Referat Natronlauge - Sodaherstellung, Reaktionsgleichungen

Natronlauge

Natronlauge ist die wässrige Lösung von Natriumhydroxid (NaOH, Trivialname Atznatron). Die Lösung selbst ist auch ätzend und reagiert stark alkalisch. Natronlauge reagiert außerdem an der Luft allmählich zu einer Sodalösung.

Technische Herstellung durch Elektrolyse von Kochsalz (z.B. im Billiter-Verfahren oder im Amalgam-Verfahren.

Verwendung: In verschiedenen Verdünnungen, beispielsweise bei der Herstellung von Salzen, Seifen, Farbstoffen, Zellulose und Papier, Kunstseide, Baumwolle oder bei der Entfernung von fettigen Verunreinigungen.

Amalgam-Verfahren: Die Elektrolyse einer Kochsalzlösung, wobei die Kathode hier Quecksilber ist. Es wird nur wenig H₂ frei, dafür aber Na, welches sich im Quecksilber löst. Die entstehenden Quecksilberlegierungen heißen dann Amalgame. Durch Umsetzung von Natriumamalgam mit Wasser erhält man H₂ und chloridfreies NaOH.

Sodaherstellung

Soda: Na₂CO₃ - Natriumcarbonat oder 'kohlensaures Natrium'. Als sogenanntes Kristallsoda bildet es große, farblose, monokline Kristalle, welche 10 H₂O-Moleküle pro Formeleinheit enthalten. Es wird aber auch als wasserfreies, calciniertes Soda (weißes Pulver) gehandelt.

Eigenschaften: Dichte 2,5 g/cm3; Schmelzpunkt 853°C; leicht wasserlöslich

Natürliches Vorkommen: Mono-Lake (USA), Owens-Lake (Kanada), Magadi-See (Ostafrika), aber auch in alkalischen Heilquellen

Technische Gewinnung: Heute fast nur noch durch das Ammoniak-Soda-Verfahren, das vom Belgier Ernest Solvay entwickelt wurde (=Solvay-Verfahren)

Verwendung: Zur Herstellung von Zellulose, Waschmitteln, Glas, zur Wasserenthärtung oder zur Herstellung von vielen Chemikalien (eben z.B. Natronlauge).

Gegenwärtig werden ca. 30 Mio. t/Jahr an Soda weltweit produziert und man erwartet, dass diese Zahl bis zum Jahr 2000 auf über 40 Mio. t/Jahr steigen wird.

Das Solvay-Verfahren (in Worten): Durch Einleiten von Ammoniak und Kohlendioxid in eine Sole (gesättigte Kochsalzlösung) entsteht zunächst einmal Ammoniumhydrogencarbonat (Na₃HCO₃). Dieses setzt sich mit dem Kochsalz zu Natriumhydrogencarbonat (NaHCO₃) um, welches abgefiltert wird und durch erhitzen in Soda umwandelt (Abspaltung des Kohlendioxid).

Das Kohlendioxid wir nun wieder in den Kreislauf zurückgeführt und aus der übriggebliebenen Ammoniumchloridlösung wird durch den Zusatz von gebranntem (und wieder gelöschtem) Kalk das Ammoniak zurückgewonnen.

Reaktionsgleichungen

1.) 2CO₂ + 2NH₃ + 2NaCl + 2H₂O à 2NaHCO₃ + 2NH₄Cl

2.) 2NaHCO₃ à Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

3.) CaCO₃ à CO₂ + CaO

4.) CaO + H₂O à Ca(OH)₂

5.) 2NH₄Cl + Ca(OH)₂ à 2NH₃ + CaCl₂ + 2H₂O

Summengleichung: 2NaCl + CaCO₃ à 2NaHCO₃ + CaCl₂