obtención del carbonato

P5

Química Inorgánica

OBTENCIÓN DE CARBONATO DE SODIO (P 5)
Objetivos
-

Estudio descriptivo del carbonato de sodio y de sus usos industriales
Realización de la síntesis de carbonato de sodio y su comparación con el método
industrial de Solvay
Utilización de controles analíticos para medir el avance del proceso de obtención

Introducción
El cloruro de sodio es la materia primabásica empleada por la llamada
“industria cloro-álcali”. A partir del NaCl se genera todo el cloro (y sus derivados) y el
sodio (y sus derivados) utilizados actualmente a nivel industrial. La industria cloroálcali produce primariamente y a gran escala tres sustancias: cloro, hidróxido de sodio y
carbonato de sodio. Las tres integran el conjunto de los diez productos de la industria
química demayor producción y consumo a nivel mundial. Su importancia radica en que
a su vez estas sustancias se utilizan como materias primas para fabricar productos
derivados.
La obtención de Na2CO3 anhidro, cuyo nombre comercial es sosa, se realiza en
la industria por el proceso Solvay. Esencialmente implica una primera etapa en la que se
obtiene NaHCO3 y luego por descomposición térmica de éste seproduce el Na2CO3.
Una parte del NaHCO3 generado por el proceso Solvay se utiliza como tal para
abastecer la demanda industrial de este producto.
Parte del consumo mundial de carbonato de sodio es atendido por extracción de
fuentes naturales. Por ejemplo por descomposición térmica el mineral “trona”, de
composición 2Na2CO3· NaHCO3· 2H2O, se produce carbonato de sodio:
2Na2CO3· NaHCO3· 2H2O →3Na2CO3 + CO2 + 3H2O
Propiedades y usos de Na2CO3 y Na2CO3·.10H2O
El Na2CO3 puede presentarse según las condiciones de obtención en
forma anhidra (sin agua) o como hidratos, conteniendo proporciones definidas de agua.
Forma 5 hidratos diferentes Na2CO3·H2O, Na2CO3·2H2O, Na2CO3·3H2O, Na2CO3·7H2O
y Na2CO3·10H2O.
El Na2CO3 anhidro es un sólido blanco que funde a 850°C con ligera
descomposición.Cuando cristaliza de agua a temperaturas menores que 32°C precipita la forma
decahidratada, en forma de cristales grandes y transparentes. Estos cristales cuando son
expuestos al aire eflorescen1 y se disgregan gradualmente para dar un sólido blanco,
probablemente el monohidrato.
Si el Na2CO3 cristaliza entre 32 y 35°C lo hace bajo la forma de heptahidrato. A
partir de 35°C la forma másestable es el monohidrato (ver figura 1).

1

Se llaman eflorescentes a aquellas sustancias hidratadas que expuestas a la atmósfera pierden agua
espontáneamente.
1

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Química Inorgánica

Las soluciones acuosas de esta sal dan pH alcalino por hidrólisis según:
CO32- + H2O

HCO3- + OH-

HCO3- + H2O

H2CO3 + OH-

curva de solubilidad del Na2CO3

gNa2CO3/100g de agua

60

5040

30

20

10

0

0

20

40

60

80

100

t (°C)
Na2CO3.10H2O

Na2CO3.7H2O

Na2CO3.H20

Figura 1
El Na2CO3 tiene aplicaciones industriales que derivan de su carácter básico y su
capacidad de proporcionar Na+:
•

manufactura de vidrio, en donde se utiliza alrededor del 50% del total producido. Al
calentarlo a muy altas temperaturas se descompone dando lugar aNa2O que da
mayor fluidez al vidrio y disminuye su temperatura de fusión
Na2CO3

•
•

•

Na2O + CO2

producción de fosfato de sodio, tripolifosfatos y fertilizantes.
tratamiento de aguas. Los carbonatos son insolubles en agua excepto los
carbonatos alcalinos y el de talio, por lo tanto el agregado de Na2CO3, soluble,
permite precipitar los restantes iones presentes en el agua,eliminando así aquellos
iones (Ca2+ y Mg2+) que contribuyen a la dureza del agua.
jabones y detergentes.

Obtención de carbonato de sodio anhidro
Método en el laboratorio.
El NaHCO3 cristalizado se transforma por calentamiento en el producto final
Na2CO3.

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Química Inorgánica

Durante la obtención del Na2CO3 se realizarán dos controles analíticos. El
primero sobre una muestra del...