☆炭酸カルシウムに食塩水を加える
NaCl+ CaCO3 →
★炭酸カルシウムに食塩水を加える
NaCl+ CaCO3 → 反応はおこらない
陽イオンと陰イオンの組み合わせを代えると
2NaCl+CaCO3→Na2CO3+CaCl2
右から左へは反応が進み、炭酸カルシウムの白色沈殿ができますが、左から右には反応は進みません。石灰石と海水に多く含まれる食塩だけから、ガラスの原料でもある炭酸ナトリウムが得られれば良いのですがそうはいきません。
そこで、アンモニアソーダ法といった方法で炭酸ナトリウムがつくられます。
飽和食塩水にNH3水を加えた後CO2を吹き込む
NaCl+NH3+CO2+H2O→NH4Cl+NaHCO3 ・・・①
炭酸水素ナトリウムを加熱すると炭酸ナトリウムができます。
2NaHCO3→Na2CO3+CO2+H2O ・・・②
さて、この反応にはアンモニアが必要です。
途中で肥料としても有用なNH4Clがつくられますが、これを再利用することでアンモニアを調達します。まず石灰石(炭酸カルシウム)を加熱して
CaCO3→CaO+CO2 ・・・③
CaOを水に溶かしてCa(OH)2をつくり
CaO+H2O→Ca(OH)2 ・・・④
Ca(OH)2とNH4Clを反応させると、弱塩基遊離反応が生じて
Ca(OH)2+2NH4Cl→CaCl2+2NH3+2H2O …⑤
2×①+②+③+④+⑤をして、まとめれば結局
2NaCl+CaCO3→Na2CO3+CaCl2
となります。ですが、はじめに述べたようにこの反応は単独で自然に進む反応ではありません。(物理化学・熱力学等の考え方を使って説明すると、自由エネルギーの変化が負ではないからです)