Czym jest soda oczyszczona, jak sie ją produkuje i czy naprawdę zasługuje na tytuł „królowej sprzątania ekologicznego”?

Soda oczyszczona jest jednym z popularniejszych ekologicznych środków czystości, ale czym tak naprawdę jest soda i czy jest ekologiczna? Postaram się odpowiedzieć na te pytania.

ZACZNIJMY OD PODSTAWOWYCH INFORMACJI O SODZIE JAKO SUBSTANCJI CHEMICZNEJ.

Soda oczyszczona (ang. baking soda) to w nomenklaturze chemicznej wodorowęglan sodu lub kwaśny węglan sodu. I nie dajcie się zmylić tej drugiej nazwie, bo odczyn sody oczyszczonej jest lekko zasadowy (pH 8-8.6). W swojej formie podstawowej soda jest białym proszkiem i jest stabilna w temperaturze do 50 st. C i w suchych warunkach.

Jej wzór chemiczny to NaHCO₃, dobrze rozpuszcza się w wodzie i nie reaguje z alkoholami. Natomiast reaguje z kwasami, przy czym wydziela się dwutlenku węgla i woda:

 

Na powyższym schemacie widzicie jak soda reaguje z octem, w często polecanej do czyszczenia kombinacji. Generalnei bardzo szybko tworzy się roztwór octanu sodu, który nie ma żadnego wpływu na skuteczność sprzątania. Jedynie wydzielający się w tym procesie dwutlenek węgla (zaraz po zmieszaniu roztwór bąbluje) może mieć efekt, bo wydzielający się gaz narusza strukturę brudu. Jednak ten efekt jest skuteczny tylko w sytuacjach takich jak przetykanie zlewu. W każdej innej, można z równie dobrym skutkiem użyć samej wody 

Podstawy za nami, to zobaczmy czy soda jest zdrowa i bezpieczna. Amerykańska FDA (Food and Drug Administration) nadała jej kategorię GRAS (ang. Generally Regarded as Safe) i jest wykorzystywana jako substancja wypełniająca w lekach. Należy jednak uważać, bo spożycie dużej ilości sody może prowadzić do niepożądanego uwolnienia dużej ilości gazów w żołądku.

Soda ma również właściwości spulchniające i pianotwórcze, które wynikają z faktu, że w temp. powyżej 60 st. C rozkłada się z wydzieleniem dwutlenku węgla. To ten efekt pozwala ją wykorzystywać jako proszek do pieczenia.

TYLE O WŁAŚCIWOŚCIACH, A TERAZ PRZEJDŹMY DO PRODUKCJI I ODROBINY HISTORII.

Soda oczyszczona była znana już w starożytnym Egipcie, gdzie używano ją do mycia zębów. Wtedy wydobywano ją z naturalnych złóż, a po raz pierwszy w laboratorium otrzymał ją Nicolas Leblanc w 1790. Natomiast dopiero Ernest Solvay opracował w latach 60-tych XIXw. metodę produkcji na masową skalę.

Sodę oczyszczona na skalę przemysłową obecnie otrzymuje się dwoma metodami:

• z wydobywanej ze źródeł naturalnych sody kalcynowanej
• lub właśnie metodą Solvaya

Znalazłam kilka prac o innych możliwych metodach wytwarzania, ale nie są one jeszcze na etapie pozwalającym na produkcję na skalę przemysłową. A zapotrzebowanie przemysłowe jest wielkie – ponad 2 miliony ton rocznie – i cały czas rośnie.

Najbardziej ekologiczna obecnie jest produkcja z sody kalcynowanej (węglanu sodu), która wydobywana jest ze złóż naturalnych sody śnieżnej, czyli trony, oraz z sody rodzimej. Tą metodą pokrywane jest ok. 30% światowego zapotrzebowania. Pokłady trony znajdują się przede wszystkim w Stanach Zjednoczonych (Wyoming) oraz w Kenii, soda rodzima z kolei jest wydobywana w Meksyku, Botswanie, Chinach, Rosji i Kazachstanie. Pokłady w USA są tak wielkie, że starczyłyby ludzkości jeszcze na co najmniej 2000 lat. Niestety transportowanie sody na duże odległości jest nieopłacalne, więc by sprostać pozostałym 70% zapotrzebowania, produkuje się sodę na miejscu.

