> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Сода

Сода

Сода (угленатргевая соль, углекислый натрий). В безводном состоянии, угленатриевая соль Na2C03, представляет собою белый,непрозрачный порошок, уд. веса 2,4—2,5, с точкойплавления при 853°, при долгом прокаливании немного разлагается, теряя до 1,3°/0 в весе (улетучивается углекислота); растворяется в воде: наибольшая растворимость при 38°Ц.; смотря по температуре, из водныхъ растворов кристаллизуется Na2C08cn 1, 2, 3, 5, 6, 7, 10 и 15 молекулами воды. Водные растворы С. имеют щелочную реакцию: окрашивают красную лакмусовую бумажку в синий цвет; при действии кислот на С. и ея растворы, выделяется углекислота и образуются соли соответственных кислот; при смешивании растворов С. съраство-рами солей некоторых металловъ (например, калия, магния, бария и так далее), образуются осадки углекислых солей этих металлов. В продаже различают несколько сортов соды, име

ющих техническое значение: Кальцинированную (прокаленную) С. 1-го сорта с содержанием 98 — 99°/0 ЫецСО,; кальцинированную С. 2-го сорта, содержащую больше 2°/0 посторонних примесей; эта С. находит применение в мыловаренном производстве; кристаллическую С. Na2C03. 10На0, содержащую до 63% воды: она образуетъ моноклинические прозрачные кристаллы уд. в 1,42—1,475, плавящиеся при 34° в кристаллизационной воде; эта С. находит применение в прачечных заведениях для стирки белья; двууглекислую С., NaHC03, представляющую собою белый кристаллический порошок, трудно растворимый въ холодной воде; этот сорт приготовляется из кристаллической, насыщением ея углекислотою; находит онъ применение в медицине; каустиче

Скую С., NaHO, в виде сплавленной белой массы, хорошо растворимой въ воде, приготовляемой из С. действием едкой извести; каустическая С. находит применение в мыловаренном производстве, при очистке минеральных масел, при приготовлении многих натровых солей и тому подобное.

Добывание С. 1) Натуральная С. встречается в воде многих минеральных источников и въ так называемых натровых озерах (например въ Египте, Армении, Сев. Америке и прочие), в твердом виде в минералах разного названия (трона, урао, термонатрит) и в выцветах на почве в смеси с другими солями (NaCL, NaaSOe). Добывание С. из озерных вод практикуется въ; некоторых странах и до этого времени (например въ и Египте, в Соединенных Штатах); но количество добываемой так С. очень незначительно, и 2. В золе приморских и степных растений содержится С., иногда в довольно значительныхъ количествах. До открытия искусственного получения С., из золы таких растений добывали С. въ Испании, на юге франции и тому подобное. В настоящее время этои источник получения С. уступил ме

Сто искусственному ея получению на химических заводах.

3. Добывание С. в технике практикуется по двум способам: а) сульфатному или Лебла-новскому (названному так по фамилии изобретателя — француза Ник. Леблана) и 6) аммиачному, предложенному Дайаром и Геммингсм и технически разработанному бельгийцем Сольве. Способъ Леблана сводится к следующей операции: безводный сульфат или сернонатровая соль сплавляется с углем я мелом (известняком) на поду пламенной печи; при сплавлении получается сплав, содержащий С. (NaaC03), немного Na3 О, Naa S, CaS, СаО, избыток угля и мела (известняка). Реакции, которые происходят при сплавлении, можно представить так: 1) сернонатриевая соль восстановляете“ на счет угля г сернистый натрий: NaaS04-f2O=Naa S-f-2COa; углекислота улетучивается, как газ. 2) Сернистый натрий вступаетъ в обменное разложение с углекальциевой солью, составляющей мел или известняк; образуется угленатриевая соль и сернистый кальций: NatS+ CaC03=NaaC03-j-CaS; 3) Избыток известняка съ углем дает окись кальция и окись углерода: CaC03-f-C=:Ca04-2C0; окись углерода, выделяющаяся из расплавленной массы, тотчас же сгорает. Сырые материалы для добывания С. по этому способу прокаленный сульфат или безводная сернонатриевая соль; древесный или. каменный уголь и мел (или известняк). Сырые материалы должны быть для плавки подготовлены: сульфат в виде порошка; уголь измельчен в по

