варенной и кислой углеаммиачаой солью, которая идет по уравнению:
NaCl + NH4—HCO3 = NaHCO3 + NH4Cl;
получаемая при этом трудно растворимая в холодной воде кислая У. соль выделяется из раствора при достаточной его концентрации в кристаллическом виде и затем помощью прокаливания разлагается на углекислоту, воду и среднюю У. соль по уравн.:
2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O.
Необходимая для первой реакции углеаммиачная соль получается прямым соединением аммиака с углекислотою и водою по уравн. (ср. Карбаминовая кислота):
NH3 + CO3 + Н2O = (NH4)HCO3.
Углеаммиачной соли отдельно не готовят, а образуют ее непосредственно при совершении реакции по первому уравнению, пропуская газообразную углекислоту в крепкий раствор поваренной соли, предварительно достаточно насыщенный газообразным же аммиаком, так что реакцию получения кислой У. соли можно представить и уравнением:
NaCl + H2O + NH3 + CO2 = NaHCO3 + NH4Cl
Материалами собственно для образования соды здесь являются поваренная соль, доставляющая натрий, и углекислота, а аммиак лишь служит для передачи последней первому и постоянно возвращается в производство в виде нашатыря NH4Cl, остающегося в маточном растворе после выделения NaHCO3. Однако ввиду неизбежных потерь, связанных с легкой летучестью аммиака, запас его необходимо постоянно пополнять. Для этого почти исключительно пользуются аммиачною водою (см. Углеаммиачная соль), которая получается в газовом производстве (см.) и при коксовании каменного угля (см. Кокс) и обыкновенно в концентрированном состоянии поступает на аммиачно-содовые заводы. Так как образование соды в рассматриваемом способе происходит в водном растворе, то здесь можно вместо твердой поваренной соли прямо пользоваться природными розеолами, при чем сберегаются издержки на выварку соли; но ввиду меньшей чистоты в них соли, а также необходимости употреблять для их насыщения аммиак, по возможности лишенный водяных паров, во избежание излишнего разжижения раствора иногда предпочитают приобретать твердую соль, устраивая, напр., аммиачно-содовые заводы вблизи мест добычи каменной соли и т. п., т. е. там, где она дешева. Углекислота добывается прокаливанием известняков, причем вместе с тем получается и известь (по уравн.: CaCO3 = СаО + CO2), необходимая для регенерации аммиака из нашатыря, получающегося в маточном растворе. Выгоднее употреблять для этого доломитовые известняки, так как они легче разлагаются, а магнезия, в них заключающаяся, так же, как и известь, годится для выделения аммиака, которое происходит по уравнению, напр., для извести: 2NH4Cl + Ca(OH)2 = 2NH3 + 2H2O + CaCl2. Добавочная углекислота, нужная для образования промежуточного продукта, кислой У. соли, которая содержит CO2 вдвое более (на то же количество натрия) против продаваемой с завода средней соли, и выделяемая при прокаливании кислой соли, в большей своей части возвращается в производство обратно (см. ниже). В качестве отбросного продукта при аммиачном способе является получаемый при регенерации NH3 хлористый кальций CaCl2, который имеет лишь ничтожное применение и в большинстве случаев весь спускается в реки. С ним вместе пропадает и весь хлор поваренной соли, что является крупным недостатком аммиачного способа[1].
Теоретически при условии полного превращения взятой поваренной соли NaCl согласно приведенным уравнениям из 58,5 ч. ее и 17 ч. аммиака NH3 с соответствующим для образования NH4HCO3 количеством углекислоты следовало бы получить 84 ч. кислой У. соли NaHCO3. Но так как кислая У. соль не представляет вещества, вполне в воде нерастворимого, а только труднорастворима в ней (см. в начале статьи), то уже по одной этой причине выделяющееся в осадке и могущее быть собранным количество ее будет меньше теоретического, изменяясь в зависимости от первоначальной концентрации взятого раствора, температуры и количеств присутствующих в нем других солей (NaCl, NH4Cl и NH4HCO3), влияющих на величину растворимости NaHCO3; главнее же всего то, что кислая У. соль, оставаясь частью в растворе и действуя на образовавшийся нашатырь, дает место обратной реакции, именно превращается с ним в NaCl и NH4HCO3 по уравн.: NaHCO3 + NH4Cl = NaCl + NH4HCO3. Таким образом, устанавливается подвижная равновесная система, коэффициент превращения которой, т. е. количество образовавшейся кислой У. соли, будет находиться в зависимости, как и вообще в таких случаях, от относительных количеств взаимодействующих веществ, концентрации раствора и температуры. В действительности, как показал Геерен (1858) и затем подтвердил Гонигманн (1875), при взаимодействии NaCl и NH4HCO3 в молекулярных количествах выделяется в осадок лишь 66% теоретического количества NaHCO3; при увеличении же количества NaCl до 2 (Heeren) или до 1½ (Корр., 1876) и даже до 1⅓ (Honigmann) паев количество осаждающейся NaHCO3 достигает уже около 80% теоретического. Вместе с тем, по Гонигманну, сильно (в 2½ раза) уменьшается и примесь NH4HCO3 к осадку NaHCO3. Из данных же Шрейба (1890 и 1894[2]) следует, что, увеличивая количество NaCl до 2½ паев на 1 пай NH4HCO3, несмотря на весьма сравнительно малое относительное количество последней, а следовательно, и относительно малое количество получающейся NaHCO3 (см. ниже), выход последней доходит даже до 85%
