Термин «пищевая сода» или кристаллическая сода известен человечеству давно. Однако мало кто знает, что название безалкогольного напитка связано с растением – морской капустой.
Источником кальцинированной соды в далеком историческом прошлом считалась обычная вода или, другими словами, «солянка с травой». Затем из золы растения извлекали кристаллическую соду как щелочное вещество.
Начиная с 1961 года, благодаря разработкам бельгийского химика Эрнеста Гастона Сальве, карбонат натрия стали получать промышленным способом.
Что представляет собой кристаллическая сода
Кристаллическая сода (карбонат натрия) представляет собой белые кристаллы или просто бесцветное вещество. Его добывают из месторождений полезных ископаемых в содовых озерах или из водорослей. Но это варианты, встречающиеся в природе. В промышленных масштабах их добывают за счет образования особых химических реакций.
Кристаллическая сода, называемая также кальцинированной, является гигроскопичной солью, относится к 3-му классу опасности, так как предполагает наличие активных химических связей.
Следует добавить, что при соединении с водой карбонат натрия начинает проявлять агрессивные свойства, поэтому с указанным веществом необходимо работать осторожно. Если сода растворится в воде, она начнет выделять тепло – образующиеся пары считаются ядовитыми для организма человека.
Формула
Общая химическая формула кристаллической соды (натриевой соли угольной кислоты) – Na2CO3. На основании этого наблюдается, что неорганическое соединение содержит 2 атома натрия Na, 3 кислорода и 1 углерод.
Относительная молекулярная масса кристаллической соды составляет 106 атомных единиц. Молярная масса 105,99 г/моль. Это значение рассчитывается непосредственно из суммы масс химических элементов, таких как атомы натрия, кислорода и углерода.
Важно отметить, что молекулярная масса обозначенного вещества имеет практически такие же показатели, как и молекулярная масса кристаллической соды.
Отличия от пищевой соды
В первую очередь кристаллическая сода отличается от обычной пищевой (NaHCO3) своим химическим составом и водородными показателями. Кальцинированная сода не должна использоваться в качестве пищевого продукта.
Дело в том, что при попадании химического вещества в организм оно может вызывать аллергические реакции. Также возможен дерматит. Кальцинированная сода отличается от питьевой соды следующими способами:
- Кальцинированная сода имеет более рыхлую текстуру, чем пищевая сода, и тверже в гранулах.
- У кристаллической соды щелочная реакция рН 11, а у пищевой этот показатель рН 8.
- Бикарбонат натрия известен как бикарбонат натрия или бикарбонат, а пищевая сода — это карбонат натрия.
- NaHCO3 полностью безопасен для организма человека, поэтому его можно без опасений использовать для приготовления пищи. Кристаллическую соду можно использовать только как техническое средство в соответствии с правилами техники безопасности.
Оба вещества отличаются формой хранения. Кальцинированная сода должна быть хорошо упакована, чтобы предотвратить вдыхание паров, которые могут образовываться при контакте кристаллов кальцинированной соды с водой или влагой. Пищевая сода может храниться рядом с пищевыми продуктами, но также рекомендуется беречь ее от контакта с водой, так как порошковая смесь имеет свойство образовывать комки.
Способы получения
Кристаллическую соду добывают различными способами, в том числе из природного сырья. Кроме того, указанное неорганическое вещество может быть получено аммиачным методом, карбонизацией едкого натра и нефелина.
Добыча природного сырья происходит за счет переработки щелока и рассола. При этом в результате образуется не только углекислый газ, но и выделяются другие компоненты.
Кратко о методах извлечения Na2CO3.
Основные из них:
- Метод Леблана. Процесс изготовления осуществляется при высоких температурах (1000 градусов Цельсия) в специальных вращающихся печах. Основными компонентами являются смесь сульфата натрия и углерода, мела или известняка (карбоната кальция). Полученную соду-сырец затем выщелачивают в результате реакции вещества с водой.
- Метод Сольвея. Гидрокарбонат аммония NH4HCO3 вводят в концентрированный раствор хлорида натрия. Затем образовавшийся осадок бикарбоната натрия фильтруют, а затем прокаливают, нагревая его до 140-160 градусов. Благодаря такой температуре вещество обезвоживается и превращается в карбонат натрия.
- Метод Хоу. При указанном способе последовательность действий идентична предыдущему варианту, но в этом случае берут хлорид натрия, нагревают до 400°С и затем вводят углекислый газ и аммиак. В результате выпадает в осадок бикарбонат натрия, который менее растворим. Затем раствор охлаждают до +10 градусов
Цельсия. В этом случае раствор повторно используется для производства следующей порции безалкогольного напитка.