W Polsce lub okolicach nie ma złóż trony, więc jesteśmy jednym z wielu krajów, który wykorzystuje metodę Solvaya. Metoda ta wykorzystuje istniejące w kraju zasoby soli kamiennej i wapienia, głównie wydobywane na południu kraju. Soda oczyszczona jest jej produktem ubocznym, a sama metoda obejmuje następujące etapy:

1. Wypalanie wapna z kamienia wapiennego z jednoczesnym wytworzeniem gazów zawierających CO₂:

CaCO₃ → CaO + CO₂

2. Przygotowanie solanki, a następnie nasycenie jej amoniakiem i dwutlenkiem węgla:

NaCl + NH₃ + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ + NH₄Cl,

3. Oddzielenie kryształów NaHCO₃ od ługu macierzystego. A następnie suszenie wilgotnego NaHCO₃ (sody oczyszczonej) i jego rozkład termiczny (kalcynacja) w 100 st. C do sody kalcynowanej:

2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

4. Regeneracja NH3 z ługów macierzystych przez zmieszanie z mlekiem wapiennym i ogrzewanie:

2NH₄Cl + CaO → 2NH₃ + H₂O + CaCl₂

Niestety metoda ta nie jest optymalna dla środowiska, bo powoduje wytworzenie wielu odpadów (sól, chlorek wapnia, wodorotlenek wapnia, węglan wapnia, siarczan wapnia i ditlenek krzemu), które składowane są w osadnikach ziemnych nazywanych „białe morza” . Stanowią one poważny problem ekologiczny, powodują bowiem silne zasolenie okolicznych wód gruntowych i skażenie naturalnych zbiorników wodnych oraz gleby chlorkiem wapnia. W Stanach Zjednoczonych „białe morza” powstałe z odpadów najdłużej działającej fabryki (oryginalna fabryka założona przez Ernesta Solvaya w stanie Nowy York) spowodowały skażenie Jeziora Onondaga, które jest zaliczane obecnie do najbardziej zatrutych jezior w tym kraju. W Polsce największe zgromadzenie „białych mórz” występuje w okolicach Jaworzna. Większość fabryk stosujących tę technologię lokuje się nad brzegami oceanów, dzięki czemu oczyszczoną wstępnie solankę można odprowadzać wprost do morza i nie ma potrzeby tworzenia „białych mórz”, ale zanieczyszcza się oceany. W ten sposób funkcjonują m.in. fabryki w Indiach i Australii.

BIOGRAFIA:

1. O procesie produkcyjnym metodą Solvaya: http://www.madehow.com/Volume-1/Baking-Soda.html
2. Powstają nowocześniejsze lepsze metody: https://ec.europa.eu/environment/eco-innovation/projects/en/projects/nahco3
3. Do czego i ile używamy sody na świecie: https://ihsmarkit.com/products/sodium-bicarbonate-chemical-economics-handbook.html
4. Soda oczyszczona w pastach do zębów – czy to jest zdrowe i skuteczne? https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0002817717308127
5. CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R. Lide (red.), wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-90, ISBN 978-1-4200-9084-0.
6. Wodorowęglan sodu (nr S6014) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Polski.
7. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/516892#section=MeSH-Entry-Terms
8. https://www.marlexjanikowo.pl/pliki/Karta_charakterystyki_wodoroweglan_sodu.pdf
9. E.V.J. Cohn, A. Rostanski, B. Tokarska-Guzik, I.C. Trueman, G. Woźzniak. The flora and vegetation of an old Solvay process tip in Jaworzno (Upper Silesia, Poland). „Acta Soc. Bot. Pol.”. 70 (1), s. 47–60, 2001.

DO CZEGO MOŻNA UŻYWAĆ SODY OCZYSZCZONEJ

JAK W DOMU UŻYĆ SODĘ KALCYNOWANĄ