Carbonato de sodio

El carbonato de sodio, Na2CO3 (también conocido como sosa, carbonato de sodio y cristales de sosa) es el compuesto inorgánico con la fórmula Na2CO3 y sus diversos hidratos. Todas las formas son sales blancas solubles en agua. Todas las formas tienen un fuerte sabor alcalino y dan soluciones moderadamente alcalinas en agua. Históricamente, se extraía de las cenizas de plantas que crecían en suelos ricos en sodio. Debido a que las cenizas de estas plantas ricas en sodio eran notablemente diferentes de las cenizas de la madera (que alguna vez se usaron para producir potasa), el carbonato de sodio se conoció como "carbonato de sodio". Se produce en grandes cantidades a partir de cloruro de sodio y piedra caliza mediante el proceso Solvay.

El carbonato de sodio se obtiene como tres hidratos y como sal anhidra:

carbonato de sodio decahidratado (sodio), Na2CO3 · 10H2O, que florece fácilmente para formar el monohidrato.
carbonato de sodio heptahidratado (no conocido en forma mineral), Na2CO3 7H2O.
carbonato de sodio monohidrato (termonatrito), Na2CO3 H2O. También conocido como carbonato de cristal.
El carbonato de sodio anhidro, también llamado carbonato de sodio, se forma calentando los hidratos. También se forma cuando se calienta (calcina) el hidrogenocarbonato de sodio, p. Ej. en el último paso del proceso Solvay.
El decahidrato se forma a partir de soluciones acuosas que cristalizan en el intervalo de temperatura de -2,1 a +32,0 C, el heptahidrato en el estrecho intervalo de 32,0 a 35,4 C y por encima de esta temperatura forma monohidrato. En aire seco, el decahidrato y el heptahidrato pierden agua para dar el monohidrato. Se han informado otros hidratos, p. Ej. con 2,5 unidades de agua por unidad de carbonato de sodio ("pentahemihidrato").

-Principales usos
En sus aplicaciones más importantes, el carbonato de sodio se utiliza en la fabricación de vidrio, papel, rayón, jabón y detergentes.

-Fabricación de vidrio
El carbonato de sodio actúa como fundente para la sílice, reduciendo el punto de fusión de la mezcla a algo que es posible sin materiales especiales. Este "vidrio de soda" es ligeramente soluble en agua, por lo que se agrega algo de carbonato de calcio a la mezcla fundida para hacer que el vidrio sea insoluble. El vidrio de botella y ventana (vidrio de cal sodada) se fabrica fundiendo tales mezclas de carbonato de sodio, carbonato de calcio y arena de sílice (sílice (SiO2)). Cuando estos materiales se calientan, los carbonatos liberan dióxido de carbono. De esta forma, el carbonato de sodio es una fuente de óxido de sodio. El vidrio de cal sodada ha sido el tipo de vidrio más común durante siglos.

-Agua ablandamiento
El carbonato de sodio se utiliza para ablandar el agua mediante la eliminación de Mg2 + y Ca2 +. Estos iones forman precipitados sólidos insolubles cuando se tratan con iones carbonato:

Ca2 + + CO32- → CaCO3
El carbonato de sodio es una fuente barata y soluble en agua de iones carbonato.

-Aditivo alimentario y cocción
El carbonato de sodio es un aditivo alimentario (E500) que se utiliza como regulador de la acidez, antiaglomerante, leudante y estabilizador. Es uno de los componentes del kansui (か ん 水), una solución de sales alcalinas que se utiliza para dar a los fideos ramen su sabor y textura característicos. Se utiliza en la producción de snus para estabilizar el pH del producto final. La ceniza de sosa se utiliza en la producción de sorbete en polvo. La sensación refrescante y efervescente resulta de la reacción endotérmica entre el carbonato de sodio y un ácido débil, generalmente ácido cítrico, que libera dióxido de carbono que se produce cuando el sorbete se humedece con la saliva. En China, se utiliza para reemplazar el agua de lejía en la corteza de los pasteles de luna tradicionales cantoneses y muchos otros bollos y fideos chinos al vapor. En la cocina, a veces se usa en lugar de hidróxido de sodio para lixiviar, especialmente con pretzels alemanes y rollos de lejía. Estos platos se tratan con una solución de una sustancia alcalina para cambiar el pH de la superficie de los alimentos y mejorar el dorado.

-Base económica y débil
El carbonato de sodio también se usa como una base relativamente fuerte en varios campos. Como álcali común, se prefiere en muchos procesos químicos porque es más barato que el NaOH y mucho más seguro de manipular. Su suavidad recomienda especialmente su uso en aplicaciones domésticas.

Por ejemplo, se utiliza como regulador de pH para mantener las condiciones alcalinas estables necesarias para el funcionamiento de la mayoría de los reveladores de películas fotográficas. También es un aditivo común en piscinas y agua de acuarios para mantener el pH y la dureza de carbonatos (KH) deseados. Al teñir con tintes reactivos con fibras, se usa carbonato de sodio (a menudo con un nombre como carbonato de sodio o activador de carbonato de sodio) para asegurar una buena adhesión química del tinte a las fibras de celulosa (vegetal), generalmente antes de teñir (para tinte de unión), mezclado con el tinte (antes de teñir la pintura), o después de teñir (antes de sumergir). También se usa en el proceso de flotación de espuma para mantener un valor de pH favorable como acondicionador de flotación además de CaO y otros compuestos levemente básicos.

El bicarbonato de sodio (NaHCO3) o bicarbonato de sodio, que también forma parte de los extintores de incendios, a menudo se genera a partir de carbonato de sodio. Si bien el NaHCO3 en sí mismo es un intermedio del proceso Solvay, el calentamiento requerido para eliminar el amoníaco que lo contamina descompone algo de NaHCO3, lo que hace que sea más económico reaccionar el Na2CO3 gastado con el CO2:

Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO3
En una reacción relacionada, se usa carbonato de sodio para fabricar bisulfito de sodio (NaHSO3), que se usa en el método "sulfito" para separar la lignina de la celulosa. Esta reacción se utiliza para la eliminación de dióxido de azufre de los gases de combustión en centrales eléctricas:

Na2CO3 + SO2 + H2O → NaHCO3 + NaHSO3
Esta aplicación es cada vez más común, especialmente donde las estaciones deben cumplir con estrictos controles de emisiones.

La industria algodonera utiliza carbonato de sodio para neutralizar el ácido sulfúrico necesario para la separación ácida de las semillas de algodón esponjosas.

-Varios
El carbonato de sodio es utilizado por la industria de la piedra como agente humectante para reducir la cantidad de agua necesaria para extruir la arcilla. En la fundición, se llama "aglutinante" y se utiliza para unir alginato húmedo a alginato gelificado. El carbonato de sodio se usa en pastas dentales, donde actúa como agente espumante y abrasivo, y para aumentar temporalmente el pH de la boca.

El carbonato de sodio también se utiliza en el procesamiento y curtido de pieles de animales.