Procédé Solvay

Ernest Solvay vers 1900

Le procédé Solvay est un procédé chimique servant à synthétiser du carbonate de sodium. Il est encore utilisé de nos jours pour produire du carbonate de sodium, mais il est concurrencé par l'extraction du carbonate de calcium dans les gisements de natron et de trona en Egypte et en Amérique du Nord.

Histoire

Jusqu'en 1789, le carbonate de sodium, très utilisé dans l'industrie du verre, du savon, des textiles et du papier, était extrait des cendres de plantes aquatiques, ou alors extrait en chauffant du natron dans les pays désertiques.

En 1791, le chimiste français Nicolas Leblanc met au point le procédé Leblanc qui produit du carbonate de calcium à partir d'eau de mer, d'acide sulfurique, de charbon de bois et de calcaire. Mais il est très coûteux en énergie, il a été remplacé dans les années 1870, où il a été remplacé par le procédé Solvay.

Ce procédé a été mis au point par le chimiste belge Ernest Solvay, il ouvre sa première usine en 1863.

Déroulement

Les différentes réactions du procédé Solvay, en vert les réactifs, en noir les intermédiaires et en rouge les produits.

Le procédé Solvay produit du carbonate de sodium à partir de sel (chlorure de sodium) et de craie (carbonate de calcium).

• On commence par mélanger du dioxyde de carbone, de l'ammoniac et de l'eau pour obtenir du bicarbonate d'ammoniac, selon la réaction suivante:

Dioxyde de carbone (CO₂) + ammoniac (NH₃) + eau (H₂O) = bicarbonate d'ammonium (NH₄HCO₃)

• On mélange ensuite le bicarbonate d'ammoniac avec du chlorure de sodium, on obtient alors du bicarbonate de sodium et du chlorure d'ammonium, selon la réaction suivante:

bicarbonate d'ammonium (NH₄HCO₃) + chlorure de sodium (NaCI) = bicarbonate de sodium (NaHCO₃ + chlorure d'ammonium (NH₄CI)

• On fait ensuite chauffer le bicarbonate de sodium, ce qui donne de l'eau, du dioxyde de carbone et du carbonate de sodium selon la réaction suivante:

2 molécules de bicarbonate de sodium (NaHCO₃ = carbonate de sodium (Na{{Ind|2}CO₃) + eau (H₂0) + dioxyde de carbone

• On récupère le chlorure d'ammonium et on le mélange à de l'oxyde de calcium pour le retransformer en ammoniac cette réaction produit également du chlorure de calcium, selon la réaction suivante:

2 molécules de chlorure d'ammonium (NH₄CI) + oxyde de calcium (CaO) = 2 molécules d'ammoniac (NH₃) + chlorure de calcium (CaCI₂ + eau (H₂O)

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