Сегодня в большинстве стран для производства безалкогольных напитков используется метод Solvay с добавлением метода Howe (как модернизация). Метод Леблана считается устаревшим, поэтому его практически не применяют.
Пребывание в природе
В природе кристаллическая сода присутствует в золе водорослей: Salsola Soda (соленая травяная сода) и в некоторых других прибрежных растениях. Также указанное вещество встречается в слоях соли, в виде подземных рассолов. Содовые образования встречаются в рапе соленых озер.
Неорганическое вещество содержится в таких минералах:
- нахколит-NaHCO3;
- трон — Na2CO3*NaHCO3*2H2O;
- натрий — (сода) Na2CO3*10H2O;
- термонатрий — Na2CO3*H2O.
Самые известные минеральные содовые озера расположены в Забайкалье и Западной Сибири. Кроме того, обозначенные полезные ископаемые добываются в Танзании, Калифорнии и американском штате Вайоминг, всего на планете Земля достоверно известно около 60 таких месторождений.
Химические свойства кристаллической соды
По формуле карбонат натрия может растворяться в воде и глицерине, но в этиловом спирте и ацетоне характеризуется нерастворимостью. Температура плавления составляет 854 градуса по Цельсию. В водном растворе кристаллическая сода гидролизуется, обеспечивая необходимую щелочную реакцию среды.
Физико-химические свойства карбоната натрия (кальцинированная сода)
Помимо хорошей растворимости Na2CO3 в воде, он может взаимодействовать с сильными кислотами и образовывать новые виды солей. При воздействии высоких температур (выше 600С) обозначенный химический элемент разлагается, образуя СО2, Н2О.
Следует отметить, что карбонат натрия, благодаря своим химическим свойствам, в основном используется в качестве чистящего средства. Но его можно использовать как дезинфицирующее средство. Если соединить медный купорос с кальцинированной содой, можно получить жидкость бордового цвета, которую используют для борьбы с насекомыми-вредителями в саду.
Применение в быту
Кристаллическая сода считается универсальным средством, так как ее можно использовать как в производственной сфере, так и в быту. Благодаря своим химическим свойствам натриевые соли угольной кислоты за счет гидролиза и образования щелочной реакции воды находят применение в различных отраслях промышленности.
Вы можете использовать указанное вещество:
- При стирке для отбеливания белых тканей и очистки всех видов текстильных материалов.
- Для обезжиривания чистящего инструмента и оборудования от маслянистых загрязнений.
- Его можно использовать для удаления различных пятен на плитке, сантехнике, ковре.
- Как средство для прочистки канализационных труб от засоров.
- Кальцинированная сода хорошо подходит для различных видов накипи, включая известковый налет.
Кристаллическая пищевая сода считается одним из лучших нейтрализаторов запаха для холодильников, полов и многого другого. Также раствор кристаллической соды можно использовать как дезинфицирующее средство при борьбе с бактериями и патогенными микроорганизмами.
Техника безопасности при использовании кристаллической соды
Кристаллическая сода безопаснее едкого натра (она легко воспламеняется и взрывоопасна), но вам все равно нужно соблюдать основные правила безопасности. Чтобы не навредить своему здоровью, следует учитывать следующие рекомендации:
- Работать с Na2CO3 необходимо в средствах защиты, так как при длительном контакте с веществом он может вызвать аллергическую реакцию и спровоцировать развитие экземы.
- При попадании соды в глаза может появиться раздражение или воспаление слизистой оболочки, поэтому нужно тщательно промыть глаза. Если этого не сделать, можно получить химический ожог.
- В помещении, где будет использоваться Na2CO3, должна быть вентиляция и низкая влажность. После процедуры помещение необходимо проветрить.
- Для предотвращения попадания паров, которые образуются в результате соединения вещества с водой в легкие, рекомендуется во время применения кальцинированной соды надевать респиратор.
Поскольку карбонат натрия по-прежнему является химическим веществом, его следует хранить в недоступном для детей месте и вдали от продуктов питания. Нельзя обрабатывать кальцинированной содой алюминиевые, деревянные и окрашенные или лакированные поверхности.
Кристаллическая сода используется в различных сферах, в том числе и в быту. Благодаря назначенному веществу можно удалить всевозможные загрязнения и неприятные запахи. Главное правило его применения – соблюдение мер безопасности.
