Solvay synthesis of sodium hydrogen carbonate. An undergraduate laboratory experiment

Kirksey, H. Graden

doi:10.1021/ed055p272

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“…NaHCO 3 is a readily available chemical that is widely used in our everyday lives, for example, in cooking, in medicine, and as a detergent. Reactions of NaHCO 3 such as in the Solvay process , are also taught in high school chemistry courses. NaHCO 3 powders consisting of columnar crystals, as shown in Figure A, are available as a chemical reagent (CAS: 114-55-8), baking powder, or an alkaline detergent.…”

Section: Thermal Decomposition Of Sodium Hydrogen Carbonatementioning

confidence: 99%

Physico-Geometrical Kinetics of Solid-State Reactions in an Undergraduate Thermal Analysis Laboratory

et al. 2013

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An undergraduate kinetic experiment of the thermal decomposition of solids by microscopic observation and thermal analysis was developed by investigating a suitable reaction, applicable techniques of thermal analysis and microscopic observation, and a reliable kinetic calculation method. The thermal decomposition of sodium hydrogen carbonate is selected as the suitable reaction for the student experiments, because its physico-geometrical reaction mechanism is approximately described by the twodimensional phase boundary controlled model, and its reaction kinetics are less sensitive to the measurement conditions of thermal analyses. On the basis of simple microscopic observations of this reaction, development of the physico-geometrical reaction model and derivation of the kinetic model function are imposed on students. The kinetic analysis is also performed using the kinetic rate data recorded by a single thermogravimetric run under modulated temperature conditions. This reduces the time spent in the laboratory and enables the application of a two-step kinetic calculation that provides reliable kinetic results. From the results, students can interpret the kinetics, which are closely related to the physico-geometrical characteristics of the reaction. A one-day undergraduate course in a thermal analysis laboratory is proposed from research and trials conducted in our university.

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Section: Thermal Decomposition Of Sodium Hydrogen Carbonatementioning

confidence: 99%

Physico-Geometrical Kinetics of Solid-State Reactions in an Undergraduate Thermal Analysis Laboratory

et al. 2013

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“…Apesar da importância e simplicidade das reações envolvidas, são escassos os exemplos de experimentos didáticos que exploram a síntese do carbonato de sódio pelo processo Solvay 5,6 . Os exemplos encontrados invariavelmente utilizam processos em batelada, que pouca analogia têm com as operações unitárias verificadas no processo industrial contínuo 1 .…”

Section: Introductionunclassified

“…O processo utiliza como matérias-primas calcário e salmoura para produzir a barrilha e cloreto de cálcio como subproduto (Figura 1). O âmago do processo se encontra nas propriedades de NH 3 e CO 2 gasosos, que são utilizados para saturar a salmoura, e na diferença de solubilidade entre bicarbonato de amônio e bicarbonato de sódio produzidos na reação.Apesar da importância e simplicidade das reações envolvidas, são escassos os exemplos de experimentos didáticos que exploram a síntese do carbonato de sódio pelo processo Solvay 5,6 . Os exemplos encontrados invariavelmente utilizam processos em batelada, que pouca analogia têm com as operações unitárias verificadas no processo industrial contínuo 1 .…”

unclassified

Simulação do processo Solvay no laboratório didático

Araújo¹,

Neves²,

Ferreira³

et al. 1998

Quím. Nova

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Instituto de Química -USP -Av. Prof. Lineu Prestes, 748 -CP 26.077 -05599-970 -São Paulo -SP Recebido em 2/12/96; aceito em 7/3/97 SIMULATION OF SOLVAY PROCESS IN THE LABORATORY. The Solvay Process is an important route for the industrial preparation of sodium carbonate from brine and CO 2 . However, experiments illustrating such process are performed only in a few chemistry courses, mainly because of the difficulties to precipitate out the intermediate product NaHCO 3 within the 3 or 4 hours generally available for laboratory classes. In this article we describe a method that properly simulates the Solvay process using glass apparatus that can be found in any chemistry laboratory. The good yields and purity attainable, associated with the short time (~3 hours) required to get the sodium bicarbonate, account for the suitability of our method for chemistry or chemical engineering undergraduate students laboratory classes.Keywords: Solvay process; simulation; sodium carbonate. EDUCAÇÃO INTRODUÇÃOO carbonato de sódio, também conhecido como barrilha, é um dos produtos químicos mais produzidos no mundo 1 . Nos EUA ocupava o 11º lugar 2 em 1995, sendo superado por ácido sulfúri-co, nitrogênio, oxigênio, amônia e etileno, entre outros. Em 1992, a capacidade instalada no Brasil 3 era de 200.000 t/ano de Na 2 CO 3 . Sua importância pode ser verificada pelos inúmeros processos que utilizam o Na 2 CO 3 como matéria-prima, como por exemplo, a fabricação de vidros, detergentes e sabões, papel, materiais cerâmicos, remédios, têxteis, etc. Atualmente, uma percentagem crescente da produção mundial de barrilha provém do processamento da trona 4 , Na 2 CO 3 .NaHCO 3 .2H 2 O, encontrada principalmente nos Estados Unidos. Entretanto, o processo Solvay ainda continua sendo utilizado em outros países.O processo Solvay foi desenvolvido integralmente pela engenhosidade e persistência de Ernest Solvay. Utilizando recursos próprios, fundou uma companhia de produção de Na 2 CO 3 baseada no processo por ele desenvolvido. Inicialmente os resultados foram bem inferiores àqueles esperados, mas por meio do acompanhamento criterioso de todas as etapas envolvidas, os problemas foram sendo sanados um a um até resultar num processo eficiente e rentável. O processo utiliza como matérias-primas calcário e salmoura para produzir a barrilha e cloreto de cálcio como subproduto (Figura 1). O âmago do processo se encontra nas propriedades de NH 3 e CO 2 gasosos, que são utilizados para saturar a salmoura, e na diferença de solubilidade entre bicarbonato de amônio e bicarbonato de sódio produzidos na reação.Apesar da importância e simplicidade das reações envolvidas, são escassos os exemplos de experimentos didáticos que exploram a síntese do carbonato de sódio pelo processo Solvay 5,6 . Os exemplos encontrados invariavelmente utilizam processos em batelada, que pouca analogia têm com as operações unitárias verificadas no processo industrial contínuo 1 . Assim, nesse artigo descrevemos um novo arranjo, desenvolvido como projeto num curso de Química Inorgâ...

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Solvay synthesis of sodium hydrogen carbonate. An undergraduate laboratory experiment

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Physico-Geometrical Kinetics of Solid-State Reactions in an Undergraduate Thermal Analysis Laboratory

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