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

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

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

  1. 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

  1. 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.