Tất tần tật những điều cần biết về Na₂CO₃

1.Natri Cacbonat là gì?

Natri cacbonat hay còn được biết đến là soda, với tên tiếng anh là Sodium carbonate và có công thức hóa học Na₂CO₃. Đây là một hợp chất của Natri và nhóm cacbonat tồn tại trong tự nhiên dưới dạng khoáng chất. Xuất hiện chủ yếu trong nước ngầm, nước biển và đặc biệt là trong các mỏ khoáng giàu cacbonat.

Ngoài ra, đây còn là một hợp chất khá bền trong tự nhiên nên thường được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp với vai trò là thành phần chính để sản xuất bột borac, sản xuất xút và các hợp chất của xút, thủy tinh, xà phòng, muối dicromat,…

2.Những tính chất lý hóa đặc trưng của Natri Cacbonat

Sau khi tìm hiểu về khái niệm của Natri Cacbonat, chúng ta hãy cùng xem xét những tính chất nổi bật, đặc trưng của hợp chất này nhé.

2.1.Tính chất vật lý

Natri cacbonat thường tồn tại dưới dạng chất rắn khan, màu trắng, không mùi và có khả năng hút ẩm tốt. Hợp chất này không ăn mòn thủy tinh nhưng  có thể ăn mòn thép trong dung dịch natri cacbonat đặc nóng.

Na₂CO₃ có khối lượng phân tử là 105,9884 g/mol, khối lượng riêng 2,532 g/cm3, nóng chảy ở nhiệt độ 851 độ C, nhiệt độ sôi là 1600 độ C (2451 K) và phân hủy ở nhiệt độ 853 độ C.

Bên cạnh đó, natri cacbonat có khả năng tan hoàn toàn trong nước nóng, axit sunfuric, glycerol và hòa tan một phần trong dung dịch alcohol, methanol, acetone. Khi ở nhiệt độ 20 độ C thì độ tan trong nước là 22g/100ml với phản ứng tỏa nhiệt lớn.

Ngoài ra, natri cacbonat sẽ tồn tại ở dạng kết tinh Na₂CO₃.10H₂O khi ở nhiệt độ dưới 32,5°C, ở dạng Na2CO3.7H2O khi nhiệt độ dao động từ 32,5 – 37,5 độ C. Nếu nhiệt độ từ 37,5 độ C đến 107 độ C thì hợp chất này tồn tại ở dạng Na₂CO₃.H₂O và trên 107 độ C sẽ tồn tại ở dạng natri cacbonat khan bởi ở nhiệt độ này nước đã bị bốc hơi hết.

2.2.Tính chất hóa học

• Do mang tính chất của một bazơ yếu nên Na2Co3 có thể làm thay đổi màu sắc chất chỉ thị khi bị thủy phân trong nước.

+ Quỳ tím chuyển xanh, Phenolphtalein chuyển từ không màu sang màu hồng nhạt.

+ Trong môi trường nước, các hợp chất sẽ phân ly như sau:

Na₂CO₃→ 2Na+ + CO₃²−

CO₃²− + H₂O ↔ HCO₃− + OH−

• Cho Na₂CO₃ phản ứng với acid để tạo ra sản phẩm là muối mới và giải phóng khí CO₂.

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂(k)

• Tác dụng với muối tạo thành là hai muối mới, trong đó có 1 muối kết tủa:

Na₂CO₃ + CaCl₂ → 2NaCl + CaCO₃(kết tủa)

• Na₂CO₃ tác dụng với khí CO₂ và nước theo phản ứng thuận nghịch:

Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O ↔ 2NaHCO₃

• Bên cạnh đó, hợp chất này còn phản ứng mạnh với lithium, 2,4,6- trinitrotoluen và F2. Tuy nhiên, không có phản ứng hoặc sau phản ứng có thể gây nguy hiểm khi kết hợp với các chất như Amoniac với bạc nitrat, 2,4,6- trinitrotoluen, phosphorus pentoxid, fluoride, natri sunfat trong môi trường nước, hydrogen roxit và nhôm có thể gây nổ nhôm đang nóng chảy.

