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    A 20 de noviembre del 2012

    QUMICA INORGNICA

    -PRODUCTO INTEGRADOR DEAPENDIZAJE-

    PRODUCCIN DE CARBONATO DE SODIO(Na2CO3) POR EL PROCESO SOLVAY

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    Obtencin del carbonato de sodio por el proceso Solvay

    OBJETIVO

    Conocer como se obtiene el carbonato de sodio mediante el proceso Solvay y explicar las

    reacciones que suceden en este proceso, as como sus propiedades y usos.

    INTRODUCCIN

    La obtencin de Na2CO3, cuyo nombre comercial es sosa, se realiza en la industria por

    el proceso Solvay. Este implica una primera etapa en la que se obtiene NaHCO3 y luego

    por descomposicin trmica de ste se produce el Na2CO3.

    Todo el proceso puede considerarse como una serie de reacciones qumicas. Las

    materias primas son: sal comn, amonaco y carbonato de calcio o caliza, y el

    procedimiento es un ejemplo de economa industrial, condicin necesaria para el xito.

    ANTECEDENTES DE PROCESO SOLVAY

    El carbonato sdico, o natrn para los egipcios, es conocido y utilizado desde la

    antigedad. Hasta la mitad del siglo XIX era extrado de las cenizas de algunas plantas.

    El proceso Le Blanc

    Este proceso tiene un considerable inters histrico debido a que estimul el desarrollo de

    la industria qumica moderna.

    Fue el primer proceso creado para obtener artificialmente carbonato de sodio (sosa).

    Haciendo reaccionar sal comn (NaCl) con cido sulfrico (H2SO4) para dar sulfato de

    sodio (Na2SO4), que posteriormente se quema con carbn y piedra caliza para obtener

    carbonato de sodio (Na2CO3).

    H2SO4 + NaCl NaSO4 + HCl

    Na2SO4 + 2C + CaCO3 Na2CO3 + CaS + 2CO2

    Durante muchos aos el proceso Le Blanc slo obtuvo un producto til, la sosa o

    carbonato de sodio, y dos residuos contaminantes, cido clorhdrico (HCl) y sulfuro de

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    Obtencin del carbonato de sodio por el proceso Solvay

    calcio(CaS), que daba grandes problemas de contaminacin ambiental, y que a la larga

    conden este proceso.

    En 1861, el belga Ernest Solvay, descubri independientemente un proceso para producir

    carbonato de sodio y construy su propia planta para fabricarlo.

    Rpidamente el extendi sus operaciones hasta que al final del siglo el sindicato Solvay

    controlaba el noventa por ciento de la produccin mundial de carbonato de sodio. El

    desarrollo del proceso soda-amoniaco hizo obsoleto el proceso Le Blanc, y en la poca

    de la primera guerra mundial el proceso Le Blanc dej de usarse.

    El xito de Ernest Solvay dependi completamente de una eficiente ingeniera,

    particularmente de los mtodos usados para recuperar el amoniaco que se usa en el

    proceso. El nombre de Solvay est tan relacionado con el crecimiento de esta industria,

    que el proceso soda-amoniaco se llama comnmente Proceso Solvay.

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    DIAGRAMA

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    REACCIONES INVOLUCRADAS

    El mtodo ideado por Solvay tiene por objetivo lograr la reaccin entre cloruro de sodio y

    carbonato de calcio para dar carbonato de sodio y cloruro de calcio.

    Las principales reacciones son las siguientes:

    La Piedra Caliza (CaCO3) se descompone en cal (CaO), y la cal reacciona con agua para

    formar lechada de cal, Ca(OH)2

    CaCO3 CaO + CO2

    CaO + H2O Ca(OH)2

    La lechada de cal reacciona con cloruro de amonio para formar amoniaco y cloruro de

    calcio:

    Ca(OH)2 + 2NH4Cl 2NH3 + CaCl2 + 2H2O

    El amoniaco disuelto en agua forma hidrxido de amonio que reacciona con CO2 para

    formar carbonato de amonio y luego bicarbonato de amonio:

    NH3 + H2O NH4OH

    2NH4OH + CO2 (NH4)2CO3 + H2O

    (NH4)2CO3 + CO2 + H2O 2(NH4)HCO3

    El bicarbonato de amonio reacciona con cloruro de sodio para producir bicarbonato de

    sodio y genera ms cloruro de amonio:

