کربنات‌ سدیم (سبک)

کربنات سدیم سبک چیست؟

کربنات سدیم بی آب که به آن سودا کلسینه نیز گفته می شود، با گرم شدن هیدرات ها تشکیل می شود. همچنین هنگامی که کربنات هیدروژن سدیم گرم می شود (کلسینه) به وجود می آید. کربنات سدیم، یک پودر سفید بی آب و رطوبت ساز با خلوص بالاست و دارای نقطه ذوب 851 درجه سانتیگراد می باشد که در صورت گرم شدن تجزیه می شود و بنابراین نمی توان یک نقطه جوش برای آن تعیین کرد. این نمک غیر آلی، فشار بخار ناچیزی دارد و محلول در آب می باشد، به گونه ای که با درجه حرارت، حلالیت آن افزایش می یابد. قطر متوسط اندازه ذرات آن (d50) است. کربنات سدیم سبک در محدوده 90 تا 150 میکرومتر و کربنات سدیم سنگین یا متراکم در محدوده 250 تا 500 میکرومتر است. کربنات سدیم یک ترکیب قلیایی قوی است.

کربنات سدیم سبک دارای چگالی معادل 0.77 گرم بر سانتی متر مکعب بوده، که تقریبا نصف چگالی فرم سنگین به حساب می آید. هنگام اندازه گیری از نظر وزنی، مقدار وزن شده از فرم سبک با فرم سنگین برابر خواهد بود. این موضوع در صورتی رخ می دهد که اندازه گیری این ترکیب ها از نظر حجمی متفاوت باشد. در این صورت که با اندازه گیری حجمی یکسان از این دو ترکیب، فرم سبک همواره وزن بیشتری از فرم سنگین خواهد داشت.

اندازه کوچک دانه های سودا اش سبک موجب ایجاد پودری یک دست و نرم شده و تفاوت ظاهری آن با سودا اش سنگین به سادگی  قابل رویت است. این پودر فاقد بو و خاصیت سمی بوده و به عنوان یک ترکیب پایدار و غیر قابل اشتعال شناخته شده است، که تا حدود 0.5 درصد حاوی کلرید سدیم می باشد.

فرم های هیدراته سدیم کربنات سبک:

کربنات سدیم به صورت سه هیدرات و نمک بی آب به دست می آید:

دکا هیدرات کربنات سدیم (ناترون): Na₂CO₃·10H₂O، که به راحتی گل می کند و مونوهیدرات را تشکیل می دهد.

هپتاهیدرات کربنات سدیم (به فرم معدنی مشخص نیست): Na₂CO₃·7H₂O.

مونوهیدرات کربنات سدیم (ترموناتریت): Na₂CO₃·H₂O. کربنات کریستال نیز شناخته می شود.

تولید کربنات سدیم سبک:

منبع اصلی سدیم کربنات سنگ ترون است اما به طور کلی  دو منبع اصلی برای تولید کربنات سدیم وجود دارد:

الف) از نمک و کربنات کلسیم (از طریق فرآیند سودا آمونیاک (Solvay))

ب) از سنگ معدن های کربنات سدیم و کربنات هیدروژن (ترونا و نهکولیت)

انواع کربنات سدیم:

• کربنات سدیم سبک
• کربنات سدیم سنگین

تفاوت کربنات سدیم سبک و سنگین:

کربنات سدیم از دو شکل کربنات سدیم (خاکستر سودا) سنگین و سبک استفاده می شود. فرم سبک ابتدا به دست می آید و برخی سپس به فرم سنگین تبدیل می شوند. کربنات سدیم سبک حاوی کمتر از 0.5 درصد کلرید سدیم است. کربنات سدیم سنگین با آبرسانی کربنات سدیم سبک به مونوهیدرات (Na₂CO₃.H₂O) و سپس دهیدراته شدن آن به دست می آید تا محصولی با اندازه و تراکم کریستال افزایش یابد.این دو گرید کاربردهای متفاوتی دارند.

