Solvay-processen

Schema över Solvay-processen.
De fyra numrerade cirklarna I-IV representerar varsin kemisk reaktion enligt samma numrering som i texten.

Solvay-processen eller ammoniak-sodaprocessen är en kemisk process för framställning av natriumkarbonat (soda) i industriell skala. Den uppfanns 1861 av Ernest Solvay och ersatte efter senare förbättringar den dittills använda Leblanc-processen under slutet av 1800-talet. Solvay-processen är fortfarande den dominerande metoden för framställning av natriumkarbonat.

I processen omvandlas natriumklorid och kalciumkarbonat till natriumkarbonat och kalciumklorid enligt nettoformeln:

$\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\to }\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}$

Denna reaktion är dock termodynamiskt ogynnsam, och den omvända reaktionen sker spontant om natriumkarbonat och kalciumklorid blandas i lösning. Processen sker därför i fyra steg, där ammoniak spelar en nyckelroll utan att förbrukas.

I    $\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{2}\mathrm{O}\mathrm{\to }\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{C}\mathrm{l}$

II   $\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\to }\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{O}$

III  $\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{H}\mathrm{4}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

IV  $\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\to }\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$