Procesos De Solvay Y Leblanc

1. Proceso Leblanc

El proceso Leblanc era un antiguo método para la producción de sosa (carbonato de Sodio) usado durante todo el siglo XIX, llamado así por su inventor, Nicolas Leblanc. Involucraba dos etapas: Producción de Sulfato de Sodio de Cloruro de Sodio, seguido de la reacción del Sulfato de Sodio con Carbón y Carbonato de Calcio para producir Carbonato de Sodio. El procesogradualmente llegó a ser obsoleto después del desarrollo del Proceso de Solvay.
a) Trasfondo
El Carbonato de Sodio y el Carbonato de Potasio, colectivamente llamados álcali, son químicos esenciales en las industrias del vidrio, tejido, jabón y papel. El origen tradicional del álcali en Europa Occidental había sido el Carbonato de Potasio obtenido de cenizas de madera. Sin embargo, para el siglo XVIII, Ladeforestación había hecho de este método de producción poco rentable y el álcali tuvo que ser importado. El Carbonato de Potasio era importado de Norte América, Escandinavia y Rusia, donde todavía había bosques grandes. El carbonato de Sodio fue importado desde España y las Islas Canarias, donde era producida de plantas costeras llamadas Barrilla, o de Egipto, donde la Soda mineral era extraida delos lechos de lagos que se habían secado. Especialmente en Gran Bretaña, el único origen local de álcali eran las algas, quienes eran arrastradas por las olas hasta Escocia e Irlanda.
En 1783 el rey Luis XVI de Francia y la Academia de Ciencias Francesa ofrecieron un premio de 24000 libras por un método para producir álcali de la sal marina (Cloruro de Sodio). En 1791, Nicolas Leblanc, médicopara Luis Felipe II, Duque de Orleans, patentó una solución. Ese mismo año él construyó la primera planta de Leblanc para el Duque en Saint-Denis, y empezó produciendo 320 toneladas de soda por año. No pudo recibir su premio debido a la revolución Francesa.


b) Química
El proceso de Leblanc era un grupo de reacciones en las que el cloruro de sodio estaba sometido a una serie de tratamientos,produciendo carbonato de sodio al final. En el primer paso, el cloruro de sodio era calentado con el ácido sulfúrico para producir sulfato de sodio y ácido clorhídrico gaseoso de acuerdo con la ecuación química:
2 NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2 HCl
Esta reacción química había sido descubierta en 1772 por el químico Sueco Carl Wilhelm Scheele. La contribución de Leblanc fue el segundo paso, en el cualel Sulfato de sodio era mezclado con caliza (carbonato de calcio) y carbón y quemado. En la siguiente reacción química, el carbón era oxidado a dióxido de carbón, reduciendo el sulfato a sulfuro y dejaba atrás una mezcla sólida de carbonato de sodio y sulfuro de calcio, llamado ceniza negra
Na2SO4 + CaCO3 + 2 C → Na2CO3 + CaS + 2 CO2
Debido a que el carbonato de sodio es soluble en el agua, peroni el carbonato de calcio ni el sulfuro de calcio lo son, la sosa era separada de la ceniza negra mediante el lavado con agua. El agua con la que se lavaba era evaporada para obtener carbonato de sodio sólido. Este proceso de extracción era llamado lixiviación.
c) Detalles del proceso
El cloruro de sodio es inicialmente mezclado con una solución de ácido sulfúrico y es puesto a fuego lento.Gran cantidad de ácido clorhídrico gaseoso (y virtualmente todo el HCl gaseoso económicamente recuperable) escapa en este punto. Esto continua hasta que lo único que queda es una masa fundida, pero esta masa aún tiene HCl suficiente para contaminar las otras etapas del proceso. La masa luego es expuesta a una llama directa, en la cual se evapora casi todo el HCl restante.
El carbón usado en elsiguiente paso debe tener un bajo contenido de nitrógeno para evitar la formación de cianuro. El carbonato de calcio, en la forma de piedra caliza o tiza, debe ser bajo en oxido de magnesio y sílice. La relación peso de las cargas es 2:2:1 de sulfato de sodio, carbonato de calcio y carbón respectivamente. Esto se cuece en un horno reverbero a aproximadamente 1000°C.
La ceniza negra producto de la...