислого дубления, текстильной промышленности при отделке шёлковых и хлопчатобумажных тканей;

В пищевой промышленности — в хлебопечении, производстве кондитерских изделий, приготовлении газированных напитков.

В кулинарии

Основное применение пищевой соды в пищевой промышленности и в быту — кулинария, где применяется, преимущественно, в качестве основного или дополнительного разрыхлителя в составе кислого и пресного теста. При добавлении питьевой соды в кислое тесто происходит реакция с молочной кислотой, продуцированной при заквашивании дрожжевыми микроорганизмами, при этой реакции выделяется углекислый газ, вспучивающий тесто.

При добавлении в пресное тесто углекислый газ выделяется при выпечке из-за термического разложения.

При применении соды в чистом виде важно соблюсти правильную дозировку, так как она оставляет в продукте карбонат натрия, дающий определённый привкус. Порядок замешивания для теста: соду — в муку, кислые компоненты (уксус, кефир и пр.) — в жидкость.

В медицине

Традиционно раствор питьевой соды используется для дезинфекции зубов и дёсен при зубных болях и полости рта и горла, при сильном кашле, ангине, фарингите, а также как общепринятое средство от изжоги и болей в желудке.

Применяется при заболеваниях, сопровождающиеся выраженным ацидозом (при диабете, инфекциях и др), для борьбы с ацидозом при хирургических вмешательствах (назначается 3-5 г. внутрь).

Применяется в качестве антиаритмического средства.

Как антацидное средство (как и все другие щелочи) применяется при язвенной болезни желудка, и двенадцатиперстной кишки, при повышенной кислотности желудочного сока.

Имеются так же данные о применении препарата (в виде капельных и внутривенных вливаний) при гипертонической болезни, симптоматической почечной гипертонии, и хронической почечной недостаточности. Эффект связан с увеличением выделения ионов натрия и хлора и возрастанием осмотического диуреза.

В виде свечей применяется против укачивания при морской и воздушной болезнях

Применяется в качестве отхаркивающего средства, т.к. повышая щелочные резервы крови, сдвигает в щелочную сторону реакцию бронхиальной слизи, делая мокроту менее вязкой.

При ринитах, конъюнктивитах, стоматитах, ларингитах и т.п. применяют для полосканий, промываний, ингаляций 0,5 — 2% р-ры гидрокарбоната натрия.

Применяется внутривенно с целью быстрого устранения метаболического ацидоза во время реанимационных мероприятий, заболеваниях почек.

Нужно иметь ввиду, что в результате применения может возникнуть т.н. кислотный рикошет (при реакции содой с соляной кислотой происходит выделение CO₂, который оказывает раздражающее действие на стенку желудка, усиливая выделение гастрина).

В альтернативной медицине питьевая сода иногда заявляется как «лекарство» от рака, однако, никакой экспериментально подтверждённой эффективности применения такого «лечения» не существует.

Противопоказания к применению в медицинских целях

Индивидуальная гиперчувствительность; состояния, сопровождающиеся развитием алкалоза; гипокальциемия, при приеме внутрь усиливает алкалоз и повышает риск развития тетанических судорог, гипохлоремия — снижение концентрации в крови ионов Cl — , в том числе вызванная рвотой, или снижением всасывания в желудочно-кишечном тракте, может привести к тяжёлому алкалозу.

Является источником натрия, тем самым увеличивая объём циркулирующей крови, усугубляя отёки и повышая артериальное давление. Применение при сниженной скорости клубочковой фильтрации может привести к метаболическому алкалозу.

Пожаротушение

Гидрокарбонат натрия вместе с карбонатом аммония используется в качестве наполнителя в огнетушителях с сухим наполнением и в стационарных системах сухого пожаротушения. Это применение обусловлено тем, что от воздействия высокой температуры в очаге горения вещество выделяет углекислый газ, атмосфера которого затрудняет доступ кислорода воздуха в очаг горения.

В быту

Применяется как безопасное для здоровья средство для чистки поверхностей столовой и кухонной посуды, поверхностей кухонных столов, иных поверхностей, соприкасающихся с пищей, путем протирки их с помощью влажной тряпки с сухим порошком питьевой соды.

В транспорте

Применяется для нейтрализации следов электролита — серной кислоты на поверхности пластмассовых корпусов свинцовых аккумуляторов насыщенным водным раствором питьевой соды.

Производство

В Российской Федерации двууглекислый натрий выпускается в соответствии с требованиями и техническими условиями, выпускается на предприятиях АО «Башкирская содовая компания» в г. Стерлитамак, Республика Башкортостан, а также на Крымском содовом заводе в г. Красноперекопск, Крымский полуостров.

