PRODUSE CLOROSODICE

Din cauza reactivităţii lui accentuate, sodiul nu se găseşte în stare liberă în natură. În stare combinată este însă foarte răspândit.
Cantităţi enorme de sodiu există sub formă de clorură de sodiu atât în apa mărilor, cât şi în pământ, unde formează zăcămintele de sare gemă.
Unul din cele mai bogate zăcăminte de sare gemă din lume se găseşte la Wieliczka în Galiţia. Ţara noastră are imense zăcăminte de clorură de sodiu la: Slănic, Tg. Ocna, Ocna Mureşului, Sovata, Ocnele Mari etc.

Sarea gemă este alcătuită din atomi organizaţi în mici cristale. Când punem sare în apă, moleculele de apă sparg cristalele de sare. Particulele componente ale sării se răspândesc în toată apa. Dacă toată apa se evaporă rămâne sarea.
Clorura de sodiu, NaCl, numită şi sare de bucătărie, este una dintre substanţele cele mai răspândite în natură. Numai în apa mării există 2,6 – 2,9% sare; izvoarele de apă sărate precum şi lacurile sărate conţin şi ele cantităţi apreciabile de clorură de sodiu.
Zăcămintele de sare gemă, rămase după evaporarea mărilor sau a lacurilor care au existat în epoci geologice vechi, conţin clorură de sodiu în amestec cu alte săruri uşor solubile, de exemplu clorură de potasiu, KCl, sau clorură de magneziu, MgCl2, sau cu săruri greu solubile, cum este sulfatul de calciu, CaSO4 2H2O (ghipsul), toate acestea însă în cantităţi mici.
Apele sărate, fie provenite din saline, fie din izvoare de suprafaţă, sunt supuse concentrării; din ele cristalizează sarea brută. Uneori, apele sărate sunt folosite direct la obţinerea clorului şi hidroxidului de sodiu, NaOH, (prin electroliză).
În ţările bogate în lacuri sărate sau cu ieşire la mare, clorura de sodiu se extrage din saline marine, care sunt bazine aşezate la malul mării. În ele se lasă, primăvara, să intre apa mării, care, la căldura solară din timpul verii şi la acţiunea vântului, se evaporă. Când soluţia s-a concentrat, se pompează în alte bazine, unde este lăsată să cristalizeze.
În regiunile cu temperatură scăzută, separarea clorurii de sodiu din bazine se face prin îngheţare.
Clorura de sodiu cristalizează în cuburi incolore, regulate. Uneori poate conţine incluse apă, metan şi alte gaze. Dacă se încălzesc cristale de sare, se aud pocnituri provocate de soluţia mamă aflată în cristal, care, evaporându-se, crapă cristalul.
Solubilitatea sării în apă este în general de 36% şi variază puţin cu temperatura.
Întrebuinţările clorurii de sodiu sunt numeroase: ea se utilizează în alimentaţie, la prepararea clorului şi a hidroxidului de sodiu (prin electroliza soluţiei) şi a sodiului metalic (prin electroliza topiturii), la prepararea acidului clorhidric şi a sulfatului de sodiu (prin reacţia cu acid sulfuric), pentru prepararea apelor minerale artificiale, în amestecuri frigorifice, pentru topirea gheţii şi a zăpezii etc. Cantităţi mari de clorură de sodiu se folosesc în alimentaţie.
Soluţia 0,86% de clorură de sodiu pură este folosită în medicină ca ser fiziologic.
Carbonatul de sodiu, Na2CO3, cunoscut şi sub numele de sodă, se găseşte uneori în natură dizolvat în apa lacurilor, de unde poate fi extras prin evaporări (amestecat cu carbonat acid de sodiu).
Industrial, carbonatul de sodiu se obţine de obicei din clorură de sodiu sau sulfat de sodiu prin procedeul amoniacal. Acesta constă în precipitarea carbonatului acid de sodiu, prin acţiunea bioxidului de carbon şi a amoniacului gazos asupra unei soluţii apoase de clorură de sodiu:

NaCl + H2O + CO2 + NH3 = NaHCO3 + NH4Cl

Această reacţie se realizează prin saturarea unei soluţii concentrate de clorură de sodiu cu amoniac gazos şi apoi prin introducerea de bioxid de carbon în saramura amoniacală.


