アンモニアソーダ法(ソルベー法)
着眼点溶けにくい \ce{NaHCO3} を沈殿させて取り出すのが要。\ce{NH3} は回収して再利用するので、全体の式に \ce{NH3} は出てこない。
\ce{NaCl + H2O + NH3 + CO2 -> NaHCO3 v + NH4Cl}
\ce{2NaHCO3 -> Na2CO3 + H2O + CO2}
\ce{CaCO3 -> CaO + CO2}
\ce{CaO + H2O -> Ca(OH)2}
\ce{Ca(OH)2 + 2NH4Cl -> CaCl2 + 2H2O + 2NH3}
全体をまとめると
\ce{2NaCl + CaCO3 -> Na2CO3 + CaCl2}例題
1
原子量を \ce{C}=12,\ \ce{O}=16,\ \ce{Na}=23,\ \ce{Cl}=35.5 とする。アンモニアソーダ法で塩化ナトリウム 117\ \mathrm{kg} がすべて反応したとき、得られる炭酸ナトリウムは何 kg か。
解答
\ce{NaCl}=58.5 より \dfrac{117\times10^3}{58.5}=2.00\times10^3\ \mathrm{mol}。
全体の式から \ce{NaCl}:\ce{Na2CO3}=2:1 なので \ce{Na2CO3} は 1.00\times10^3\ \mathrm{mol}。
\ce{Na2CO3}=106 より 1.00\times10^3\times106=1.06\times10^5\ \mathrm{g}、すなわち 106\ \mathrm{kg}。
(検算:Na原子は 2.00\times10^3\ \mathrm{mol} のまま保存されている。)
全体の式から \ce{NaCl}:\ce{Na2CO3}=2:1 なので \ce{Na2CO3} は 1.00\times10^3\ \mathrm{mol}。
\ce{Na2CO3}=106 より 1.00\times10^3\times106=1.06\times10^5\ \mathrm{g}、すなわち 106\ \mathrm{kg}。
(検算:Na原子は 2.00\times10^3\ \mathrm{mol} のまま保存されている。)
確認問題
1
最初の反応で \ce{NaCl} 飽和水溶液に先に通すのは \ce{NH3} と \ce{CO2} のどちらか。
答え
\ce{NH3}。先に塩基性にしておくと酸性の \ce{CO2} がよく溶ける。