3.Những phương pháp điều chế Natri Cacbonat 

Để điều chế Natri Cacbonat, người ta thường sử dụng 2 phương pháp sau:

3.1. Trong tự nhiên

• Thông thường, Na₂CO₃ được tìm thấy ở trong các hồ, mỏ muối dưới lòng đất hoặc tro của rong biển, đặc biệt là những nơi thung lũng mưa nhiều hoặc có không khí khô. Natri Cacbonat thường tồn tại ở dạng Na₂CO₃.nH₂O trong tự nhiên

Na₂CO₃ được tìm thấy ở các mỏ muối dưới lòng đất

•  Hiện nay trên thế giới có khoảng 60 loại quặng Na₂CO₃, xuất hiện ở nhiều nơi như Nam Phi, Ấn Độ, Ai Cập, Botswana, Peru, Mexico,…Tuy nhiên, do chứa nhiều tạp chất gồm các muối sunfat, clorua,.. nên quá trình tinh chế diễn ra khó khăn hơn, không thể thu được Na₂CO₃ có độ tinh khiết cao.

• Không chỉ vậy, người ta còn khai thác natri cacbonat từ các mỏ muối dưới lòng đất.

3.2. Trong công nghiệp

Điều chế Na₂CO₃ trong phòng thí nghiệm

• Sử dụng phương pháp Leblanc

Nung hỗn hợp các chất gồm than, đá vôi, Natri sunfat ở nhiệt độ 1000 độ C.

Na₂SO₄ + 2C → Na₂S + 2CO₂

Na₂S + CaCO₃ → Na₂CO₃ + CaS

Sản phẩm tạo thành sẽ tiếp tục hoà tan với nước, sau đó đem chắt lọc phần dung dịch loại bỏ cặn. Do không tan trong nước nên cặn dư thừa chính là CaS. Tuy nhiên,cặn Cá vẫn có thể tận dụng để sản xuất lưu huỳnh.

• Sử dụng phương pháp Solvay

Phản ứng của Natri clorua với amoniac tạo ra nước và khí CO₂ theo phương trình

NaCl + NH₃ + CO₂(k) + H₂O ↔ NaHCO₃ + NH₄Cl

Khi đó, dựa vào tính chất ít tan trong nước, sản phẩm tạo NaHCO3 sẽ được tách ra,  trải qua quá trình nhiệt phân sẽ tạo ra Na2CO3.

 2NaHCO₃ ↔ Na₂CO₃ + CO₂(k) + H₂O

Để sản xuất Na₂CO₃ tiếp theo, ta có thể tận dụng các sản phẩm phụ.

4.Những ứng dụng quan trọng của Natri Cacbonat trong đời sống 

Na₂CO₃ không chỉ được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp sản xuất, mà còn đóng vai trò quan trọng trong ngành y tế và thực phẩm.

4.1.Trong công nghiệp

Ứng dụng phổ biến trong sản xuất các chất tẩy rửa

• Trong ngành công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa, Na₂CO₃ được dùng làm chất phụ gia, chất độn với nhu cầu sử dụng chiếm 10-12% sản lượng trên toàn thế giới.

• Đồng thời tham gia vào sản xuất nhiều loại hợp chất của natri như thủy tinh tan, xút ăn da, dicromat, cromat,…

• Ngoài ra, natri cacbonat còn được ứng dụng để làm sạch lớp dầu mỡ tồn tại trên bề mặt các chi tiết máy móc trước khi tiến hành tráng kim loại hoặc tiến hành phun sơn.

• Không chỉ vậy, hợp chất này còn hỗ trợ loại bỏ lưu huỳnh trong xử lý khí thải và nước thải.

• Na₂CO₃ là một trong những nguyên liệu quan trọng dùng trong sản xuất chất nổ, tinh chế dầu và cao su tổng hợp.

4.2.Trong y tế 

• Natri cacbonat được dùng để sản xuất một số loại thuốc sủi bọt như thuốc đau đầu với mục đích tăng độ pH và tạo bọt.

• Sử dụng để sản xuất thuốc đau dạ dày, nước súc miệng hoặc dùng để loại bỏ mảng bám và làm trắng răng bằng cách chà trực tiếp lên răng.

Na₂CO₃ là nguyên liệu dùng để làm trắng răng

4.3.Trong thực phẩm

• Na₂CO₃ được ứng dụng để làm chất tạo xốp, giòn cho một vài loại bánh như cookies, biscuits, quẩy, muffin.

Sử dụng làm chất tạo xốp, giòn cho bánh cookies

• Hơn nữa, natri cacbonat còn có khả năng làm giảm độ axit, độ chua của sốt cà chua và nước chanh.

• Đồng thời, giúp rút ngắn thời gian nấu, mềm nhanh các món hầm.