Хранение

Гидрокарбонат натрия хранят в закрытых упаковках, в сухом месте вдали от источников огня. Гарантийный срок хранения натрия двууглекислого — 12 месяцев со дня изготовления. Срок годности не ограничен.

Безопасность

Вещество нетоксично, пожаро- и взрывобезопасно.

Имеет солоноватый, мыльный вкус. При попадании пыли вещества на слизистые оболочки глаз и носа вызывает лёгкое раздражение. При частой работе в атмосфере, загрязнённой пылью двууглекислого натрия, может возникнуть раздражение верхних дыхательных путей. Предельно допустимая концентрация пыли бикарбоната натрия в воздухе производственных помещений 5 мг/м 3 .

• ГОСТ 2156-76. Натрий двууглекислый. Технические условия (с Изменениями № 1, 2, 3, 4).
• ГОСТ 32802-2014. Добавки пищевые. Натрия карбонаты E500. Общие технические условия.

Источник

Из чего делают соду?

Различными видами соды приходится пользоваться почти каждый день. А вот из чего делают соду, каким способом ее получают известно не всем. Каждый вид соды: пищевая, кальцинированная и каустическая отличается своими свойствами, назначением и способом получения.

Как начали производить соду?

Человек сталкивался с этим веществом еще в глубокой древности. Ей пользовались, извлекая из содовых озер и небольших минеральных месторождений. В Европе с ее помощью выпускали мыло, краски, стекло и даже лекарства. Зола морских водорослей была источником этого белого порошкообразного вещества. Но для промышленности такого ее количества было недостаточно.

В природе существуют содовые озера в Забайкалье и Западной Сибири.

Известно озеро Натрон в Танзании и озеро Серлс в Калифорнии. Большими запасами этого природного вещества владеет США: на свои потребности она использует 40% природной соды и истощения запасов в ближайшие десятилетия не предвидится. Россия не обладает большими месторождениями, поэтому вещество получают только химическими методами.

Одним из первых стал применяться промышленный способ, изобретенный французским химиком Лебланом в 1791 году. Метод основывался на извлечении карбоната натрия из каменной соли. Технология не отличалась совершенством: оставалось значительное количество отходов. Но начало было положено: цена на «белое вещество» снизилась, а необходимость в приобретении − возросла.

Методом Леблана пользовались широко, но он позволял производить только кальцинированную соду. Следующим изобретателем стал француз Огюстен Жан Френель, который в 1810 году провел реакцию получения содового порошка, пропустив каменную соль через аммиачный раствор и углекислый газ. Но в производстве эта разработка оказалась неприбыльной. Было неизвестно, как восстановить аммиак, нужный в циклическом процессе производства.
На сегодняшний день производство очищенного бикарбоната натрия происходит двумя способами, «сухим» и «мокрым»
И только в 1861 году бельгиец Эрнест Сольве, опираясь на труды Френеля, провел реакцию по восстановлению аммиака, сделав производство дешевым и заменив метод Леблана. Особенность метода состояла в том, что он позволял помимо кальцинированной, получать соду пищевую.

В России о «белом веществе» узнали во время правления Петра Первого. До 1860 года она была импортной и называлась «зодой» или «зудой». А 1864 году было налажено свое производство этого продукта.

Польза соды в быту и для здоровья

Пищевая сода необходима в кулинарии:

• Она способна размягчить кусок жесткого мяса. Его нужно натереть содовым порошком и оставить в холодильнике на пару часов, а потом вымыть в проточной воде.
• Чтобы качественно вымыть фрукты и овощи, нужно добавлять данное вещество в воду.
• Сода поможет уничтожить неприятный запах, исходящий от рыбы. Нужно всего лишь сделать раствор из 2 ложек соды и литра воды, намочить ним полотенце, в которое следует поместить мясо рыбы и оставить на час в холодильнике. Промойте ее перед приготовлением.
• Щепотка соды поможет сделать омлет пышным.
• Вещество ускоряет процесс варки бобов и делает еду «безопасной» для кишечника.
• Сода и витамин С в пропорции 1:1 заменяют дрожжи в тесте. Выпечка растет исключительно в горячей духовке.
• Если по окончании приготовления блюда с добавлением лука, чеснока, рыбы на руках остался неприятный запах, то его можно уничтожить мытьем рук с содой.

Пищевой содовый порошок в быту также нужен при следующих обстоятельствах:

• Его используют для мытья неделикатных поверхностей, посуды, бытовой техники, сантехники, кафеля в ванной.
• Чтобы качественно очистить ведро для мусора от грязи и запаха, положите на дно кашицу из воды и соды.
• Сода поможет избавиться от насекомых в доме, в том числе муравьев.
• Можно добавить содовый порошок в кошачий наполнитель, чтоб неприятный запах оставался в лотке.
• Легко затираются содой черные полосы на побелке и царапинки.
• Сухая сода отлично чистит ковровые покрытия, потом от нее можно избавиться при помощи пылесоса.

