Carbonate de sodium
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Le carbonate de soude ou carbonate de sodium est un composé blanc de formule Na2CO3.
Dans le langage courant, on parle aussi de cristaux de soude. Le carbonate de soude a longtemps porté le nom de soude, mais il ne faut pas le confondre avec la soude caustique qui est un produit différent.
Obtention
Le carbonate de sodium peut être obtenu à partir de gisements d'un minéral, le natron. Dans le passé, on le trouvait dans le natron mais aussi dans les cendres d'algues (varech ou goémon en Bretagne) ou de plantes (salicorne en Bretagne et en Méditerranée).
Quelques procédés de fabrication
Procédé Leblanc
Le procédé Leblanc permet d'obtenir du carbonate de sodium à partir de sel marin.
Réactions chimiques
- Première étape: Le sel (ou chlorure de sodium NaCl) est chauffé avec de l'acide sulfurique (H2SO4) pour produire du sulfate de sodium (Na2SO4) et de l'acide chlorhydrique (HCl) gazeux selon l'équation suivante :
- 2 NaCl + H2SO4 -> Na2SO4 + 2 HCl
- Seconde étape: la calcination. Le sulfate de sodium obtenu est mélangé avec de la craie (ou carbonate de calcium CaCO3) et du charbon (ou carbone C). Le mélange est cuit.
On a une réaction d'oxydo-réduction:
- le carbone est oxydé en dioxyde de carbone (CO2)
- dans le même temps, le sulfate de sodium est réduit en sulfure
On obtient un mélange solide de carbonate de sodium ( Na2CO3) et de sulfure de calcium (CaS).
L'équation est:
- Na2SO4 + CaCO3 + 2 C -> Na2CO3 + CaS + 2 CO2
Le carbonate de sodium est soluble dans l'eau et est donc récupéré par lavage à l'eau puis évaporation de l'eau.
Conclusions
Ce procédé est polluant car il rejette de l'acide chlorhydrique. Le procédé Leblanc a été utilisé jusque dans les années 1870, où il a été supplanté par le procédé Solvay.
Procédé Solvay
Le procédé Solvay produit du carbonate de sodium (Na2CO3) à partir de sel (chlorure de sodium NaCl) et de craie.
Réactions chimiques
En solution neutre ou basique, le bicarbonate de sodium (NaHCO3) est peu soluble dans l'eau. Quand du dioxyde de carbone (CO2) gazeux passe à travers une solution concentrée de chlorure de sodium et d'ammoniac, on obtient du bicarbonate de sodium qui précipite selon la réaction chimique suivante:
L'ammoniac maintient la solution à un pH basique.
Le bicarbonate de sodium est calciné pour donner le carbonate de sodium:
Le dioxyde de carbone nécessaire s'obtient en chauffant de la craie (carbonate de calcium CaCO3,aussi appelé calcaire):
- CaCO3 -> CO2 + CaO
On fait ensuite réagir l'oxyde de calcium (aussi appelé chaux vive) avec de l'eau, pour obtenir de la chaux éteinte Ca(OH)2.
- CaO + H2O -> Ca(OH)2
L'ammoniac est régénéré à partir de la chaux éteinte (Ca(OH)2) et du chlorure d'ammonium:
- 2 NH4Cl + Ca(OH)2 -> 2 NH3 + CaCl2 + 2 H2O
Conclusions
Le procédé Solvay est moins polluant et moins coûteux que le procédé Leblanc. Le sel et la craie sont abondants et peu coûteux. L'ammoniac est recyclé pendant la réaction.
Le procédé Solvay est concurrencé par l'extraction du carbonate de sodium dans les gisements de natron, que l'on trouve par exemple en Turquie ou en Amérique du nord.
Depuis 1863, il est obtenu par le procédé Solvay qui le produit à partir de sel et de craie.
Propriétés
Le carbonate de sodium n'est pas toxique pour l'environnement, mais n'est pas biodégradable. Il peut être irritant sur la peau et il est donc préférable de le manipuler avec des gants.
Le carbonate de sodium ne doit pas être confondu avec la soude caustique ni avec le bicarbonate de soude.
Différence avec les autres sels de sodium
Voir l'article détaillé dans la page "Sels de sodium"
Utilisations industrielles
- Fabrication du verre
- Industries des silicates, des céramiques
- Détergents, et en particulier les lessives
- Fabrication du bicarbonate de soude
- Savons , après caustification
- Industrie du papier
- Métallurgie
Utilisations domestiques
Nettoyant
De nombreuses recettes de produits de nettoyage faits maison comportent du carbonate de soude. Il est comparable au bicarbonate de soude mais en plus corrosif. Il nettoie la saleté et la graisse. On peut l'employer pour laver le mobilier de jardin en plastique et la salle de bain (notamment les joints et les espaces entre les carreaux)
Il adoucit l'eau, ce qui favorise l'efficacité des agents nettoyants, les tensioactifs. Ainsi, un peu de carbonate de sodium dans l'eau de vaisselle permet de réduire sa consommation de liquide vaisselle.
Il ne faut pas utiliser de carbonate de sodium sur de l'aluminium ou des sols cirés
Soin corporel
Il détend les muscles et adoucit la peau, ce qui en fait un très bon soin pour la peau. On l'utilise dans la fabrication des gommages maison ou des sels de bain. Puisqu'il neutralise le pH de l'eau il est très intéressant d'utilisation également dans les soins pour cheveux (eau de rinçage notamment)
NB: Pour la confection de savon, c'est la soude caustique qui est utilisée et non pas le bicarbonate de soude. Des [ recettes de savons fait maison] avec de la soude. http://www.toutfairesoimeme.com/sujet/savons
Lessive
Le carbonate de sodium est un des ingrédients des lessives. Il adoucit l'eau, ce qui permet aux tensioactifs d'agir plus efficacement. On peut ajouter du carbonate de sodium à la lessive pour laver le linge, et réduire d'autant la quantité de lessive utilisée.
Les cristaux de soude peuvent servir de détachants. On fait tremper une nuit le linge taché dans des cristaux de soude dissous dans de l'eau la veille de la lessive.
Pour plus d'informations:
Déboucheur
On peut déboucher une canalisation avec du carbonate de sodium et de l'eau bouillante.
Points de vente
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Le carbonate de sodium se trouve en droguerie et dans certaines grandes surfaces, rayon lessive ou produits d'entretienainsi que dans les biocoop.