Carbonatul acid de sodiu fiind puţin solubil, se separă de clorura de amoniu, care este foarte solubilă; după aceea se încălzeşte pentru a fi trecut în carbonat neutru de sodiu, anhidru:

2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2

Carbonatul de sodiu este întrbuinţat, atât sub formă cristalizată, cât şi calcinat. În industria chimică se foloseşte, mai ales, ca materie primă pentru fabricarea altor combinaţii de sodiu, cum sunt soda caustică, silicatul de sodiu, boraxul, etc. Mari cantităţi de carbonat de sodiu sunt folosite la fabricarea săpunurilor, în industria sticlei, a smalţurilor ceramice, în industria hârtiei, în industria textilă, precum şi în gospodării (la spălatul rufelor).
Sulfatul de sodiu, Na2SO4, se găseşte în natură, de obicei amestecat cu săruri de magneziu sau de potasiu, în saline sau în ape minerale.
Sulfatul de sodiu se poate prepara odată cu acidul clorhidric, din acid sulfuric şi clorură de sodiu. Procesul are loc în două etape. În prima etapă, la o temperatură de circa 450oC, rezultă sulfat acid de sodiu:

NaCl + H2SO4 = NaHSO4 + HCl

care reacţionează apoi la o temperatură mai înaltă, de circa 700oC, cu altă cantitate de clorură de sodiu:

NaHSO4 + NaCl = Na2SO4 + HCl

Reacţia globală care se produce în cuptor între clorura de sodiu şi acidul sulfuric este:

2NaCl + H2SO4 = 2HCl + Na2SO4

Sulfatul de sodiu se foloseşte la fabricarea sticlei, la fabricarea altor săruri de sodiu, a unor coloranţi minerali, în industria textilă pentru apretarea firelor de bumbac, în medicină şi altele.
Hidroxidul de sodiu, NaOH, se poate obţine direct din reacţia între sodiu şi apă.
Na + H2O = NaOH + 1/2H2

Industrial, se prepară prin diferite procedee dintre care cel mai răspândit este electroliza unei soluţii de clorură de sodiu.
Electroliza este o modalitate de a separa substanţele chimice, într-un lichid, cu ajutorul curentului electric. Când dizolvăm clorura de sodiu în apă,

ea se descompune în particule pozitive de sodiu şi particule negative de clor. Conectând o baterie la catod şi anod, care sunt cufundaţi în lichid,
particulele negative se vor acumula la polul pozitiv (anod) al bateriei, iar cele pozitive – la polul negativ (catod).
Hidroxidul de sodiu se mai obţine prin tratarea unei soluţii de carbonat de sodiu cu hidroxid de calciu:

Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaCO3

Deoarece în acest proces soluţia slab alcalină a carbonatului de sodiu devine puternic caustică din cauza formării hidroxidului de sodiu, reacţia se numeşte caustificarea sodei.
Hidroxidul de sodiu este o masă cristalină albă, opacă şi foarte higroscopică. Se topeşte la 328oC. Este foarte solubil în apă, solubilitatea crescând cu temperatura. Dizolvarea în apă este însoţită de dezvoltare de căldură. Hidroxidul de sodiu este solubil şi în alcool metilic sau alcool etilic.
Ţinut la aer, hidroxidul de sodiu formează cu bioxidul de carbon din aer carbonat de sodiu, adică se carbonatează:

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

Hidroxidul de sodiu se întrebuinţează în industria săpunurilor, în industria ţiţeiului (pentru neutralizarea acidului sulfuric folosit la rafinarea produselor petroliere), în industria textilă (la mercerizarea bumbacului şi la fabricarea fibrelor sintetice), în industria coloranţilor, în industria ceramică.
Prin acţiunea acidului sulfuric asupra clorurii de sodiu, la încălzire, se obţine acidul clorhidric:

NaCl + H2SO4 = NaHSO4 + HCl

Acidul clorhidric fiind gaz, se degajă din amestecul de reacţie pe măsură ce se formează.
Industrial, acidul clorhidric se prepară după mai multe metode, materia primă fiind fie clorura de sodiu, fie clorul.
Prepararea acidului clorhidric prin sinteză:

H2 + Cl2 = 2HCl

este o metodă care are avantajul că foloseşte hidrogenul şi clorul rezultate concomitent la electroliza clorurii de sodiu.
Acidul clorhidric este unul dintre acizii cei mai folosiţi atât în industrie, cât şi în laborator. Astfel, el este consumat în cantităţi mari pentru

fabricarea diferitelor cloruri anorganice (de exemplu, clorura de amoniu, de fier, de staniu, de zinc, de cupru etc.) şi a unor produse organice importante ca: anilina, diferiţi coloranţi, clorura de vinil (materie primă pentru fabricarea unor materiale plastice), clorura de etil (anestezic cunoscut sub numele de “kelen”), apoi la extragerea gelatinei din oase (acidul clorhidric atacă materia osoasă şi astfel rămâne gelatina) etc., la tăbăcirea şi vopsirea pieilor, la colorarea ţesăturilor textile etc.
În metalurgie, acidul clorhidric este folosit pentru curăţirea foilor de tablă de oţel care urmează să fie galvanizate. Împreună cu zinc se foloseşte (sub numele de “apă tare”) pentru lipit metale.