عمده ترین کاربرد کربنات سدیم سنگین به عنوان جامد در ساخت شیشه، جایی که به عنوان شار در ذوب سیلیس (شن) استفاده می شود، می باشد.

استفاده از کربنات سدیم سبک به طور سنتی در مواردی است که ماده شیمیایی در محلول مورد نیاز است.

کاربرد سدیم کربنات سبک:

در صنایع شیمیایی و دارویی مانند تولید شیشه، مواد شوینده، تفاله و کاغذ، تصفیه آب نمک، حذف سختی آب، تنظیم pH در آب یا فاضلاب، گوگرد زدایی از گاز دودکش، تصفیه زغال سنگ، از سدیم کربنات سبک استفاده می شود. از کربنات سدیم سبک به عنوان نرم کننده آب، اصلاح کننده pH، مواد شیمیایی استخر و الکترولیت استفاده می شود.

خاکستر سودا به عنوان مواد افزودنی غذایی جهت کمک به پردازش غذا و همچنین در محصولات بسته بندی، از برنامه های حمل و نقل فله گرفته تا کیسه های کاغذی یافت.

به طور کلی، حدود 50٪ از کل تولید کربنات سدیم در ساخت شیشه، 18٪ در ساخت سایر مواد شیمیایی و 10٪ در صابون ها و مواد شوینده استفاده می شود.

کاربرد سدیم کربنات سبک در مواد شوینده:

بزرگترین مشتری سودا اش تولید کنندگان شوینده و صابون ها در جهان هستند و به طور گسترده ای این مواد را در تولیدات خود به کار می برند. کربنات سدیم سبک دارای خاصیت پاک کنندگی ترکیبات شوینده لباسشویی می باشد و به دلیل قابلیت امولسیون کنندگی اش لکه های روغن و آلودگی های روی پارچه را از بین می برد.

کاربرد کربنات سدیم سبک در نرم کردن آب:

همانطور که می دانید آب سخت، آبی است که حاوی ترکیبات کلسیم یا منیزیم باشد، این یون ها با روش های سختی گیری از آب قابل حذف می باشند. کربنات سدیم سبک یکی از کربناتی است که می توان از آن جهت نرم کردن آب و سختی موقت یا دائمی آب استفاده کرد. از آنجایی که کربنات سدیم در آب محلول است، کربنات کلسیم و کربنات منیزیم در آب نامحلول است. بنابراین برای نرم کردن آب و حذف یون های منیزیم و کلسیم می توان از سودا اش سبک استفاده نمود. در طی فرآیند تصفیه آب با فرم سبک کربنات سدیم می توان فاکتورهای سخت کننده آب را به صورت رسوبات جامد و نامحلول جداسازی و از آب خارج کرد.

کاربرد سودا اش

سودا اش به عنوان منبع سدیم در تولید خمیر دندان استفاده می شود و در بسیاری از سفید کننده ها و پودرهای شستشو کاربرد دارد. این ترکیب در مواد غذایی و محصولات آرایشی و همچنین در تولید مواد شیمیایی کشاورزی مانند کود کاربرد دارد. در آزمایشگاه ها به عنوان یک الکترولیت عالی در فرآیند الکترولیز مورد استفاده قرار می گیرد. از این ماده در تولید پودر شربت و نوع خاصی از کیک ها استفاده می شود. در آب اکواریوم از این ماده نیز برای نتظیم میزان اسیدیته بکار می رود.

سودا اش کاربردهای متنوعی دارد. این ترکیب شیمیایی روزانه زندگی ما را تحت تاثیر خود قرار می دهد. تولید شیشه بزرگترین کاربرد سودا اش است که در تولید ظروف، عایق فایبر گلاس یا شیشه های تخت برای منازل، ساختمان های تجاری و صنایع خودروسازی مورد استفاده قرار می گیرد. از این ترکیب شیمیایی همچنین برای تمیز کردن هوا و نرم کردن آب استفاده می شود. تولید کنندگان مواد شیمیایی از سودا اش به عنوان واسطه ای برای تولید محصولات خود استفاده می کنند.