Что стоит сказать о лечебных свойствах пищевого содового порошка. Вот для чего его используют:

• Для профилактики кариеса;
• Для избавления от неприятного запаха ног;
• Для уменьшения зуда при укусе насекомого;
• Для избавления от опрелостей;
• От цистита;
• От солнечных ожогов;
• От запаха из ротовой полости;
• При боли в горле;
• От простуды;
• От головной боли (мигреней);
• Как средство от курения;
• От изжоги;
• При кожных заболеваниях и т.д.

Кальцинированная сода

Кальцинированная сода или натрий двууглекислый, карбонат натрия (Na 2CO3) незаменимый компонент при производстве различных видов стекла, стеклоблоков и керамической плитки. В металлургии: при получении свинца, хрома, вольфрама, стронция, хрома, для очистки выделяемых газов и нейтрализации химических сред. Химическая промышленность тоже не обходится без карбоната натрия, используя его в производстве глицеринов, моющих средств, спиртов, бумажной, красочной и нефтяной промышленности.

Сода бывает в белых гранулах (марка А) или белом порошке (марка Б).

Отличается гигроскопичностью, активно поглощает влагу и углекислый газ, превращаясь в твердое вещество. Быстро слеживается при открытом хранении.

Выработка кальцинированной соды в промышленных масштабах осуществляется несколькими способами:

• Из природной соды;
• Аммиачным способом;
• Из нефелинового сырья;
• Методом карбонизации гидроксида натрия.

В природном состоянии карбонат натрия достаточно распространен. Обнаружен он в соляных озерах и пластах, в золе из морских водорослей, в подземных солях в виде минералов трона, натрона, термонатрита, нахколита.

На планете насчитывается порядка 60 источников соды, которые находятся в Канаде, США, Кении, России, Мексике, ЮАР.

Соду из пластовых минералов получают прокаливанием, а из соленых озер путем кристаллизации.

Наиболее освоенным в промышленных масштабах является аммиачный способ, что объясняется доступностью технологии, малыми затратами и высоким качеством готовой соды.

Раствор хлористого натрия при низкой температуре проходит насыщение аммиаком и двуокисью углеводорода. В результате химической реакции выпадает осадок бикарбоната натрия, его отфильтровывают и прокаливают (кальцинируют). Так получается кальцинированная сода.

Карбонизация гидроксида натрия имела популярность в 60-70-х годах XX в., когда спрос на кальцинированную соду увеличился, а каустической было в избытке. Сейчас способ не применяется из-за высокозатратной технологии.

На бытовом уровне кальцинированной содой стирают грязную одежду, чистят посуду, сантехнику, кафель, удаляют налет и накипь.

Состав пищевой соды

Разновидностей «белого вещества» не так уж и мало:

• существует кальцинированная сода или углекислый натрий: Nа2СО3;
• есть еще двууглекислая сода (питьевая сода) или бикарбонат натрия NаНСО3;
• кристаллическая сода Nа2СО3*10Н2О;
• каустическая сода, которая к пищевой имеет весьма отдаленное отношение, это NаОН.

Исходя из метода синтеза, она делится на леблановскую и аммиачную, вторая получается более чистой.

«Белое вещество» в природе встречается редко и к тому же не в чистом виде. Этого количества недостаточно, чтобы удовлетворить мировые потребности. В год производство соды достигает нескольких миллионов тонн.

Пищевая сода имеет химическое название − двууглекислый натрий или гидрокарбонат натрия с формулой NаНСО3. Она содержится в виде растворенного вещества в примесях соленых озер и морской воде, есть в составе горных пород.

Процесс производства из поваренной соли

Получение соды по настоящий день базируется на методе Сольве. По-другому этот метод называют аммиачно-хлоридным. Концентрированный раствор хлорида натрия насыщают аммиаком, затем воздействуют на него углекислым газом.

Образовавшийся гидрокарбонат натрия плохо растворим в холодной воде и его можно легко выделить фильтрованием. Затем проводят процесс кальцинирования с образованием содового порошка.
Производство кальцинированной соды осуществляется аммиачным методом путем взаимодействия насыщенного водного раствора хлористого натрия и углекислого газа в присутствии аммиака с образованием бикарбоната натрия и последующей его кальцинацией
Поэтапно процесс выглядит так:

1. NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 +NH4Cl (образование конечного продукта идет в воде при t=+30 − +40 градусов).
2. 2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O (СО2 не выводится из циклически повторяющегося процесса). Это реакция кальцинирования соды.
3. 2NH4Cl +CaO = CaCl2 + H2O + 2NH3. Так восстанавливается аммиак. Он продолжает участвовать в производстве снова и снова, находя применение в дальнейшем производстве.

