ninguna

1. ASPECTO TEORICO
El cloruro de sodio es la materia prima básica empleada por la llamada “industria cloro-álcali”. A
partir del NaCl se genera todo el cloro (y sus derivados) y el sodio (y sus derivados) utilizados
actualmente a nivel industrial. La industria cloro-álcali produce primariamente y a gran escala tres
sustancias: cloro, hidróxido de sodio y carbonato de sodio. Las tres integran el conjunto de los diez
productos de la industria química de mayor producción y consumo a nivel mundial. Su importancia
radica en que a su vez estas sustancias se utilizan como materias primas para fabricar productos
derivados.
La obtención de Na2CO3 anhidro, cuyo nombre comercial es sosa, se realiza en la industria por el
proceso Solvay. Esencialmente implica una primera etapa en la que se obtiene NaHCO 3 y luego por
descomposición térmica de éste se produce el Na2CO3. Una parte del NaHCO3 generado por el
proceso Solvay se utiliza como tal para abastecer la demanda industrial de este producto.
Parte del consumo mundial de carbonato de sodio es atendido por extracción de fuentes naturales.
Por ejemplo por descomposición térmica el mineral “trona”, de composición 2Na2CO3· NaHCO3·
2H2O, se produce carbonato de sodio:
2Na2CO3· NaHCO3· 2H2O → 3Na2CO3 + CO2 + 3H2O
Propiedades y usos de Na2CO3 y Na2CO3·.10H2O
El Na2CO3 puede presentarse según las condiciones de obtención en forma anhidra (sin agua) o como
hidratos, conteniendo proporciones definidas de agua. Forma 5 hidratos diferentes Na2CO3·H2O,
Na2CO3·2H2O, Na2CO3·3H2O, Na2CO3·7H2O y Na2CO3·10H2O.
El Na2CO3 anhidro es un sólido blanco que funde a 850°C con ligera descomposición.
Cuando cristaliza de agua a temperaturas menores que 32°C precipita la forma decahidratada, en
forma de cristales grandes y transparentes. Estos cristales cuando son expuestos al aire eflorescen y
se disgregan gradualmente para dar un sólido blanco, probablemente el monohidrato.
Si el Na2CO3 cristaliza entre 32 y 35°C lo hace bajo la forma de heptahidrato. A partir de 35°C la forma
más estable es el monohidrato.

2. +
El Na2CO3 tiene aplicaciones industriales que derivan de su carácter básico y su capacidad de proporcionar Na :
• manufactura de vidrio, en donde se utiliza alrededor del 50% del total producido. Al calentarlo a muy altas
temperaturas se descompone dando lugar a Na2O que da mayor fluidez al vidrio y disminuye su temperatura
de fusión
Na2CO3 → Na2 + CO2
• producción de fosfato de sodio, tripolifosfatos y fertilizantes.
• tratamiento de aguas. Los carbonatos son insolubles en agua excepto los carbonatos alcalinos y el de talio,
por lo tanto el agregado de Na2CO3, soluble, permite precipitar los restantes iones presentes en el agua,
2+
2+
eliminando así aquellos iones (Ca y Mg ) que contribuyen a la dureza del agua.
• jabones y detergentes.

3. Obtención de carbonato de sodio anhidro
Método en el laboratorio.
El NaHCO3 cristalizado se transforma por calentamiento en el producto final Na2CO3.
Durante la obtención del Na2CO3 se realizarán dos controles analíticos. El primero sobre una muestra
2-
del NaHCO3 obtenido en la clase anterior. Se determinará la relación (r) moles de CO3 / moles de
-
2
HCO3 realizando la titulación con HCl .Se utilizarán dos indicadores: fenolftaleína (a) y anaranjado de
metilo (b):
El segundo control se realizará sobre una muestra de Na2CO3 obtenido por calentamiento del
2-
NaHCO3. Se determinará el porcentaje de CO3 utilizando para ello HCl de concentración
exactamente conocida y como indicador anaranjado de metilo.
Se debe tener en cuenta que ambas determinaciones analíticas se realizan para control del proceso y
por lo tanto debe pensarse en ello al informar los resultados.
Método industrial
El proceso de fabricación de carbonato de sodio por el método industrial incluye 6 procesos unitarios
diferentes que se muestran en el esquema 1. Las reacciones centrales del proceso Solvay son la III y
la IV, las mismas que utilizamos en el laboratorio. Las reacciones I y II tienen por objeto la
preparación de la solución de NH4HCO3, los procesos V y VI generan el amoníaco necesario para la
reacción II:

4. Tal como lo muestra la ecuación global, el proceso industrial utiliza como materias primas piedra
caliza (compuesta mayoritariamente por carbonato de calcio) y cloruro de sodio. Los productos son
el carbonato de sodio y el cloruro de calcio. El proceso se realiza en forma continua y necesita una
cantidad fija de gas amoníaco, que se genera y utiliza en circuito cerrado, como parte del proceso,
pero que no se consume en el mismo. Por ello no aparece en la ecuación VII y por lo tanto el
amoníaco no se considera una materia prima.
La ecuación global VII, que representa la reacción directa entre las materias primas, no es
termodinámicamente favorable. El proceso Solvay requiere entonces un aporte de energía para
llevarse a cabo.
El proceso comienza con la producción de CO2 (ecuación I) que se efectúa calentando piedra caliza en
un horno a 1000-1100°C. El dióxido de carbono producido se introduce en la “torre de Solvay”,
donde se verifica la precipitación del NaHCO3 (ecuaciones II y III). El bicarbonato precipitado es
escurrido, secado y calcinado a 200°C, donde se transforma en carbonato de sodio (ecuación IV).
El CaO (cal viva) producido en la descomposición de la caliza se transforma en hidróxido de calcio (cal
apagada), por reacción con agua (ecuación V).
Este hidróxido de calcio se hace reaccionar con la solución de cloruro de amonio emergente de la
torre de Solvay (ecuación VI) para así recuperar el amoníaco que se utilizó en la reacción
representada por la ecuación II.
Aparece un subproducto en el proceso: el cloruro de calcio. No tiene alto valor comercial pero resulta
inevitable su formación en el proceso Solvay. Tiene algunos usos industriales (obtención de Ca por
electrólisis, purificación de agua y aditivo para cementos), pero su consumo no es suficiente como
para utilizar todo lo que generan las plantas productoras de carbonato de sodio por este proceso.
* Para la obtención de Na2CO3·10H2O en el laboratorio:
a) Disolver 5g de Na2CO3 anhidro en 13 ml de agua a 50°C.
b) Agitar hasta disolución total.
c) Dejar enfriar a aproximadamente a 30°C.
d) Luego enfriar en baño de agua a 5°C, hasta cristalizar.
El proceso para la producción de la sal de soda consiste:
En la hidrólisis directa del carbonato de sodio hasta saturación (captura de 10 moléculas de agua),
seguido de un enfriamiento. Es decir, es una disolución de carbonato en agua y un posterior reposo
para que el soluto seco capture moléculas de agua.
Aplicaciones:
Se utiliza como para elevar el pH del agua y también para el blanqueamiento del agua
*usado generalmente para ablandar el agua para el lavado de ropa.

5. No imprimir solo para determinar!!!
3.2) Determinación del contenido de carbonato.
a) Llenar la bureta con HCl de concentración exactamente conocida (aproximadamente 0.1
M) y enrasar a cero.
b) Disolver aproximadamente 100 mg de muestra (pesados exactamente) en 25mL de agua
destilada en un matraz Erlenmeyer de 250mL.
c) Agregar anaranjado de metilo (gota a gota) suficiente para apreciar el color y titular con
HCl 0.1 M hasta viraje del indicador de amarillo a salmón. Anotar el gasto (G).
2-
d) Determinar el porcentaje de CO3 en la muestra.
3. Determinaciones analíticas
2-
-
3.1) Determinación de la relación CO3 / HCO3 en NaHCO3
a) Llenar la bureta con HCl 0.1M y enrasar a cero.
b) Disolver aproximadamente 100 mg de muestra en 25mL de agua destilada en un matraz
de Erlemneyer de 250mL.
c) Agregar 2 gotas de fenolftaleína y titular con HCl 0.1 M hasta decoloración del
indicador. Anotar el gasto (G1).
d) Agregar 2 gotas de anaranjado de metilo y titular con HCl 0.1 M hasta viraje del
indicador de amarillo a salmón. Anotar el gasto (G2).
2-
-
e) Calcular la relación molar r = CO3 / HCO3 = G1/(G2-2G1)