Sodium carbonate Solvay process Tamil revision notes in plain-language paragraphs: raw materials brine ammonia and carbon dioxide, the countercurrent ammoniation step, carbonation to precipitate sodium hydrogencarbonate, thermal decomposition to sodium carbonate, and the ammonia recovery step using lime that recycles NH3 back to the start of the process.

A/L இரசாயனவியல் · அலகு 14 · குறு குறிப்பு (14ஈ)

🧠 மனப்படம்
🔄
Na₂CO₃ — சொல்வே முறை
Sodium Carbonate — Solvay Process

1 அறிமுகம் — மூலப்பொருள்களும் மீள்சுழற்சியும்

சோடியம் காபனேற்று (sodium carbonate, Na₂CO₃ — பொதுவாக washing soda) கண்ணாடி, தாள் மற்றும் சவர்க்காரக் கைத்தொழில்களுக்குத் தேவையான ஒரு முக்கியமான மூலப்பொருள். இது சொல்வே முறை (Solvay process) — அல்லது அமோனியா-சோடா முறை (ammonia-soda process) — மூலம் கைத்தொழில் ரீதியில் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றது. இம்முறையில் தேவையான மூலப்பொருள்கள் செறிந்த பிரைன் (NaCl கரைசல்), அமோனியா (NH₃) மற்றும் காபனீரொட்சைட்டு (CO₂) ஆகியனவாகும். இம்முறையின் ஒரு சிறப்பியல்பு என்னவெனில், அமோனியா மீள்சுழற்சிப்படுத்தப்படுகின்றது; எனவே NH₃ ஒரு மூலப்பொருளாக இருந்தாலும், அது தொடர்ந்து புதிதாக நுகரப்படுவதில்லை — ஒரு துணைக்காரணியாகச் செயற்பட்டு மீண்டும் பெறப்படுகின்றது. இதனால் முறை செலவுக் குறைவானதாக அமைகின்றது.

2 படிமுறை 1 & 2 — அமோனியாவாக்கமும் காபனேற்றுதலும்

படிமுறை 1 — அமோனியாவாக்கம் (ammoniation): செறிந்த பிரைன் கரைசல் ஒரு கோபுர அமைப்பின் மேற்பகுதி ஊடாகவும், NH₃ வாயு கீழ்ப்பகுதி ஊடாகவும் எதிர்த்திசைகளில் அனுப்பப்படுகின்றன. இது முரனோட்ட முறை (countercurrent method) எனப்படுகின்றது; இதனால் இரு தாக்கிகளும் வினைத்திறனாக நன்கு கலக்கின்றன. பிரைன் NH₃ ஐக் கரைத்துக்கொண்டு அமோனியாக் கலந்த பிரைன் கரைசலாக மாறுகின்றது.

படிமுறை 2 — காபனேற்றுதல்: அமோனியாக் கலந்த பிரைன் கரைசலினூடாக CO₂ வாயு செலுத்தப்படுகின்றது. NH₃ உம் CO₂ உம் நீருடன் தாக்கமடைந்து அமோனியம் ஐதரசன் காபனேற்று தோன்றுகின்றது; இது உடனடியாக NaCl உடன் தாக்கமடைந்து சோடியம் ஐதரசன் காபனேற்றை (NaHCO₃) தோற்றுவிக்கின்றது. NaHCO₃ இனது கரைதிறன் குறைவாகையால் அது வீழ்படிவாகத் தோன்றி வடிகட்டலின் மூலம் வேறாக்கப்படுகின்றது.

NH₃ + CO₂ + H₂O → NH₄HCO₃
NH₄HCO₃ + NaCl → NaHCO₃(s) + NH₄Cl

3 படிமுறை 3 — வெப்பப்பிரிகை

வேறாக்கப்பட்ட NaHCO₃ வீழ்படிவு வெப்பமேற்றப்படுகின்றது. வெப்பப்பிரிகையின் (thermal decomposition) மூலம் NaHCO₃ சோடியம் காபனேற்றாக மாறுகின்றது; அத்துடன் CO₂ உம் நீராவியும் வெளிவருகின்றன.

2NaHCO₃(s) → Na₂CO₃(s) + CO₂(g) + H₂O(g)

4 படிமுறை 4 — அமோனியா மீட்பு

வடிகட்டலின் பின்னர் எஞ்சிய கரைசலில் அமோனியம் குளோரைட்டு (NH₄Cl) உள்ளது. இக்கரைசலுடன் சுண்ணம் — Ca(OH)₂ — சேர்க்கப்பட்டு வெப்பமேற்றப்படுகின்றது. இதன் விளைவாக NH₃ வாயு மீண்டும் விடுவிக்கப்பட்டு படிமுறை 1 க்கு மீள்சுழற்சிப்படுத்தப்படுகின்றது. இங்கு பயன்படுத்தப்படும் CaO உம், படிமுறை 3 இல் வெளிவந்த CO₂ உம் சுண்ணக்கல்லை (CaCO₃) வெப்பப்பிரிகைக்கு உட்படுத்துவதன் மூலம் பெறப்படுகின்றன — இதனால் இம்முறையும் சுய-நிறைவு நிலையை அடைகின்றது.

2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + 2NH₃ + 2H₂O
நினைவில் வைக்க
சொல்வே முறையில் மீள்சுழற்சிப்படுத்தப்படுவது NH₃ மட்டுமே. மொத்த முறை உண்மையில் நுகரும் மூலப்பொருள்கள் பிரைன் (NaCl) மற்றும் சுண்ணக்கல் (CaCO₃) மட்டுமே — NH₃ ஒரு "கடன் வாங்கப்பட்ட" துணைக்காரணி போல செயற்படுகின்றது.
பொதுவான தவறு
NaHCO₃ வீழ்படிவாகத் தோன்றுவது அதன் குறைந்த கரைதிறன் காரணமாகவே; NH₃ ஆனது நுகரப்படாமல் மீள்சுழற்சிப்படுத்தப்படுகின்றது. NH₃ இறுதி விளைபொருள் அல்ல என்பதை மறந்துவிடக் கூடாது.
learn.gtdigital.tech · A/L இரசாயனவியல் · அலகு 14 கோபிரமணன் திருசெந்திவேல், MSc