Carbonate de sodium

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Carbonate de sodium
Structure du carbonate de sodium
Structure du carbonate de sodium
Identification
Nom IUPAC carbonate de sodium
Synonymes

trioxocarbonate de disodium ; carbonate de soude

No CAS 497-19-8
No EINECS 207-838-8
No E E500(i)
Apparence poudre blanche hygroscopique. (anhydre)[1]
Propriétés chimiques
Formule brute CNa2O3Na2CO3
Masse molaire[2] 105,9884 ± 0,0017 g/mol
C 11,33 %, Na 43,38 %, O 45,29 %,
Propriétés physiques
fusion 851 °C (anhydre)[1];
109 °C (monohydrate);
32 °C (heptahydrate);
34 °C (décahydrate)
Solubilité dans l'eau à 20 °C : 300 g·l-1 (anhydre)[1]
Masse volumique 2,5 g·cm-3 (anhydre)[1]
Précautions
Directive 67/548/EEC
Irritant
Xi



SIMDUT[4]
D2B : Matière toxique ayant d'autres effets toxiquesE : Matière corrosive
D2B, E,
SGH[5]
SGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotique
Attention
H319,
Écotoxicologie
DL50 4 090 mg·kg-1 (rats, oral)
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le carbonate de sodium est un composé chimique ayant pour formule Na2CO3. Il s'agit d'un sel de sodium de l'acide carbonique, un des grands produits polyvalents de la chimie moderne. Dans le langage courant, ce solide ionique et ses solutions aqueuses sont dénommés cristaux de soude et/ou soude , du nom commun de cet ancien alcali minéral, utilisé précocement dans l'industrie verrière antique.

Par contre, il ne faut pas confondre le carbonate de sodium avec la soude caustique ou encore avec le bicarbonate de soude.

Obtention[modifier | modifier le code]

Le carbonate de sodium peut être obtenu à partir de gisements de natron. En Égypte antique, on le trouvait dans la fleur de natron des lacs Amers ou dans les nombreuses plantes du genre chénopodiacées poussant sur les salisols. La salicorne sur les rivages de Méditerranée ou aussi les algues (varech ou goémon en Bretagne drossés ou présents sur les rivages atlantiques donnaient par combustion des cendres, dont on tirait un sel soluble ou alcali nommé soude.

Le procédé Leblanc a été élaboré entre 1771 et 1791.

Le procédé Solvay ou procédé à l'ammoniac qui produit du carbonate de sodium à partir de sel et de craie l'a supplanté avant 1870 car moins coûteux en charge de combustible et moins polluant. Le carbonate de sodium ou soude Solvay est obtenu en chauffant du bicarbonate de sodium à la température de 100 °C. Les soudières produisent un composé Na2CO3 pulvérulent, nommé soude légère. Sa densité apparente est de l'ordre de 0,5 t/m3. Pour diverses applications industrielles, une recristallisation du monohydrate, puis une calcination au four tournant est nécessaire pour obtenir un carbonate de sodium dense : c'est la soude dense (marquée souvent d'une majuscule indiquant l'application), de densité apparente de l'ordre de 1 t/m3.

Les procédés de fabrication de Na2CO3, anhydre et purifié, à partir d'extractions minières, natron ou trona, l'emporte sur le procédé Solvay, qui n'en conserve qu'au mieux que le tiers de la production mondiale, estimée à 40 millions de tonnes au début des années 1990[6].

Propriétés physico-chimiques[modifier | modifier le code]

Solubilité aqueuse

Le carbonate de sodium réagit avec la plupart des acides pour donner du dioxyde de carbone. Il précipite aussi par échange d'ions, plusieurs sels métalliques solubles.

Exposée à l'air humide, la soude se dégrade en bicarbonate de soude.

Na2CO3 + H20 + CO2 → 2 NaHCO3

Toxicité[modifier | modifier le code]

Le carbonate de sodium n'est pas toxique pour l'environnement. Il peut être irritant sur la peau et il est donc préférable de le manipuler avec des gants.

Utilisation[modifier | modifier le code]

Dès l'Antiquité égyptienne, il y a 4000 ans, cet alcali a servi à la fabrication du verre. Dans l'industrie verrière, il sert toujours à apporter du Na20 ou oxyde de sodium à la composition verrière[7]. Elle porte le nom technique de soude V. Cette dernière peut être aussi nécessaire à la fabrication d'émail pour la céramique.

L'alcali minéral a été utilisé en quantité industrielle en savonnerie à l'époque moderne. Il l'est toujours dans l'industrie des savons et des Détergents, en particulier les lessives.

En sidérurgie, la soude Na2CO3 est tout à la fois un fondant, un désulfurant, un désiliciant, desphosphorant et un dénitrurant. Les opérations de désulfuration entre hauts-fourneaux et convertisseurs d'aciérie utilise des briquettes de soude.

La métallurgie des métaux non ferreux, par exemple Cr, V ou U, emploie de la soude, souvent marquée M.

La soude est très utilisée en synthèse chimique. Pour résumer ces emplois pléthoriques, son adjonction permet souvent de préparer des dérivés sodiques d'un ou des composé(s), ce(s) dérivé(s) devenant beaucoup plus soluble dans l'eau que le composé initial[8]. Quelques produits obtenus à partir de la soude sont le bicarbonate de sodium purifié, le silicate de sodium et ses dérivés, les phosphates, le percarbonate de sodium, le bichromate de potassium, les sulfites, des engrais...

Le Carbonate de sodium est utilisé dans l'alimentation comme additif alimentaire et réglementé sous le numéro E500(i). Il sert comme anti-agglomérant, régulateur alimentaire de pH et agent de levuration[9].

  • Le Carbonate de sodium est parfois utilisé, en laboratoire de recherche, pour stopper une réaction enzymatique
  • Entre dans le processus d'extraction de la cocaïne de la feuille de coca
  • Composant de certains isolants à base de chanvre dans le bâtiment
  • Neutralise l'acide sulfurique des batteries
  • Le Carbonate de sodium entre dans la composition du Caffenol, un révélateur film noir et blanc que l'on peut aisément préparer chez soi.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c et d CARBONATE DE SODIUM ANHYDRE, fiche de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée le 9 mai 2009
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. « carbonate de sodium » sur ESIS, consulté le 20 février 2009
  4. « Carbonate de sodium » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 23 avril 2009
  5. Numéro index 011-005-00-2 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
  6. La France ne produit qu'à peine 1,3 Mt en 1990.
  7. C'est un fondant très commun avec Ca0
  8. C'est la propriété miraculeuse, et connue de l'Antiquité, des alcalis.
  9. Codex Alimentarius (1989) Noms de catégorie et système international de numérotation des additifs alimentaires. CAC/GL 36-1989, p1-35.