Jednym z najczęściej występujących pierwiastków w górnych warstwach skorupy ziemskiej jest sód. Zaliczany jest do metali alkalicznych. Ma postać ciała stałego o srebrzystym połysku i plastycznych właściwościach. Zarówno sód, jak i jego związki chemiczne odgrywają znaczącą rolę w gospodarce. Wykorzystywane są w różnych gałęziach przemysłu w celu wytwarzania gotowych produktów, takich jak szkło, papier, detergenty oraz pozostałe chemikalia i substancje będące dodatkami do benzyny. Przykładem takiego związku chemicznego jest węglan sodu.
Czym jest węglan sodu i jaka jest jego historia?
Węglan sodu (Na2CO3) zwany inaczej sodą kalcynowaną to sól kwasu węglowego i sodu. W środowisku naturalnym obecny jest w stanie naturalnym w tak zwanych jeziorach sodowych, w popiele roślin morskich oraz jako składnik minerałów.
Stosowanie naturalnej sody kalcynowanej było znane od dawna. Do XVIII wieku pozyskiwano ją głównie przez spalanie wodorostów i roślin morskich, ługowanie rozpuszczalnego materiału z popiołów i odparowywanie roztworów do sucha. Otrzymywany materiał był dość zanieczyszczony, ale można go było wykorzystać do produkcji szkła i mydła.
W 1791 r. we Francji opracowano proces wytwarzania sody kalcynowanej z soli, kwasu siarkowego, węgla i wapienia. Rewolucja francuska przeszkodziła jednak w jego rozwoju i minęło ponad 30 lat, zanim proces ten odniósł pierwszy sukces w Anglii. Na początku lat 60. XIX wieku dwaj belgijscy bracia Ernest i Alfred Solvay opracowali ulepszoną metodę wytwarzania sody kalcynowanej z soli, koksu i wapienia z amoniakiem jako katalizatorem. Proces Solvay zyskał popularność na całym świecie do wytwarzania syntetycznej sody kalcynowanej.
W 1939 roku w Stanach Zjednoczonych istniało 17 zakładów Solvay sody kalcynowanej. Jednak do 1969 r. liczba syntetycznych zakładów spadła do 10, a w 1979 r. była tylko jedna firma produkująca syntetyczne węglany sodu. Przepisy dotyczące przeciwdziałania zanieczyszczeniom wraz z wysokimi kosztami energii, pracy i materiałów utrudniły producentom syntetycznym konkurowanie z dostawcami naturalnej sody kalcynowanej
Właściwości fizyczne i chemiczne węglanu sodu
Węglan sodu posiada białą lub lekko brunatną barwę, dobrze rozpuszcza się w wodzie oraz ma postać drobnokrystalicznego proszku. Jego temperatura topnienia wynosi 852°C. W bardzo wysokich temperaturach oraz pod wpływem wilgoci może ulegać zbryleniu, dlatego też należy przechowywać go w odpowiednich warunkach. Posiada właściwości alkalizujące (pH = 11,5). Z tego względu, po rozpuszczeniu w wodzie tworzy kwas węglowy i wodorotlenek sodu.
Nie wywołuje podrażnień skóry, natomiast należy unikać jego kontaktu z oczami. Z łatwością wchodzi w reakcje chemiczne z kwasami, zasadami, innymi solami, jak i ulega dysocjacji w wodzie. Z kolei nie utlenia się ani nie ulega biodegradacji przez mikroorganizmy. Uznawany jest również za substancję przyjazną środowisku, ponieważ występuje w przyrodzie w postaci zdysocjowanej. Z tego względu nie kumuluje się w organizmach żywych, a w glebie nie ulega procesowi adsorpcji.
Obecnie otrzymywany jest metodą Solvaya w wyniku reakcji chlorku sodu z amoniakiem i dwutlenkiem węgla. Podczas pierwszego etapu reakcji produktem jest wodorowęglan sodu (kwaśny węglan sodu), z którego pod wpływem wysokich temperatur uzyskiwany jest węglan sodu.
Gdzie go znajdziemy?
