化学・アンモニアソーダ法の勉強法と覚え方のコツ！
アンモニアソーダ法とは？
アンモニアソーダ法は、塩化ナトリウムNaClや炭酸カルシウムCaCO₃を用いて炭酸ナトリウムNa₂CO₃を作る工業的製法のことを言います。
アンモニアソーダ法は、1861年にベルギーの化学者ソルベーが発見しました。
このことからアンモニアソーダ法は、別名ソルベー法とも呼ばれます。
アンモニアソーダ法による炭酸ナトリウムの作り方は、
①CaCO₃を熱分解しＣaOとCO₂に
②①でできたCaOを水に溶かし水酸化カルシウムCa(OH)₂を生成
③塩化ナトリウムNaClにNH₃とCO₂を吹き込み炭酸水素ナトリウムNaHCO₃を生成
④NaHCO₃を熱分解
⑤②でできたCa(OH)₂と③でできたNH₄Clを用いてNH₃を生成
の5工程です。
このアンモニアソーダ法の反応を式で表すと次のようになります。
CaCO₃→CaO+CO₂・・・①
CaO+H₂O→Ca(OH)₂・・・②
NaCl+H₂O+NH₃+CO₂→NaHCO₃＋NH₄Cl・・・③
2NaHCO₃→Na₂CO₃+H₂O+CO₂・・・④
2NH₄Cl+Ca(OH)₂→CaCl₂+2NH₃+2H₂O・・・⑤
この式は、さらにまとめることができます。
それは次の式となります。
2NaCl+CaCO₃→Na₂CO₃+CaCl₂
この式の求め方を説明していきます。
まず、①と②を足してCaOを消します。
CaCO₃+H₂O→CO₂+Ca(OH)₂・・・⑥
次に⑤と⑥を足してCa(OH)₂を消します。
2NH₄Cl+CaO→2NH₃+H₂O+CaCl₂・・・⑦
この後、③×2と④を足しNaHCO₃を消します。
2NaCl+H₂O+2NH₃→Na₂CO₃+2NH₄Cl
最後に上の式と⑦を足すとまとめた式である
2NaCl+CaCO₃→Na₂CO₃+CaCl₂
になります。
アンモニアソーダ法でのポイントは、③の塩化ナトリウムの飽和水溶液にNH₃とCO₂を吹き込むところです。
NaClに吹き込む順番がNH₃、CO₂と決まっています。
理由は、2つあります。
1つは、NH₃が水に溶けやすいということ
2つ目が、NH₃が溶けることで塩基性になりCO₂が溶けやすくなる
以上のことからアンモニア、二酸化炭素の順で吹き込まないといけません。
次に、アンモニアソーダ法の勉強方法と試験のポイントをお伝えします。
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アンモニアソーダ法の勉強方法と試験のポイント
アンモニアソーダ法は工業的製法の中でも頻出の分野です。
復習しやすいように式やポイントをノートにまとめることがおすすめです。
アンモニアソーダ法の反応の図を下に置いておきます。
ぜひ有効活用してください！
アンモニアソーダ法の試験のポイントは反応式です。
反応式がわかると炭酸カルシウムの作り方がわかります。
覚えるのは次の5つです。
①CaCO₃→CaO+CO₂
②CaO+H₂O→Ca(OH)₂
③NaCl+H₂O+NH₃+CO₂→NaHCO₃＋NH₄Cl
④2NaHCO₃→Na₂CO₃+H₂O+CO₂
⑤2NH₄Cl+Ca(OH)₂→CaCl₂+2NH₃+2H₂O
この5式を覚えましょう！
特に③式は吹き込む順番が大切なので
吹き込む順にNH₃、CO₂と書きましょう。
それさえ守れば順番を忘れてしまっても大丈夫です！
アンモニアソーダ法で出題されるのは
反応で行われる操作についてやNa₂CO₃がどれくらい得られるかという問題です。
アンモニアソーダ法においてどの反応で加熱されるかを覚えておきましょう。
また、Na₂CO₃を求める問題では
①～⑤の式を覚え、まとめた式である
2NaCl+CaCO₃→Na₂CO₃+CaCl₂
を導けるようにしましょう！
NaClの量からNa₂CO₃を求める場合は、NaClとNa₂CO₃の係数比は2:1です。
係数が違うので何molかがわかったら2で割りましょう。
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アンモニアソーダ法のまとめ
アンモニアソーダ法は工業的製法の中で頻出分野の1つです。
しっかり覚えましょう！
図にまとめてわかりやすくすることも大切です。
覚えることは多いですが頑張りましょう！
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