рошок; каменный уголь выбирается с меньшим содержанием золы и измельчается; мел или известняк дробится до величины ореха. Мате-иалы отвешиваются в надлежащих количествах,

тщательно смешивается и загружаются на под пламенной печи. Весовия количества сырых материалов: 100 в ч. сульфата, 112—120 в ч. мела (известняка) и 42—46 в ч. угля, смотря по качеству его. Как уже было выше упомянуто, плавка С. производится на поду пламенной печи. Рисунок 1 изображает продольный разрез английской пламенной печи, рисунок 2—разрез ея по поду иупарной коробке. Рисунок 3. Общий вид печи. Топка с колосниковой решеткой b для сжигания топлива отделена от плавильного пода порогомъе. Дварабочихъпода гие; верхний г служит для предварительного прогре-вания внесенной в печь смеси для плавки, h—нижний под, на котором и производится самая плавка. Материалы засыпаются на под и при помощи воронки .Дверки т служат для перемешивания сплава и его выгребания. Отработавшие печные газы проходят над упарной коробкой р, склепанной из же-лезных листов; в этой коробке упариваются содовые щелока до начала кристаллизации; железная коробка, с дырчатым двойным дном tv, служит для отделения кристаллов от маточнаго раствора. Пройдя над коробкой р, печные газы удаляются в боров D, а затем в дымовую трубу. Печь извиутри выложена огнеупорным кир-пичем. Смесь материалов, предназначенных для плавки, засыпают при помощи воронки k на верхний под и для предварительного нагрезания, потом ее перегребают на нижний под h, где она плавится. Все время приходится массу перемешивать. В начале плавки, когда вся масса придет в огнежидкое состояние, на ея поверхности появляются пузыри газа; огнежидкая масса кипит, это выделяется углекислота; при дальнейшемъ нагревании, когда большая часть образовавшагося NaaS прореагирует, т.-ф. превратится в С., огнежидкая масса начинает густеть; на ея поверхности появляются огненные языки: это горит окись углерода. Густение массы и появление огненныхъ языков—признаки, указывающие на ть, что плавъ готов для выгреба. Тогда рабочие подкатываютъ к рабочему отверстью т железную каретку и выгребают в нее огнежидкую массу с пода особыми железными скреблами; в каретке сплавъ застывает в твердую массу. Цвет правильно приготовленного плава—печеночно - или желтобурый с поверхности; серый внутри, с пористопемзообразным строением. Если едкий натръ перечислить на NasGO„ то сырая С. состоит изъ 36—45% Na3CO, и переменного количества CaS, Са О, СаС08 и угля. Самая тяжелая сторона содовой плавки на поду пламенной печи указанного устройства— ручная работа перемешивания плава; для уменьшения этой операции предложены механические вращаю зиияся печи револьвернаго типа. Рисунок 4 изображает внешний вид такой печи; рисунок 5—продольный разрез ея. Неподвижная топка с колосниковой решеткой а для сжигания топлива; через шейку с и глазок b пламенные газы вступают в цилиндр е, в котором происходит плавка материалов; цилиндр изготовляется из толстых железных листов и выкладывается извнутри огнеупорным кирпичем. Сырые материалы загружаются через лаз I, когда цилиндр вращением повернут так, чтобы лазъ был обращен вверх; когда же плав готов и его надо удалить из цилиндра, цилиндр повертывается так, чтобы лаз был обращен вниз. Для вращения цилиндра на окружности его, у заднего конца, находится зубчатое колесо т, зацепляющее за малое колесо, расположенное внизу и приводимое в движение небольшою паровою машиной, тут же поставленной. Для наблюдения за плавкой, на покатой части печи и имеются окна, закрытыя слюдяными стеклами: через них можно Наблюдать внутренность цилиндра. Отработавшие печные газы проходят над двумя упарными коробками р и р в которых упариваются содовые щелока до кристаллизации, и удаляются в дымовые каналы qq. Так как плавка происходит во враща ющемся цилиндре, то ручная работа перемешивания совершенно устраняется. Полученный сплав, после остывания, подвергается измельчению до величины кусков в кулак и выщелачиванию во

