Natriumcarbonat

Natriumcarbonat
Strukturformel
2 Natriumion Carbonat-Ion \mathrm{ \ \!\ \Biggr]}
Allgemeines
Name Natriumcarbonat (wasserfrei)
Andere Namen
  • Soda
  • calcinierte Soda
  • (einfach) kohlensaures Natron
  • E 500
Summenformel Na2CO3
CAS-Nummer
  • 497-19-8 (wasserfrei)
  • 24551-51-7 (Hydrat allgemein)
  • 5968-11-6 (Monohydrat)
  • 6132-02-1 (Decahydrat)
Kurzbeschreibung

farbloses kristallines Pulver[1]

Eigenschaften
Molare Masse 105,99 g·mol–1
Aggregatzustand

fest

Dichte

2,53 g·cm–3[1]

Schmelzpunkt

851 °C[1]

Siedepunkt

1600 °C (Zersetzung)[1]

Löslichkeit

gut in Wasser (217 g·l−1 bei 20 °C)[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [2]
07 – Achtung

Achtung

H- und P-Sätze H: 319
EUH: keine EUH-Sätze
P: 260-​305+351+338 [1]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung aus RL 67/548/EWG, Anh. I [2]
Reizend
Reizend
(Xi)
R- und S-Sätze R: 36
S: (2)-22-26
LD50

4090 mg·kg−1 (Ratte, oral)[3]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche nicht möglich

Natriumcarbonat (fachsprachlich) oder Natriumkarbonat (Na2CO3), wasserfrei auch calciniertes Soda genannt, ist ein Salz der Kohlensäure. Als Lebensmittelzusatzstoff trägt es das Kürzel E 500.

Inhaltsverzeichnis

Modifikationen

Natriumcarbonat ist polymorph, kristallisiert also in Abhängigkeit von Druck und Temperatur bei gleicher chemischer Zusammensetzung in verschiedenen Kristallsystemen, die wasserfrei sein, aber auch Kristallwasser (Hydrat) enthalten können.

  • Wasserfrei, Na2CO3: Bekannt als Mineral Natrit oder unter der Bezeichnung calcinierte Soda, weiße Substanz mit einem Schmelzpunkt von 853 °C und einer Dichte von 2,51 g/cm3. Bildet sich bei Temperaturen größer 107 °C.
  • Monohydrat, Na2CO3 · H2O: Bekannt als Mineral Thermonatrit, bildet sich bei Temperaturen > 35,4 °C aus dem Heptahydrat.
  • Heptahydrat, Na2CO3 · 7 H2O: Bildet sich bei Temperaturen oberhalb 32,5 ° C aus dem Decahydrat.
  • Decahydrat, Na2CO3 · 10 H2O: Bekannt als Mineral Soda oder unter der Bezeichnung Kristallsoda, kristallisiert bei unter 32,5 °C aus gesättigten Natriumcarbonat-Lösungen aus (Dichte 1,45 g/cm3).

Darüber hinaus findet sich Natriumcarbonat zusammen mit Natriumhydrogen- bzw. Calciumcarbonat in der Natur in folgenden Mineralen:

  • Dihydrat, Na2Ca(CO3)2 · 2 H2O: Bekannt als Mineral Pirssonit.
  • Pentahydrat, Na2Ca(CO3)2 · 5 H2O: Bekannt als Mineral Gaylussit oder unter der Bezeichnung Natrocalcit.
  • Hydrogencarbonat, Na(HCO3) · Na2CO3 · 2 H2O: Bekannt als Mineral Trona.

