炭酸ナトリウム（Na2CO3)の製法

質問

こんにちは。
　ナトリウムの性質の単元で、NaClからNaOH（隔膜法）とNa2CO3アンモニアソーダ法；工業的製法）が作られる反応を習いました。

　ところで、NaOHにCO2を反応させるとNa2CO3ができるという反応も習いましたが、この反応についての説明がなく、これを使わずに、アンモニアソーダ法を使う説明のみありました。
　アンモニアソーダ法を使う利点は何なのでしょうか？逆に、NaOHにCO2を反応させるとNa2CO3ができるという反応の欠点は何でしょうか？
　よろしくお願いします。

回答No.1

DexMachina · ベストアンサー

複数の製法がある場合、「工業的製法」として選択する際に重要になるのは、
「生産コスト」と「需給関係」です。

つまり、
　・その製法で「原料→製品」とするまでに必要なエネルギーが小さいこと
　・通常、製法によって副生物が異なるので、その副生物にも需要があること
　　(→商品になるなら収入源、産業廃棄物にしかならないなら処理費を支出)
ということです。

これを今回ご質問の炭酸ナトリウムに当てはめると、「NaOH＋CO2」で製造する
には電気分解が必要な「NaOH」を使用することになります。
ところで、物質を直接加熱するのに比べ、発電には「熱や光などの電気以外の
エネルギー→電気エネルギー」という変換や、発電所からの送電設備などが
必要になるため、コストとしては割高になります。
そのため、電気分解を必要とせず、直接加熱などで製造できるアンモニアソーダ法
(=ソルベー法)の方が、生産コストとして低く抑えることができるため、主な製法に
なっている、ということだと思います。

・・・ただ、Wikipediaを確認したところ、NaCl溶液の電気分解で生成する塩素ガス
の需要がかなりあるため、これをを満たすとNaOHが余剰になるので(→つまり
この場合はNaOHの方が副生物)、このNaOH由来の炭酸ナトリウムも、それなり
の割合(→数値は不明ですが)で市場に出回っているようです。

ソルベー法(wiki)：
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%BD%E3%83%AB%E3%83%99%E3%83%BC%E6%B3%95
(最下方に、「塩化ビニルなどの原料として多量の塩素が必要とされる現代では、
　食塩の電解により生じる水酸化ナトリウムが余剰になり、二酸化炭素による
　中和により製造される炭酸ナトリウムの量も無視できない。」とあります)

【参考・発電の変換効率】火力で平均39％程度とのこと：
(東京電力の施設で49％との数値の紹介もあり)
http://www.jp.horiba.com/sensorium/eu/eu09/eu9_1.htm
(ページを表示後、キーボードのCtrl+Fキーなどで「火力発電所」を検索した最初の
　該当箇所を参照)

お礼

回答ありがとうございます。

すごくよくわかりました。回答に感謝します。