дою. При этом в водный раствор переходит все то, что способно раствориться: главным образом С., едкий натр, сернистый натр и прочие; нерастворимая часть состоит из частиц угля, мела (углекислого кальция), сернистого кальция и прочие Для того, чтобы получить насыщенный раствор в короткое по возможности время, выщелачивание производят в особого рода аппаратах, которые дают возможность производить операцию методически, причем получаются крепкие щелока сначала крепостью в 32—30°Б., а потом в 27°Б. Полученные щелока поступают на упаривание въ выпарные коробки; упаривание продолжают до тех пор, пока из жидкости не будут выпадать растворимия соли в виде мелких кристаллов. Для уменьшения топлива на упаривание упарныя коробки, в которых производится операция, прогреваются отходящими пламенными газами (смотрите рисунок 1, 2 и 5). Когда раствор доведен до кашицеобразного состояния, его выпускают из выпарной коробки в коробку, расположенную рядом съ Еыпарноюи снабженную дырчатым дном; на последнем кристаллы солей задерживаются, маточный же раствор отфильтровывается и скопляется под ним. Кристаллы с дырчатого дна сгребают и подвергают прокаливанию для удаления воды и органических веществ. Прокаливание производится на поду особой пламенной печи; получают содовую соль или кальцинированную С. 2-го сорта, с содержанием 90—97% NaaCos; для получения из нея более чистой кальцинированной С. 1-го сорта, ее подвергают рафинированию, для этого растворяют ее до получения в горячемъ виде растворов крепостью в 30—31,5°Б., переводят растворы в железные кристаллизаторы, где дают им кристаллизоваться; выкристаллизовывается С. состава Na,CO,. 10Н,0. Кристаллическая С. довольно чиста и сама по сф0е находит употребление в домашнем хозяйстве и в прачечных заведениях при стирке белья; для получения рафинированной С. жидкости в 30—31,5Б. дают время отстояться; прозрачный раствор переводят в выпарную коробку, где он упаривается до тестообразной консистенции; затем кристаллы отфильтровываются и подвергаются прокаливанию. Маточные растзоры, полученные при первой кристаллизации, всегда содержат, кроме NasC03, некоторое количество едкого натра и др. солей, от содержания органических веществ и сульфосолей железа они бывают окрашены в красный цзет, почему и называются красными щелоками. Красные щелока находят выгодным переделывать не в С., а въ едкий натр; для этого они смешиваются с некоторым количеством извести, нагреваются, отфильтровываются от осадка и выпариваются въ железных или чугунных гренах до такой консистенции, чтобы при остывании масса имела твердый вид. Во время выпаривания вычерпываютъ посторонния соли, которые выделяются на дне котла; для осветления же и окисления органическихъ веществ прибавляют некоторое количество чилийской селитры. В результате получают желтоватую каустическую С., которая дешевле белой. Она поступает на мыловаренные и другие заводы, где не требуется едкой щелочи высокого качества. Таково получение С. по способу Леблана.