Eigenschaften

Als Salz der schwachen Kohlensäure reagiert es mit stärkeren Säuren unter Bildung von Kohlenstoffdioxid (Aufschäumen). In Wasser löst Natriumcarbonat sich unter Wärmeentwicklung (Hydratationswärme). Eine stark alkalische Lösung entsteht, da das Carbonatanion als Base mit einem Proton aus dem Dissoziationsgleichgewicht des Lösungsmittels Wasser zum Hydrogencarbonation (HCO3-) reagiert und eine entsprechend hohe Hydroxidionenkonzentration entsteht:

\mathrm{CO_3^{2-} + \ H_2O \leftrightharpoons \ HCO_3^- + \ OH^-}
Dissoziationsgleichgewicht des Carbonations in Wasser.

Vor der Verfügbarkeit größerer Mengen von Natriumhydroxid war Natriumcarbonat damit die wichtigste Base, da es sich in Wasser gelöst verhält wie eine Mischung aus Natriumhydrogencarbonat und Natriumhydroxid: Eine Lösung von 50 g Natriumcarbonat pro Liter Wasser weist einen pH-Wert von 11,5 auf.[3]

\mathrm{Na_2CO_3 + \ H_2O \longrightarrow \ NaHCO_3 + NaOH}

Die Standardbildungsenthalpie von Natriumcarbonat beträgt ΔfH0298 = −1131,7 kJ·mol-1,[4] die Freie Standardbildungsenthalpie ΔG0298 = −1048,4 kJ·mol-1,[4] und die molare Standardentropie S0298 = 136,1 J·K-1 ·mol-1.[4]

Vorkommen

In Sodaseen in Ägypten, Türkei (Van-See), Ostafrika (z. B. Lake Natron und andere Seen des Ostafrikanischen Grabens), Kalifornien, Mexiko und als Trona (Na(HCO3) · Na2CO3 · 2H2O) in Wyoming (USA), Mexiko, Ostafrika und in der südlichen Sahara.

Gewinnung und Herstellung

Calcinierte Soda
Wasserfreies Natriumcarbonat
Sodaherstellung nach Leblanc als chemischer Stufenprozess (grün = Edukte, schwarz = Zwischenprodukte, rot = Produkte)
  • Durch Abbau natürlich vorkommender natriumcarbonathaltiger Minerale (s.o.): Wegen ihrer vielfältigen Verunreinigungen werden die Ausgangsminerale vor dem Transport und der Weiterverwendung umkristallisiert und anschließend in gereinigtes, kristallwasserfreies Soda überführt (z. B. mit Hilfe des Trona-Verfahrens, benannt nach dem gleichnamigen Ausgangsmineral).
Sodaherstellung nach Solvay als chemischer Kreisprozess (grün = Edukte, schwarz = Zwischenprodukte, rot = Produkte)
\mathrm{2 \ NaCl + \ H_2SO_4 \longrightarrow \ 2 \ HCl + \ Na_2SO_4}
\mathrm{Na_2SO_4 + \ CaCO_3 + 2 \ C \longrightarrow \ Na_2CO_3 + \ CaS + 2 \ CO_2}
\mathrm{2 \ NaCl + 2 \ CO_2 + 2 \ NH_3 + 2 H_2O \longrightarrow 2 \ NaHCO_3 + 2 \ NH_4Cl}
\mathrm{2 \ NaHCO_3 \longrightarrow \ Na_2CO_3 + \ H_2O + \ CO_2}
Das entstandene Kohlenstoffdioxid sowie der Ammoniak aus der Reaktion des Ammoniumchlorides mit Calciumoxid oder Calciumhydroxid werden dabei wieder in den Prozess zurückgeführt, was diesen sehr wirtschaftlich (und so zu einem der ersten im großen Stil praktizierten chemischen Kreisprozesse) machte.
\mathrm{2 \ NH_4Cl + \ CaO \longrightarrow 2 \ NH_3 + \ CaCl_2 + \ H_2O}
\mathrm{2 \ NaOH \ + CO_2 \longrightarrow \ Na_2CO_3 + \ H_2O}

Lagerung

Kristallsoda muss gut verschlossen in feuchten Räumen gelagert werden, da sie an trockener Luft Kristallwasser abgibt und in ein weißes Pulver zerfällt.

