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晴れときどき化学、ところにより雑想

もしかしたら何かの役に立つかもしれない化学のお話(と、よしなしごと)

アンモニアソーダ法

2012年03月19日 23時40分03秒 | 化学のお話
アンモニアソーダ法(ソルベー法)は、

塩化ナトリウム(食塩)と炭酸カルシウム(石灰石)およびアンモニアを使用して、炭酸ナトリウムを製造する方法で、

この炭酸ナトリウムはガラスや石鹸の原料として有用です。

※ただしアンモニアは回収して再利用するため、理論上は消費されません。

なお、アンモニアソーダ法における中間生成物を除いた化学反応式は、

 2NaCl + CaCO3 → Na2CO3 + CaCl2 

となります。


ここで製造方法について、もう少し詳細に見ていくと以下のようになります。

1)まず炭酸カルシウムを加熱し、酸化カルシウム(石灰)と二酸化炭素を発生させます。
(後の工程で二酸化炭素を使用するためです)。

 CaCO3 → CaO + CO2

2)アンモニアを飽和食塩水に溶解させます。

3) 2)の溶液に1)で得られる二酸化炭素を通すことで、塩化アンモニウムと炭酸水素ナトリウムが生成します。

 NaCl + NH3 + CO2 + H2O → NH4Cl + NaHCO3↓

4) 3)で得られた炭酸水素ナトリウムを取り出し、加熱することで主生成物としての炭酸ナトリウムを得ることができます。
(発生する二酸化炭素は3)の段階で再利用します)。

 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O

5) 1)で得られた酸化カルシウムを水酸化カルシウムに変えて、3)のろ液と反応させるとアンモニアが回収されます。

同時に副生成物として塩化カルシウムが得られます。

 CaO + H2O → Ca(OH)2
 Ca(OH)2 + 2NH4Cl → 2NH3 + 2H2O + CaCl2

※現在は塩化アンモニウムを炭酸ナトリウムと同時に製造する改良法(塩安併産法)も行われています。


なお、副生成物の主な用途としては、

 ・塩化カルシウム:凍結防止剤、乾燥剤
 ・塩化アンモニウム(塩安):肥料の原料

が挙げられます。




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