5.Những lưu ý cần thiết khi sử dụng Natri Cacbonat

Mặc dù, Natri Cacbonat được sử dụng cực kỳ phổ biến nhưng nếu không áp dụng những biện pháp bảo vệ hoặc dùng quá liều lượng thì hợp chất này cũng có thể trở thành “con dao 2 lưỡi” gây ảnh hưởng đến sức khỏe của người dùng.

5.1.Natri Cacbonat có nguy hiểm hay không?

Gây ảnh hưởng tới động vật

• Natri Cacbonat có khả năng gây độc cấp tính thông qua đường tiêu hóa LD50: 4090 mg/kg.

• Bên cạnh đó, hợp chất này có thể gây độc cấp tính qua đường hô hấp do bụi hóa chất LC50: 1200 mg/m3.

• Đồng thời làm ảnh hưởng  tới khả năng sinh sản của động vật.

Gây ảnh hưởng tới con người

• Khi da tiếp xúc với hóa chất

Gây ra những triệu chứng như kích ứng, bị phỏng, tùy thuộc vào nồng độ, vị trí tiếp xúc và khoảng thời gian phơi nhiễm có thể bị ăn mòn tùy thuộc vào nồng độ.

Trong trường hợp đó, bạn cần rửa thật kỹ vùng da bị nhiễm hóa chất với nước lạnh, cởi bỏ trang phục đang mặc, sử dụng xà phòng hoặc các loại kem làm mềm da. Nếu xuất hiện những triệu chứng bất thường thì cần đưa nạn nhân đến cơ sở y tế gần nhất.

• Khi hóa chất tiếp xúc với đường hô hấp

Do bụi của hóa chất có thể gây tổn thương cho phần trên hệ hô hấp, lớp màng nhầy,  lớp niêm mạc mũi và gây ra các biểu hiện khó thở, ho thậm chí viêm phổi.

Khi đó, cần đưa nạn nhân đến nơi thoáng khí, sau đó nới lỏng quần áo, cà vạt,..Trong trường hợp nạn nhân khó thở hoặc ngừng thở, cần hô hấp nhân tạo rồi đưa đến cơ sở y tế gần nhất.

• Khi hóa chất tiếp xúc với đường tiêu hóa

Có thể làm gây kích ứng hoặc tổn thương hệ tiêu hóa. Tùy thuộc vào nồng độ khác nhau sẽ xuất hiện những triệu chứng khác nhau như buồn nôn, ói, khát nước, tiêu chảy, đau vùng bụng. Đặc biệt, khi Natri cacbonat thẩm thấu vào máu cũng sẽ làm ảnh hưởng xấu tới hệ tim mạch.

Nếu gặp phải trường hợp như vậy, bạn cần nới lỏng trang phục nạn nhân như thắt lưng, cà vạt,…Chú ý là không kích ứng nạn nhân nôn khi không có đội ngũ nhân viên y tế hỗ trợ và cũng không hô hấp nhân tạo trực tiếp bằng miệng. Nếu nuốt phải liều lượng hóa chất lớn cần đưa nạn nhân đi cấp cứu ngay lập tức.

• Khi hóa chất tiếp xúc với mắt

Khi Na2CO3 tiếp xúc với mắt có thể gây tổn thương lớp niêm mạc mắt, khiến mắt bị đỏ, phỏng, và sưng. Với nồng độ cao, đậm đặc có thể khiến lớp màng sừng bị mờ đục vĩnh viễn.

Trong trường hợp đó, bạn cần sử dụng nước lạnh sạch rửa mắt nhiều lần trong tối thiểu 15 phút và chớp mắt. Sau đó, đưa nạn nhân đến bác sĩ chuyên khoa để kiểm tra và điều trị kịp thời.

5.2.Khi sử dụng cần lưu ý

• Khi sử dụng hóa chất cần mang trang phục bảo hộ lao động như găng tay, kính mắt, quần áo, ủng, …

• Nếu làm việc trong khu vực thiếu khí cần sử dụng mặt nạ thở có khả năng chống độc.

5.3.Hướng dẫn bảo quản 

• Bảo quản ở những khu vực khô ráo, thoáng khí và tránh xa các chất không tương thích.

• Cần ghi nhãn dán nguy hiểm đầy đủ, tránh xa tầm tay trẻ em và chứa đựng trong các thùng, bao chứa kín.

Trên đây là những kiến thức hữu ích xoay quanh Natri Cacbonat mà  đã tổng hợp lại. Hy vọng, với những chia sẻ trên sẽ giúp bạn đọc hiểu hơn về hợp chất này, đồng thời có thể đưa vào sử dụng một cách an toàn và hiệu quả.