Umgekehrt muss man calcinierte, d. h. wasserfreie Soda in trockenen Räumen aufbewahren, da sie – ohne dadurch sofort feucht auszusehen – leicht Feuchtigkeit aus der Luft aufnimmt und mit dieser in das Monohydrat Na2CO3 · H2O übergeht (Hygroskopie).

Verwendung

Natriumcarbonat wird seit langer Zeit durch den Menschen genutzt. Schon die alten Ägypter setzten es zum Mumifizieren ein. Ebenso fand es seit dem Altertum Verwendung als Reinigungsmittel und bei der Glasherstellung. Heute wird Natriumcarbonat von fast allen Industriezweigen eingesetzt und ist damit eines der vielseitigsten chemischen Produkte.

Weltweit wurden 1997 ca. 39 Millionen Tonnen Soda produziert. In Deutschland betrug das Marktvolumen 1999 ca. 2,4 Millionen Tonnen. Der größte Anteil an Soda wird dabei von den folgenden fünf Industriebranchen verbraucht:

Einzelnachweise

  1. a b c d e f Eintrag zu CAS-Nr. 497-19-8 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 21.01.2008 (JavaScript erforderlich)
  2. a b Eintrag zu CAS-Nr. 497-19-8 im European chemical Substances Information System ESIS (ergänzender Eintrag)
  3. a b Datenblatt Natriumcarbonat bei Merck, abgerufen am 19. Januar 2011.
  4. a b c R. E. Dickerson, H. B. Gray, H.-W. Sichting, M. Y. Darensbourg: "Prinzipien der Chemie", Verlag Walter de Gruyter 1988, ISBN 9783110099690, S. 976. (Eingeschränkte Vorschau in der Google Buchsuche)
  5. Thieme Chemistry (Hrsg.): Eintrag zu Flußmittel im Römpp Online. Version 3.14. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2011, abgerufen am 22. März 2011.

Weblinks

 Commons: Natriumcarbonat – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wikimedia Foundation.

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Natriumcarbonat — kohlensaures Natrium; Soda; Waschsoda * * * ◆ Na|tri|um|car|bo|nat 〈n. 11; unz.; fachsprachl.〉 = Natriumkarbonat ◆ Die Buchstabenfolge na|tr... kann in Fremdwörtern auch nat|r... getrennt werden. * * * Na|t|ri|um|car|bo|nat; Syn.: (Jargon:) Soda …   Universal-Lexikon

  • Natriumcarbonat — ◆ Na|tri|um|car|bo|nat 〈n.; Gen.: (e)s; Pl.: unz.; Chemie〉 Natriumsalz der Kohlensäure, bei dem beide Wasserstoffatome der Kohlensäure durch Natrium ersetzt wurden; oV ; Syn. 〈umg.〉 Soda   ◆ Die Buchstabenfolge na|tr… kann auch nat|r… getrennt… …   Lexikalische Deutsches Wörterbuch

  • Calcinierte Soda — Strukturformel …   Deutsch Wikipedia

  • Dinatriumcarbontrioxid — Strukturformel …   Deutsch Wikipedia

  • Na2CO3 — Strukturformel …   Deutsch Wikipedia

  • Natriumkarbonat — Strukturformel …   Deutsch Wikipedia

  • Waschsoda — Strukturformel …   Deutsch Wikipedia

  • Na+ — Eigenschaften …   Deutsch Wikipedia

  • Sodium — Eigenschaften …   Deutsch Wikipedia

  • Maßanalytischer Faktor — Colititer einer Gewässerprobe mit Lactose Pepton Bouillon mit Durham Gärröhrchen (1000 bis 9999 KbE/ml) Der Titer oder Normalfaktor f in der analytischen Chemie ist ein Faktor, der die Abweichung der tatsächlichen Konzentration einer Maßlösung… …   Deutsch Wikipedia

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”