Cum se fabrică bicarbonatul de sodiu - material, fabricare, fabricare, istorie, folosit, procesare, structură,
fundal
Bicarbonatul de sodiu este o pulbere cristalină albă (NaHCO3) mai cunoscută chimistilor ca bicarbonat de sodiu, bicarbonat de sodiu, carbonat acid de sodiu sau carbonat acid de sodiu. Este clasificat ca o sare acidă, formată prin combinarea unui acid (carbonic) și a unei baze (hidroxid de sodiu) și reacționează cu alte substanțe chimice ca un alcalin ușor. La temperaturi de peste 300 de grade Fahrenheit (149 grade Celsius), bicarbonatul de sodiu se descompune în carbonat de sodiu (o substanță mai stabilă), apă și dioxid de carbon.
Pe lângă numeroasele sale utilizări casnice, bicarbonatul de sodiu are și multe aplicații industriale. De exemplu, bicarbonatul de sodiu eliberează dioxid de carbon atunci când este încălzit. Deoarece dioxidul de carbon este mai greu decât aerul, acesta poate sufoca flăcările prin menținerea oxigenului, făcând bicarbonatul de sodiu un agent util în extinctoare. Alte aplicații includ controlul poluării aerului (deoarece absoarbe dioxidul de sulf și alte emisii de gaze acide), sablări abrazive pentru îndepărtarea acoperirilor de suprafață, fabricarea chimică, tăbăcirea pielii, fluide de forare a puțurilor de petrol (deoarece precipită calciu și acționează ca un lubrifiant), cauciuc fabricarea plasticului, fabricarea hârtiei, prelucrarea textilelor și tratarea apei (deoarece reduce nivelul de plumb și alte metale grele).
Importat din Anglia, bicarbonatul de sodiu a fost folosit pentru prima dată în America în perioada colonială, dar nu a fost produs în Statele Unite decât în 1839. În 1846, Austin Church, medic din Connecticut, și John Dwight, un fermier din Massachusetts, au înființat o fabrică în New York va produce bicarbonat de sodiu. Dr. Fiul Bisericii, John, deținea o moară numită Vulcan Spice Mills. Vulcan, zeul roman al forjei și focului, era reprezentat de un braț și un ciocan, iar noua companie de bicarbonat de sodiu a adoptat sigla brațului și a ciocanului. Astăzi, brandul Arm & Hammer de bicarbonat de sodiu se numără printre cele mai recunoscute nume de marcă.
Numit după Nicolas Leblanc, chimistul francez care l-a inventat, procesul Leblanc a fost cel mai vechi mijloc de fabricare a cenușii de sodiu (Na 2 CO 3), din care este fabricat bicarbonat de sodiu. Clorura de sodiu (sare de masă) a fost încălzită cu acid sulfuric, producând sulfat de sodiu și acid clorhidric. Sulfatul de sodiu a fost apoi încălzit cu cărbune și calcar pentru a forma carbonat de sodiu sau sodă.
La sfârșitul anilor 1800, o altă metodă de producere a cenușii de sodiu a fost concepută de Ernest Solvay, un inginer chimic belgian. Metoda Solvay a fost curând adaptată în Statele Unite, unde a înlocuit procesul Leblanc. În procesul Solvay, dioxidul de carbon și amoniacul sunt trecute într-o soluție concentrată de clorură de sodiu. Bicarbonatul de sodiu brut precipită și este încălzit pentru a forma cenușă de sodiu, care este apoi tratat și rafinat pentru a forma bicarbonat de sodiu de Farnacopeea Statelor Unite (U.S.P.) puritate.
Deși această metodă de producere a cenușii de bicarbonat de sodiu este utilizată pe scară largă, este, de asemenea, problematică, deoarece substanțele chimice utilizate în acest proces sunt poluanți și cauzează probleme de eliminare. O alternativă este rafinarea cenușii de sodiu din minereul de trona, un zăcământ natural.
Materii prime
Bicarbonatul de sodiu sau bicarbonatul de sodiu provine din cenușă de sodiu obținută fie prin procesul Solvay, fie din minereu de trona, un material dur, cristalin. Trona datează de acum 50 de milioane de ani, când terenul din jurul Green River, Wyoming, era acoperit de un lac de 1.554 de kilometri pătrați. Pe măsură ce s-a evaporat în timp, acest lac a lăsat un depozit de 200 de miliarde de tone de tron pur între straturile de gresie și șist. Zăcământul din bazinul râului Green este suficient de mare pentru a satisface nevoile întregii lumi de sodă și bicarbonat de sodiu de mii de ani.
Deoarece procesul sintetic utilizat în metoda Solvay a prezentat unele probleme de poluare, Church & Dwight Co. Inc. își bazează din ce în ce mai mult producția pe mineritul trona. Un alt mare producător de sodă, FMC Corporation, se bazează, de asemenea, pe tron pentru a produce sodă și bicarbonat de sodiu. Tronul este exploatat la 1.500 de picioare (457.2 metri) sub suprafață. Puțurile miniere ale FMC conțin aproape 2.500 (4.022,5 kilometri) mile de tuneluri și acoperă 62 de kilometri pătrați (62 kilometri pătrați). Cincisprezece picioare (4,57 metri) lățime și nouă picioare (2,74 metri) înălțime, aceste tuneluri permit echipamentelor și vehiculelor necesare să circule prin ele.