По этому методу получают как кальцинированную, так и пищевую соду. Оба вещества востребованы в получении различных продуктов. Метод Сольве дает возможность синтезировать два вида содового порошка одновременно. Теперь становится понятно, из чего делают соду, и какие компоненты участвуют в химических реакциях.

В России вещество производится на двух предприятиях – на заводе «Сода» в г. Стерлитамаке (Республика Башкортостан) и предприятии «Крымский содовый завод» в г. Красноперекопске (Республика Крым). Это продукты высокого качества, соответствующие требованиям ГОСТа.

Процесс производства из природных минералов

Поскольку существуют страны, богатые минералами, в состав которых входит интересующее нас вещество (например, США, Уганда, Турция, Мексика), то известен и более простой способ производства соды из минералов нахколита и трона. Из них можно сделать кальцинированный содовый порошок, а затем превратить его в пищевой.

Трон добывают разными способами:

• Вырезают подземные комнаты, которые поддерживаются специальными приспособлениями. Минерал берут на стенках комнат, а затем по конвейеру перемещают наверх.
• Под землю заливается горячая вода, чтобы растворить минерал. Откачанную жидкость выпаривают и полученные деминерализованные кристаллы обрабатывают.

Кристаллы дробят, нагревают, чтобы удалить ненужные газы, и превращают минерал в содовый порошок. Но в нем еще много примесей, которые удаляют путем добавления воды и последующим фильтрованием. Полученное вещество просушивают, просеивают и уже на предприятии фасуют в подготовленную тару.

Применение кальцинированного содового порошка достаточно широкое. Он нужен для изготовления стекла, мыла, бумаги. С его помощью очищают воду. Использование гидрокарбоната натрия необходимо в медицине и пищевой индустрии.

Как и при любом химическом производстве, получение содового порошка не является экологически чистым. Но разрушительное воздействие на природу было бы значительно более сильным, если бы начали производить те синтетические вещества, которые с успехом может заменить сода.

Каустическая сода: из чего производят и каким путем?

Существуют такие химические методы изготовления гидроксида натрия: пиролитический, известковый и ферритный. У химических методов получения каустической соды имеются значительные изъяны. Речь идет о значительном расходе энергоносителей, в получаемом едком натрии содержится много примесей. На сегодняшний день заводы почти целиком перешли на электрохимические способы производства. Существует три электрохимических метода выработки едкой щелочи и хлора: диафрагменный и мембранный методы (электролиз с твердым катодом), ртутный метод (электролиз с применением жидкого ртутного катода). Электрохимически каустическую соду добывают с помощью электролиза растворов галита (это минерал, основная часть которого — поваренная соль), при этом параллельно получают водород и хлор.

Стоит упомянуть, что увеличивается доля мембранного электролиза. В Российской Федерации примерно 35 % от всей изготавливаемой каустической соды добывается ртутным способом, а 65 % — мембранным и диафрагменным.

Польза каустической соды

Каустическая сода может быть полезна:

• Если нужно очистить сливные трубы и канализацию;
• При чистке кастрюль;
• При изготовлении мыла;
• При дезинфекции.

Производство соды в России

На территории Российской Федерации расположены природные содовые озера в Западной Сибири и в Забайкалье.

А крупные содовые предприятия находятся на территории Крыма в г. Красноперекопск и в Башкортостане г. Стерлитамак, рядом с месторождениями известняка и соли.

На выпуске каустической соды специализируются такие предприятия: «Каустик» (г. Волгоград), «Азот» (г.Новомосковск), «Саянскхимпласт», «Усольехимпром», «Химпром» (г.Волгоград).

Вредна ли сода?

Можно непрерывно рассказывать о пользе пищевой соды для человека. Но следует помнить, что при некоторых обстоятельствах она может быть вредной для организма.

• Если у водного содового раствора слабая щелочная реакция, то вред гидрокарбоната натрия в порошке может оказаться достаточно серьезным, потому что это сильная щелочь. Следует оберегаться контакта данного вещества с кожным покровом в течение длительного периода, а также необходимо следить, чтоб оно не попало на слизистые оболочки или в глаза, так как это может спровоцировать появление раздражения или даже получения обжога.
• Если доктор назначил диету с низким содержанием натрия, то нужно осторожно применять соду в разнообразных целях.
• Сода может вступить в реакцию с разнообразными лекарствами. Если вы пьете таблетки, то попросите о врачебной консультации касательно данного вопроса.
• Беременные женщины, кормящие мамы и дети до 5 лет не должны добавлять это вещество в свой рацион.
• Если говорить о кальцинированной и каустической соде, то они еще более опасны, и перед их использованием нужно ознакомиться с инструкцией по применению и мерами предосторожности.

Источник