Аммиачный способ добывания соды основан на том, что двууглеаммониевая соль с хлористым натрием в одном растворе на холоду разлагается на хлористый аммоний и двуугленатриевую соль по равенству:

(NH,) HC08-f-NaCl=NH4Cl-j-NaHC0„ причем двуугленатриевая соль, как мало растворимая в присутствии хлористого аммония, выделяется в виде осадка. Лабораторно этот способ сводится к следующим операциям: приготовляется раствор поваренной соли, содержащий 26—27 гр. NaCl в 100 куб. с., насыщается аммиач-ным газом, так чтобы последнего растворилось в жидкости около 7—6 гр.; через подготовленный так раствор пропускается струя углекислоты; тогда растворенные в жидкости вещества вступают во взаимодействие, в результатекоторого из раствора выделяется мало раствори мая NaHCOs. Кажущееся столь простым с хими ческой стороны добывание соды по этому способу при перенесении его в заводскую обстановку

Рисунок 5,

требует соблюдения многих усло-вий со стороны концентрации и температур, а также применения сложных железных аппаратов, вполне герметичных для уменьшения утечки NHS и С09 и допускающихъ производить вышеуказанные операции в большом масштабе и беспрерывно удалять из круга действия выделяющееся твердое вещество (NaHCO,), с отделением его во время хода самой опер. от маточного раствора, содержащаго NH4C1. Кроме аппаратов, имеющих непосредственное назначение-получение NaHC03 и превращение этой соли в Na3C03, должны быть в ходу в производстве также аппараты добывающие NH3, изъ матсчных растворов, содержащих NH4C1 и аппараты, в которых разлагается NaHC03 и СаСО, для получения углекислоты (СОа), требуемой для образования НаС08.

Аммиачньий способ получения С. состоит из следующих операций:

1. Приготовления раствора хлористого натрия.

2. Насыщения его аммиачнымъ газом с дальнейшей фильтрацией раствора.

3. Насыщения приготовленнаго раствора углекислотою.

4. Отфильтровывания выделившейся двууглекислой С. от засевшего в кристаллах маточного раствора и промывка его.

5. Прокаливания двууглекислой С. для получения соды (NaaCOj).

6. Извлечения из маточного раствора углекислоты и аммиака.

7. Обжигания известняков с целью добывания извести, служащей для выдъления аммиака изъ нашатыря и углекислоты, которая заменяет углекислоту, уходящую с завода в виде соды.

Для получения крепкого, насыщенного раствора хлористого натрия в заводах пользуются природными солеными растворами, добываемыми изъ земли при помощи насосов; если природные разсолы не имеют надлежащей крепости, то ихъ донасыщают поваренной солью, какая имеется под руками. Так как при насыщении ] аство-ров аммиаком выделяется тепло, то р-золы охлаждают. В аппарате Сольвея (рисунок 6) для этого служит змеевик (5), погруженный в жидкость; по змеевику течет холодная вода. Сосуды делаются из луженой жести или из свинца съ деревянной обшивкой. Сосуды снабжаются мешал-гами (IV), которые находятся в непрерывном движении во время пропускания аммиака. Для того, чтобы змеевик с холодной водою не препятствовал движению мешалок, сосуд, в который впускается непосредственно аммиак, не имеет мешалки, но этот сосуд сообщается с другими сосудачи посредством труб, идущих вверху и внизу Когда пропускание аммиака закончено, останавливают мешалки и дают собраться на дно осадку, состоящему из магнезии и углекислой извести. Для лучшого выделения осадка переводят жидкость в высокий и довольно узкий сосуд (Z>), оканчивающийся внизу конусом, в вершине которого и собирается рыхлый осадокь, который выпускаютъ через имеющийся внизу сосуда клапан.

Насыщение аммиачно-соляного раствора (предварительно охлажденнаго) углекислотой производят в башнях Сольвея (называемых также абсорберами, рисунок 7.). Они имеют от 11 до 16 метр. высоты. Наполняются оне до двух третей аммиач-но-солчным раствором. Башни разделяются па мч$»го отделений горизонтальными перегородками

широким отверстием посредине. Над“ каждою перегородкою поставлен низкий решетчатый сегмент шара. Внизу сбоку башни начинается труба, обводящая жидкость по насыщении последней угле

Рисунок 6

кислотой в помещение с фильтрами (Z). Фильтра преаставляют вертикальные цилиндры около 1 м<~ в диаметре и такой же высоты, они имеют решетчатое дно, которое покрывается холстом и вой локоми .Снизу отсасывают маточный раствор на“

Рисунок 7. Башня Сольвея (попер. разр.) лА—Башня Е—труба, приводящая газ. b—фильтры. Ч—тру 6а к воздушному насосу.

