روش آزمایشگاهی
تهیه آزمایشگاهی کربنات سدیم:
فرآیند روبل
در اوایل سال 1791، افراد باستان شروع به استفاده از نمک، اسید سولفوریک، زغال سنگ و سنگ آهک به عنوان مواد خام برای تولید کربنات سدیم کردند که به آن فرآیند روبل می گویند.
این روش استفاده ناکافی از مواد خام، شرایط کاری نامناسب و کیفیت پایین محصول دارد و به تدریج با فرآیند Solvay جایگزین شد.
فرآیند سوکسله
در سال 1859، Solvay بلژیکی از نمک، آب آمونیاک و دی اکسید کربن به عنوان مواد خام برای رسوب بی کربنات سدیم از محلول در دمای اتاق استفاده کرد. حرارت دادن آن را به کربنات سدیم تجزیه می کند. مردم این روش را فرآیند سوکسله می نامند که تا به امروز مورد استفاده قرار می گیرد.
آمونیاک با آب و دی اکسید کربن واکنش داده و یک مولکول بی کربنات آمونیوم تولید می کند. این اولین قدم است:
مرحله دوم: بی کربنات آمونیوم با کلرید سدیم واکنش می دهد تا رسوب بی کربنات سدیم و کلرید آمونیوم تولید کند. دلیل رسوب بی کربنات سدیم به دلیل حلالیت کم آن است. پس از فیلتر کردن، بی کربنات سدیم جامد به دست می آید:
معادله شیمیایی کل این دو مرحله به صورت زیر است:
مرحله 3: بی کربنات سدیم را حرارت دهید و تجزیه کنید تا آب، دی اکسید کربن و کربنات سدیم تولید شود که همان خاکستر سودای است که می خواهیم:
مرحله 4: در مرحله دوم محصول جانبی کلرید آمونیوم و آهک خرد شده را مخلوط و حرارت دهید و آمونیاک به دست آمده قابل بازیافت است:
روش تولید قلیایی هو
در سال 1943، هو دبانگ، چینی، از خارج از کشور بازگشت. او فرآیند Solvay را بر اساس شرایط ملی کمبود نمک در سرزمین اصلی چین، با ترکیب دو صنعت عمده خاکستر سودا و آمونیاک مصنوعی و تولید کربنات سدیم و کلرید آمونیوم کود به طور همزمان بهبود بخشید، که میزان استفاده از نمک را تا حد زیادی بهبود بخشید. . این روش تولید قلیایی هوو است.
در مرحله اول، آمونیاک با آب و دی اکسید کربن واکنش داده و یک مولکول بی کربنات آمونیوم تولید می کند. در مرحله دوم بی کربنات آمونیوم با کلرید سدیم واکنش داده و رسوب بی کربنات سدیم و کلرید آمونیوم تولید می کند. دلیل رسوب بی کربنات سدیم به این دلیل است که حلالیت آن کم است. پس از فیلتر کردن، بی کربنات سدیم جامد به دست می آید. (این دو مرحله مانند روش تولید قلیایی سوکسله در بالا می باشد).
در مرحله سوم می توان بخشی از بی کربنات سدیم سنتز شده را مستقیماً از کارخانه به فروش رساند و بقیه بی کربنات سدیم را حرارت داده و برای تولید کربنات سدیم تجزیه می شود و دی اکسید کربن تولید شده را می توان به مرحله اول بازگرداند. بازیافت
با توجه به این اصل که حلالیت NH4Cl بیشتر از NaCl، اما کمتر از NaCl در دماهای پایین است، در 278K~283K (5 درجه ~10 درجه)، پودر نمک ریز به مشروب مادر اضافه می شود تا NH4Cl ایجاد شود. برای کود نیتروژن به تنهایی متبلور و رسوب می کند.
تفاوت بین فرآیند قلیایی سوکسله و فرآیند قلیایی هو در این است که NH3 در طول کل فرآیند تولید فرآیند سوکسله بازیافت میشود، در حالی که CO2 در طول کل فرآیند تولید فرآیند قلیایی هو بازیافت میشود و NH4Cl مستقیماً به عنوان یک مورد استفاده میشود. -محصول خاکستر سودا - کود. بنابراین، محصول فرآیند سوکسله، کربنات سدیم و محصول جانبی آن کلرید کلسیم است. در حالی که محصول فرآیند قلیایی هو، کربنات سدیم و محصول جانبی آن کلرید آمونیوم است.
مزایای این روش: با حفظ مزایای روش آمونیاک- سودا و رفع معایب آن، میزان مصرف نمک خوراکی را به 96% افزایش می دهد. NH4Cl را می توان به عنوان کود نیتروژن استفاده کرد. می توان آن را با یک کارخانه آمونیاک مصنوعی ترکیب کرد تا CO گاز خام آمونیاک مصنوعی را به CO2 تبدیل کند و فرآیند تولید CO2 از CaCO3 را حذف کند.