Dzięki swoim właściwościom znalazł zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Posiada właściwości zmiękczające wodę, dzięki czemu wykorzystywany jest w proszkach do prania oraz mydłach. Oprócz tego stosowany jest w garbarstwie, syntezach chemicznych, w laboratorium jako odczynnik chemiczny, w procesie wytopu szkła, przy produkcji papieru, cegieł, kosmetyków (szampony, sole do kąpieli), jak i produktów spożywczych (lody, dżemy, wyroby cukiernicze, masła). W przemyśle spożywczym znany jest pod symbolem E500 i pełni funkcję spulchniające, stabilizujące oraz utrzymujące odpowiednie pH. Symbol E500 określa trzy rodzaje węglanu sodu:
- E500 (I) – soda kalcynowana;
- E500 (II) – wodorowęglan sodu, soda oczyszczona;
- E500 (III) – soda śnieżna.
Soda kalcynowana jest również wykorzystywana w przemyśle farbiarskim do wzmocnienia wiązania pomiędzy barwnikiem a włóknem, a także pełni funkcję stabilizatora pH podczas wydruku fotografii. Węglan sodowy znajduje się także w gaśnicach pianowych, gdzie ze względu na swoją higroskopijność odpowiada za pochłanianie zapachów i wilgoci.
Ekologicznie, ekonomicznie, wydajnie – zalety węglanu sodu w proszkach do prania
Obecnie coraz bardziej zwracamy uwagę na wszelkie aspekty dotyczące ochrony środowiska naturalnego. W celu zapobiegania zanieczyszczeniom przyrody podejmowane są liczne działania polegające na naprawieniu wyrządzonych szkód oraz promowaniu gospodarowania zasobami naturalnymi według zasady zrównoważonego rozwoju. W związku z aktualną sytuacją ekologiczną coraz częściej podejmuje się kroki zmniejszające ryzyko przedostania się szkodliwych związków chemicznych do środowiska już z poziomu codziennych czynności. Przykładem tego jest pranie, podczas którego często wykorzystywane są chemiczne środki piorące. Alternatywą do tego typu proszków są ekologiczne rozwiązania opierające się na samodzielnym przygotowaniu środków piorących.
W ich skład wchodzi jedynie kilka substancji, takich jak:
- 1 szklanka sody kalcynowanej – baza środku piorącego, zmiękcza wodę oraz powoduje powstanie piany piorącej;
- 1 szklanka boraksu – stanowi uniwersalny środek czyszczący o biobójczym działaniu;
- 2 szklanki płatków mydlanych – pełnią funkcję czyszczącą oraz pianotwórczą.
Wszystkie składniki należy odważyć do pojemnika i dokładnie wymieszać. Jakie są zalety takich środków piorących? Przede wszystkim nie powodują alergii oraz podrażnień skóry, a także są bardziej ekonomiczne oraz przyjazne dla środowiska naturalnego. Ponadto cechuje je duża wydajność oraz możliwość wykorzystania przy każdym rodzaju tkanin.
Oferta Grupy PCC
Dbałość o środowisko jest kluczowym tematem obecnych czasów. Dzięki wybieraniu bardziej przyjaznych środowisku rozwiązań przyczyniamy się do ochrony naszej planety. Firmy, które są świadome istniejącego problemu, dążą do wykorzystania w swoich produktach składników pochodzenia naturalnego, jak i wdrażania bezpiecznych technologii. Dlatego też Grupa PCC oferuje produkty z kategorii Zielona Chemia. Zalicza się do nich np. środki powierzchniowo czynne, które stosowane są do produkcji ekologicznych środków do prania. Należą do nich, między innymi ROKAcet KO300G, EXOsoft PC35, ExoAlc 1618, które bazują na naturalnych składnikach. Kolejnym produktem, będący częścią serii Greenline®, jest ług sodowy, do którego produkcji wykorzystuje się energię pochodzącą z odnawialnych źródeł, co umożliwia redukcję emisji CO2 do atmosfery. Stanowi on surowiec w produkcji pigmentów i barwników do farb, mydła twardego, jak i środków myjących.