осом и направляют его в регенератор аммиака. Требуемая для поглощения углекислота добывается прокаливанием известняков и двууглекислой С. Прокаливание известняков производится в шахтных печах, в которые известняковой камень забрасывается вместе с коксом; выделяющиеся при обжигании газы, содержащие 30—33% углекислоты по объёму, при помощи насоса выкачиваются из шахтной печи, пропускаются через водяную промывалку и подаются въ поглотители. Фильтрование содержимого поглотителей лучше всего удается при помощи фильтров с отсасыванием; это—круглые железные ящики, снабженные фильтрующим дном; пространство под последним соединено с высасывающим насосом. Прокаливание двууглекислой соды производится в особого рода калильныхъ печах, закрытых и снабженных отводною трубою для удаления аммиака, углекислоты и паровъ воды. Для того, чтобы прокаливаемая сода равномерно прогревалась и не приставала к стенкам, печь снабжается механической мешалкой.

Отжатый на фильтрах с отсасыванием щелок, содержащий нашатырь, отчасти двууглекислый натрий или аммоний и избыток поваренной соли, поступает в перегонный железный котел, где смешивается с известковым молоком и нагревается открытым паром до кипения. Таких перегонных котлов в батарее устанавливается 3 и более; работают они так: аммиачный газ с водяными парами из 1-го котла проходит во 2-й, отсюда в 3-й и т. жидкость в последних доводится до кипения и аммиак удаляется.

Выходы: на 100 в ч. кальцинированной амми-ачной С., вместо теоретических 110 в ч. NaCl расходуют 180—200 в ч. поваренной соли с 95%-ным содержанием, так что выходы С. составляют 55—65% от поваренной соли. Расходъ на 100 в ч. аммиачной С. в сырых материалах: 180—200 в ч. NaCl; 85—115 в ч. угля; 15—кокса; ПО—160—известняка и 1 в ч. сернокислого аммиака. Аммиачная прокаленная С. получается с содержанием 98—99% Na#CO,; 1—0,5°/ NaCl; 0,2 —Na3SO,; остальное до 100—вода. Эта сода всегда рыхлее Леблановской.

Мировая добыча С. в 1904 г. по Осту достигла 1,5 миллион. т. и распределялась так:

Англия —

Германия 325.000 т. франция 175.000 „

Австро-Венгрия 100.000 „

Россия 82.000 „

Бельгия 32.000 „

Сев.-Амер.С. Ш. 120.000 „

Мировое производство С. в 1908 году достигло до 2 миллион. т.; изъ них около 550,000 т. приходится на С., добываемую по способу Леблана (Dammer). Употребление С. многочисленны и разнообразны: для приготовления стекла, едкого натра, металлического натрия и различных натровых солей. Много С. употребляется при отбеливании хлопчатобумажныхъ и льняных тканей, при извлечении жира из шерсти, при валянии суконъ и в домашнем быту при стирке белья и мытье полов; в писчебумажном деле, иногда при крашениии ситцепечатании; в медицине и в химических лабораториях.

Литература: Любавин, „Техническая химия“, 2-й т. (1899 г.); Федотьев, „Содовое дело и связанные с нимъ производства“ (1898).

Е. Орлов.

Sodales, в древн. Риме члены рф-лигиозн. братств, бравших на себя заботу о поддержании какого-ниб. культа. Впоследствии под S. стали подра-зумевать и членов не религиозныхъ братств (политич. клубы, цеховыя организации).