    (NH4)HCO3+ NaCl NH4Cl + NaHCO3

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    El bicarbonato de sodio (NaHCO3, tambin llamado polvo para hornear) se descompone

    en el producto deseado, carbonato de sodio, liberando dixido de carbono y agua como

    subproductos:

    2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O

    El efecto neto de esta ruta de 8 reacciones qumicas, y que adems implica 14

    compuestos, es simplemente:

    CaCO3+ 2NaCl Na2CO3 + CaCl2

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    PROPIEDADES FSICASY QUMICAS

    BICARBONATO DE AMONIO

    -Frmula: (NH4)HCO3

    -Sinnimos: Amonio Bicarbonato, Carbonato cido de amonio

    -Aspecto: Slido de color blanco

    -Punto de fusin: 105 C

    -Solubilidad: Soluble en agua, insoluble en alcohol.

    CLORURO DE AMONIO

    -Aspecto: Slido blanco.

    -Punto de ebullicin: 520C

    -Solubilidad: En agua, glicerol,

    ligeramente soluble en alcohol.

    -Efectos peligrosos para la salud

    Por inhalacin del polvo: Irritaciones en vas

    respiratorias, tos.

    Por contacto ocular: irritaciones.

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    Obtencin del carbonato de sodio por el proceso Solvay

    BICARBONATO DE SODIO

    -Sinnimos: cido Carbnico, Carbonato monosdico,

    -Carbonato cido de sodio.

    -Frmula: NaHCO3

    -Punto de Fusin: Comienza a perder dixido de carbono

    a 50 C; 270 C.

    -Punto de Ebullicin: Se descompone.

    -Solubilidad: en Agua, ligeramente soluble en etanol.

    -Estable bajo condiciones normales de uso y almacenamiento

    (temperatura ambiente, presin atmosfrica, humedad relativa mxima de 70%).

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    PROCESO COMPLETO: CaCO3 + 2NaCl Na2CO3 + CaCl2

    REACTIVOS

    CARBONATO DE CALCIO

    Frmula: CaCO3

    Sinnimos: Calcita, Piedra caliza.

    Apariencia: Polvo blanco o cristales incoloros e inodoros

    Punto de fusin: 825 C

    Punto de ebullicin: N.A.

    Solubilidad:-Moderadamente soluble en agua (1-2 mg/100 ml).-Soluble en cidos diluidos y cloruro de amonio.-Insoluble en alcohol.

    Es de baja toxicidad

    CLORURO DE SODIO

    Frmula: NaCl

    Sinnimos: Halito, Sal de mar, Sal de mesa.

    Apariencia: Slido blanco cristalino, higroscpico.

    Punto de Ebullicin: 1413 C

    Punto de Fusin: 801 C

    Solubilidad: Soluble en agua, glicerol y alcohol.

    Tipo de enlace: Inico

    Geometra: Lineal

    Estable bajo condiciones ordinarias de uso y almacenamiento.

    Estructura de Lewis

    Estructura de Lewis

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    Obtencin del carbonato de sodio por el proceso Solvay

    Esquema del ciclo de Born-Haber para el NaCl.

    Se calcula la energa reticular del NaCl(s), a partir de los siguientes datos:

    Entalpa de sublimacin del sodio = 108 kJ/mol

    Entalpa de disociacin del cloro = 243,2 kJ/mol

    Entalpa de ionizacin del sodio = 495,7 kJ/mol

    Afinidad electrnica del cloro = -348 kJ/mol

    Entalpa de formacin del cloruro de sodio = -401,8 kJ/mol

    U = -779,1 kJ/mol

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    PRODUCTOS:

    CLORURO DE CALCIO

    FRMULA: CaCl2

    Apariencia: Solido Granular, Color Blanco

    Punto de Ebullicin:

    Punto de Fusin: 2 C

    Solubilidad: Muy soluble en agua

    Tipo de enlace: inico

    Ciclo de Born-Haber para el CaCl2

    Calcular la variacin entlpica de formacin del CaCl2.

