탄산나트륨

탄산 나트륨(Sodium carbonate, 화학식 Na₂CO₃)은 탄산의 나트륨 염으로, 흔히 소다회(soda ash) 또는 세탁소다(washing soda)라고도 불린다. 물에 잘 녹는 흰색의 고체이며, 강한 염기성을 띤다. 다양한 산업 분야에서 널리 사용되는 중요한 화합물이다.

역사

탄산 나트륨은 고대부터 알려진 물질로, 특히 식물성 재의 형태로 발견되었다. 고대 이집트인들은 이를 세척 및 미라 제작에 사용했다. "소다(soda)"라는 이름은 탄산 나트륨을 함유한 식물인 소다풀(Salsola soda)에서 유래되었다. 18세기 후반, 니콜라스 르블랑(Nicolas Leblanc)이 소금(염화나트륨)으로부터 탄산 나트륨을 대량 생산하는 방법을 개발하면서 산업적으로 중요한 위치를 차지하게 되었다.

물리화학적 성질

• 분자량: 105.9888 g/mol
• 외관: 흰색 고체
• 밀도: 2.54 g/cm³
• 녹는점: 851 °C
• 물에 대한 용해도: 21.5 g/100 mL (20 °C)
• pH: 강염기성 (수용액)

탄산 나트륨은 물에 녹으면서 가수분해되어 수산화 이온(OH⁻)을 생성하므로 강한 염기성을 나타낸다. 공기 중에서 수분을 흡수하여 덩어리지기 쉬운 조해성을 가지고 있다.

제법

탄산 나트륨은 주로 다음과 같은 방법으로 생산된다.

• 솔베이법 (Solvay process): 암모니아-소다법이라고도 하며, 가장 널리 사용되는 방법이다. 소금물, 암모니아, 이산화탄소를 원료로 사용하여 탄산수소나트륨을 생성하고, 이를 가열하여 탄산 나트륨을 얻는다.
• 자연산 광물: 탄산 나트륨을 함유한 광물(예: 트로나)을 채굴하여 정제하는 방법이다.

용도

탄산 나트륨은 다양한 분야에서 사용된다.

• 유리 제조: 유리의 주원료인 규사(SiO₂)의 녹는점을 낮추어 유리 제조 공정을 용이하게 한다.
• 세제 및 비누: 세척력을 향상시키고 물의 경도를 낮추는 역할을 한다.
• 화학 제품 제조: 다양한 화학 제품의 원료 또는 중간체로 사용된다.
• 제지 산업: 펄프 제조 과정에서 pH 조절 및 표백제로 사용된다.
• 수질 정화: 산성 폐수 중화 및 중금속 제거에 사용된다.
• 식품 산업: 식품 첨가물로 사용되기도 한다 (산도 조절제).

안전성

탄산 나트륨은 비교적 안전한 물질이지만, 강한 염기성이므로 피부나 눈에 직접 접촉할 경우 자극을 유발할 수 있다. 다량으로 섭취할 경우 위장 장애를 일으킬 수 있으므로 주의해야 한다.