Le procédé Solvay - La campagne d`Egypte de Bonaparte

Le procédé Solvay
Protocole expérimental
Du carbonate de sodium (Na2CO3) et du chlorure de calcium (CaCl2) sont produits à partir de sel
(NaCl) et de craie (CaCO3). Le bilan global des réactions est : 2 NaCl + CaCO3 = Na2CO3 + CaCl2
Ingrédients et matériel nécessaire :
- Carbonate de calcium (craie) CaCO3
- Chlorure de sodium (sel) NaCl
- Ammoniac NH3
- Eau H2O
-
Four
Voir schéma ci-dessous
Mode opératoire :

Étape préalable : synthèse du dioxyde de carbone
Chauffer le carbonate de calcium (CaCO3) à une température d’environ 1000°C. On obtient du
dioxyde de carbone (CO2) et de l’oxyde de carbone (CaO) selon l’équation : CaCO3 = CO2 + CaO

Première étape : synthèse du bicarbonate de sodium
Faire passer le dioxyde de carbone (CO2) dans une solution aqueuse (H2O) basique de chlorure de
sodium (NaCl). La base utilisée est l’ammoniac (NH3). On obtient de l’ion bicarbonate (HCO3-) et de
l’ammonium (NH4+), selon l’équation suivante :
Na+ + Cl- + CO2 + NH3 + H2O = Na+ + Cl- + HCO3- + NH4+
L’ion bicarbonate (HCO3-) précipite en présence de l’ion sodium (Na+) synthétisant ainsi du
bicarbonate de sodium (NaHCO3) selon l’équation :
Na+ + Cl- + HCO3- + NH4+ = NaHCO3 + Cl- + NH4+

Seconde étape : synthèse du carbonate de sodium
Calciner le bicarbonate de sodium (NaHCO3). On obtient du carbonate de sodium (Na2CO3).
2 NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2

Étape postérieure : synthèse de l’ammoniac
L’oxyde de carbone (CaO) synthétisé lors de l’étape préalable, permet de retransformer
l'ammonium (dans la solution de chlorure d'ammonium : NH4Cl) en ammoniac (NH3) grâce à sa
forte basicité. Du chlorure de calcium (CaCl2) est également produit, selon l’équation suivante :
2 NH4Cl + CaO = 2 NH3 + CaCl2 + H2O
Remarques :
- Le chlorure de calcium (CaCl2) ainsi synthétisé n’est pas un déchet mais un produit utile,
notamment dans des unités de réfrigération, pour le salage des routes par grands froids, dans les
ciments et même dans l’alimentation (gélifiant).
- Si les proportions sont respectées, il reste de l’ammoniac (2 NH3), de l’eau (2 H2O) et du dioxyde
de carbone (CO2). Or, ce ne sont pas des déchets puisqu’ils peuvent être réutilisés par le procédé.
Conclusion :
Le procédé Solvay est moins polluant et moins coûteux que le procédé Leblanc. Le sel et la craie
sont abondants et peu coûteux ; l'ammoniac est recyclé pendant la réaction. C’est pourquoi il
reste aujourd’hui le principal procédé industriel employé.