    Datos:

    Entalpa de sublimacin de Ca (s) = 178,2 kJ mol1;

    Primera energa de ionizacin de Ca (g) = 590 kJ mol1;

    Segunda energa de ionizacin del Ca (g) = 1.145 kJ mol1;

    Entalpa de disociacin del Cl2 (g) = 244 kJ mol1;

    Afinidad electrnica del Cl (g) = 349 kJ mol1;

    Energa de red o reticular del CaCl2 = 2.223 kJ mol1

    .

    Geometra: Lineal

    Estructura de Lewis

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    CARBONATO DE SODIO

    FRMULA: Na2CO3

    Oxisal

    Aspecto: Polvo blanco, cristalino, inodoro

    Punto de ebullicin: 851c

    Forma soluciones alcalinas al disolverse en agua,

    con un pH alrededor de 11.

    Solubilidad: Es soluble en agua (solvente polar)e insolubles en alcohol, acetona y ter (solventes no polares).

    Tipo de enlace: Inico

    Energa reticular:

    Estructura de Lewis

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    Obtencin del carbonato de sodio por el proceso Solvay

    CLCULOS ESTEQUIOMTRICOSPARA CONSEGUIR UN KILOGRAMO DE CARBONATO DE SODIO

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    Obtencin del carbonato de sodio por el proceso Solvay

    USOS DEL CARBONATO DE SODIO (Na2CO3)

    Cerca del 40% de la produccin total del carbonato

    de sodio se emplea en la fabricacin de vidrio;

    porque hace disminuir la temperatura de trabajo de los hornos

    de fabricacin de este material. Los mercados ms importantes

    para esta aplicacin son el de la construccin, el del automvil

    y el de los envases.

    Es ampliamente usado en la industria de la detergencia, formando parte de lasformulaciones de los detergentes en polvo domsticos para las lavadoras automticas.

    Adems, tambin est presente en numerosos productos de limpieza de suelos por supoder desengrasante.

    OTROS USOS:

    Papel

    Medicamentos

    Cermicas

    Refinacin de petrleos

    Produccin de aluminio

    Refinacin de petrleos

    Produccin de:

    Soda custica, bicarbonato de sodio, nitrato de sodio.

    Es bsico tambin para la produccin de silicato sdico, bicarbonato sdico, fosfatos ypolifosfatos, sulfatos, cromatos, percarbonatos, etc.

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    Obtencin del carbonato de sodio por el proceso Solvay

    CONCLUSIONES

    La realizacin de este trabajo era para conocer el proceso de produccin de carbonato de

    sodio mediante un mtodo especifico: el proceso Solvay; as como las propiedades de

    los reactivos y productos de las reacciones llevadas a cabo. Tambin los usos que se le

    da al producto principal tanto en la industria como en la sociedad.

    Este proceso ha sido importante desde que se dio a conocer debido a que implic un gran

    avance a la industria en lo relacionado con la produccin de carbonato de sodio. Su xito

    se debi a la gran ingeniera con la que fue creado y hoy en da se sigue utilizando debido

    a su efectividad y a que significa un gran ahorro econmico a las empresas que se

    dedican a eso. Con esto queda claro que su creacin vino a mejorar muchas cosas en la

    industria.

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    Obtencin del carbonato de sodio por el proceso Solvay

    REFERENCIAS

    FUENTES BIBLIOGRFICAS:

    Murphy, Regina M. Introduccin a los procesos qumicos: Principios, anlisis ysntesis.

    Proceso IndustrialesUANL

    FUENTES ELECTRNICAS:

    www.textoscientificos.com/quimica/carbonatosodio

    Una via al progreso_ El proceso Solvay de obtencin de sosahttp://dec.fq.edu.uy/catedra_inorganica/inorganica/practica5

    www.fing.edu.uy_iq_cursos_iaiq_materiales_Produccion_de_Carbonato_de_Sodio

    http://www.rtve.es/noticias/20110318/nicolas-leblanc-malogrado-inventor-sosa-artificial/417853.shtml

