Trong công nghiệp Sodium hydrogencarbonate (baking soda) và sodium carbonate (soda) được sản xuất bằng phương pháp Solvay từ nguyên liệu chính là đá vôi, muối ăn, ammonia và nước. Quá trình Solvay sản xuất soda gồm hai giai đoạn chính
Giai đoạn tạo NaHCO3 : CO2(aq) + H2O(l) + NH3(aq) + NaCl(aq) ⇌ NH4Cl(aq) + NaHCO3(s) (1)
Giai đoạn tạo Na2CO3 : 2NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g) (2)
Cho các phát biểu sau:
a) Phương pháp Solvay được gọi là phương pháp tuần hoàn ammonia vì phương pháp này có sự quay vòng các sản phẩm trung gian (như CO2 và NH3) để tái sử dụng trong quá trình sản xuất.
b) Trong phản ứng ở giai đoạn (1): Nếu dùng dư NH3 để cân bằng chuyển dịch sang chiều thuận, nhưng điều này lại làm giảm lượng CO2 trong hệ.
c) Phương pháp Solvay có hiệu suất phản ứng khá cao (trung bình hiệu suất khoảng hơn 90%). Từ nguyên liệu ban đầu là 12,395 m³ NH3 (đkc) và 76,8 kg NaCl thu được 62,62 kg Na2CO3.
d) Sử dụng muối KCl thay cho NaCl trong quy trình Solvay sẽ thu được K2CO3 thay vì Na2CO3.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Đúng, NH3 được tách từ NH4Cl, CO2 từ phản ứng (2) được dẫn tuần hoàn thành nguyên liệu ban đầu cho chu kỳ mới, việc này giúp tiết kiệm nguyên liệu và hạn chế phát thải.
(b) Đúng, NH3 tan tốt hơn CO2 nên sẽ ưu tiên dùng NH3 dư giúp cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. Mục đích là thu được NaHCO3 nên việc CO2 hay các nguyên liệu khác giảm đi là điều tốt.
(c) Sai, nNH3 = 0,5 kmol; nNaCl = 1,3 kmol
Nếu chuyển hóa hoàn toàn cũng chỉ thu được 0,5 kmol NaHCO3 hay 0,25 mol Na2CO3 (26,5 kg), không thể đạt được 62,62 kg Na2CO3.
(d) Sai, quy trình Solvay thực hiện được do NaHCO3 là chất ít tan. Ngược lại KHCO3 tan tốt nên không thể làm điều tương tự với K.