    http://www.ctr.com.mx/pdfcert/Carbonato%20de%20Calcio.pdf

    http://ssfe.itorizaba.edu.mx/securetec/webext/secure/hoja/GUSTAVO%20A%20COMPLET

    O/MSDS%20CARBONATO%20DE%20CALCIO%20GA.pdf

    http://www.spaindata.com/quimica/castilla-leon/resuelto/c-ls10.pdf

    http://tecnoquimica53.blogspot.mx/2007/10/enlaces-qumcos.html

    http://www.google.com.mx/imgres?um=1&hl=es-

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    http://www.textoscientificos.com/quimica/carbonatosodiohttp://www.textoscientificos.com/quimica/carbonatosodiohttp://dec.fq.edu.uy/catedra_inorganica/inorganica/practica5http://dec.fq.edu.uy/catedra_inorganica/inorganica/practica5http://www.fing.edu.uy_iq_cursos_iaiq_materiales_produccion_de_carbonato_de_sodio/http://www.fing.edu.uy_iq_cursos_iaiq_materiales_produccion_de_carbonato_de_sodio/http://www.rtve.es/noticias/20110318/nicolas-leblanc-malogrado-inventor-sosa-artificial/417853.shtmlhttp://www.rtve.es/noticias/20110318/nicolas-leblanc-malogrado-inventor-sosa-artificial/417853.shtmlhttp://www.rtve.es/noticias/20110318/nicolas-leblanc-malogrado-inventor-sosa-artificial/417853.shtmlhttp://www.ctr.com.mx/pdfcert/Carbonato%20de%20Calcio.pdfhttp://www.ctr.com.mx/pdfcert/Carbonato%20de%20Calcio.pdfhttp://ssfe.itorizaba.edu.mx/securetec/webext/secure/hoja/GUSTAVO%20A%20COMPLETO/MSDS%20CARBONATO%20DE%20CALCIO%20GA.pdfhttp://ssfe.itorizaba.edu.mx/securetec/webext/secure/hoja/GUSTAVO%20A%20COMPLETO/MSDS%20CARBONATO%20DE%20CALCIO%20GA.pdfhttp://ssfe.itorizaba.edu.mx/securetec/webext/secure/hoja/GUSTAVO%20A%20COMPLETO/MSDS%20CARBONATO%20DE%20CALCIO%20GA.pdfhttp://www.spaindata.com/quimica/castilla-leon/resuelto/c-ls10.pdfhttp://www.spaindata.com/quimica/castilla-leon/resuelto/c-ls10.pdfhttp://tecnoquimica53.blogspot.mx/2007/10/enlaces-qumcos.htmlhttp://tecnoquimica53.blogspot.mx/2007/10/enlaces-qumcos.htmlhttp://www.google.com.mx/imgres?um=1&hl=es-419&sa=N&biw=1024&bih=499&tbm=isch&tbnid=WTkmAlJ8Z_5LuM:&imgrefurl=http://www.maysochoa.com/productos/bicarbonatoamonio.php&docid=gzTF3wd8rErs3M&imgurl=http://www.maysochoa.com/molecular%252520images/inorganic%252520chemicals/Ammonium%252520Bicarbonate.gif&w=236&h=244&ei=f8ipUN6OKa_22AWdjYHADQ&zoom=1&iact=hc&vpx=582&vpy=191&dur=2864&hovh=195&hovw=188&tx=126&ty=178&sig=103262844658222135892&page=1&tbnh=141&tbnw=136&start=0&ndsp=10&ved=1t:429,r:8,s:0,i:90http://www.google.com.mx/imgres?um=1&hl=es-419&sa=N&biw=1024&bih=499&tbm=isch&tbnid=WTkmAlJ8Z_5LuM:&imgrefurl=http://www.maysochoa.com/productos/bicarbonatoamonio.php&docid=gzTF3wd8rErs3M&imgurl=http://www.maysochoa.com/molecular%252520images/inorganic%252520chemicals/Ammonium%252520Bicarbonate.gif&w=236&h=244&ei=f8ipUN6OKa_22AWdjYHADQ&zoom=1&iact=hc&vpx=582&vpy=191&dur=2864&hovh=195&hovw=188&tx=126&ty=178&sig=103262844658222135892&page=1&tbnh=141&tbnw=136&start=0&ndsp=10&ved=1t:429,r:8,s:0,i:90http://www.google.com.mx/imgres?um=1&hl=es-419&sa=N&biw=1024&bih=499&tbm=isch&tbnid=WTkmAlJ8Z_5LuM:&imgrefurl=http://www.maysochoa.com/productos/bicarbonatoamonio.php&docid=gzTF3wd8rErs3M&imgurl=http://www.maysochoa.com/molecular%252520images/inorganic%252520chemicals/Ammonium%252520Bicarbonate.gif&w=236&h=244&ei=f8ipUN6OKa_22AWdjYHADQ&zoom=1&iact=hc&vpx=582&vpy=191&dur=2864&hovh=195&hovw=188&tx=126&ty=178&sig=103262844658222135892&page=1&tbnh=141&tbnw=136&start=0&ndsp=10&ved=1t:429,r:8,s:0,i:90http://www.google.com.mx/imgres?um=1&hl=es-419&sa=N&biw=1024&bih=499&tbm=isch&tbnid=WTkmAlJ8Z_5LuM:&imgrefurl=http://www.maysochoa.com/productos/bicarbonatoamonio.php&docid=gzTF3wd8rErs3M&imgurl=http://www.maysochoa.com/molecular%252520images/inorganic%252520chemicals/Ammonium%252520Bicarbonate.gif&w=236&h=244&ei=f8ipUN6OKa_22AWdjYHADQ&zoom=1&iact=hc&vpx=582&vpy=191&dur=2864&hovh=195&hovw=188&tx=126&ty=178&sig=103262844658222135892&page=1&tbnh=141&tbnw=136&start=0&ndsp=10&ved=1t:429,r:8,s:0,i:90http://www.google.com.mx/imgres?um=1&hl=es-419&sa=N&biw=1024&bih=499&tbm=isch&tbnid=WTkmAlJ8Z_5LuM:&imgrefurl=http://www.maysochoa.com/productos/bicarbonatoamonio.php&docid=gzTF3wd8rErs3M&imgurl=http://www.maysochoa.com/molecular%252520images/inorganic%252520chemicals/Ammonium%252520Bicarbonate.gif&w=236&h=244&ei=f8ipUN6OKa_22AWdjYHADQ&zoom=1&iact=hc&vpx=582&vpy=191&dur=2864&hovh=195&hovw=188&tx=126&ty=178&sig=103262844658222135892&page=1&tbnh=141&tbnw=136&start=0&ndsp=10&ved=1t:429,r:8,s:0,i:90http://www.google.com.mx/imgres?um=1&hl=es-419&sa=N&biw=1024&bih=499&tbm=isch&tbnid=WTkmAlJ8Z_5LuM:&imgrefurl=http://www.maysochoa.com/productos/bicarbonatoamonio.php&docid=gzTF3wd8rErs3M&imgurl=http://www.maysochoa.com/molecular%252520images/inorganic%252520chemicals/Ammonium%252520Bicarbonate.gif&w=236&h=244&ei=f8ipUN6OKa_22AWdjYHADQ&zoom=1&iact=hc&vpx=582&vpy=191&dur=2864&hovh=195&hovw=188&tx=126&ty=178&sig=103262844658222135892&page=1&tbnh=141&tbnw=136&start=0&ndsp=10&ved=1t:429,r:8,s:0,i:90http://tecnoquimica53.blogspot.mx/2007/10/enlaces-qumcos.htmlhttp://www.spaindata.com/quimica/castilla-leon/resuelto/c-ls10.pdfhttp://ssfe.itorizaba.edu.mx/securetec/webext/secure/hoja/GUSTAVO%20A%20COMPLETO/MSDS%20CARBONATO%20DE%20CALCIO%20GA.pdfhttp://ssfe.itorizaba.edu.mx/securetec/webext/secure/hoja/GUSTAVO%20A%20COMPLETO/MSDS%20CARBONATO%20DE%20CALCIO%20GA.pdfhttp://www.ctr.com.mx/pdfcert/Carbonato%20de%20Calcio.pdfhttp://www.rtve.es/noticias/20110318/nicolas-leblanc-malogrado-inventor-sosa-artificial/417853.shtmlhttp://www.rtve.es/noticias/20110318/nicolas-leblanc-m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    http://www.ctr.com.mx/pdfcert/Cloruro%20de%20Amonio.pdf

    http://www.itsva.edu.mx/archivos/usuarios/5/archivo685.pdf

    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