Synthese von metallischem Natrium aus Na₂CO₃ oder Na₂O:
- Elektrolyse von geschmolzenem Natriumhydroxid (NaOH): Der kommerzielle und häufigste Weg zur Herstellung von Natrium ist die Elektrolyse von geschmolzenem Natriumhydroxid (NaOH), das aus Natriumcarbonat (Na₂CO₃) gewonnen werden kann.Schritte: 1.1. Umwandlung von Na₂CO₃ zu NaOH:
- Natriumcarbonat wird mit Calciumhydroxid (Ca(OH)₂) behandelt, um Natriumhydroxid und Calciumcarbonat zu erzeugen: Na2CO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaCO3
1.2. Schmelzen von NaOH:
- Das resultierende NaOH wird geschmolzen. Der Schmelzpunkt von NaOH liegt bei etwa 318°C.
1.3. Elektrolyse:
- Die geschmolzene Natriumhydroxid wird elektrolysiert, wobei Natrium an der Kathode und Sauerstoff an der Anode entsteht: 2NaOH→2Na+H2+O2
- An der Kathode wird Natrium (Na) abgeschieden, während an der Anode Sauerstoff (O₂) entsteht.
- Herstellung von NaOH aus Na₂CO₃:
- Natriumcarbonat (Na₂CO₃) kann durch Behandlung mit Calciumhydroxid (Ca(OH)₂) in Natriumhydroxid (NaOH) umgewandelt werden, wie oben beschrieben.
- Direkte Reduktion von Na₂CO₃:
- Ein alternativer, weniger gebräuchlicher Weg ist die thermische Reduktion von Natriumcarbonat mit Kohle in einem Ofen, aber dies ist technisch anspruchsvoller und weniger effizient als die Elektrolyse.
Fazit:
Der effektivste Weg zur Herstellung von metallischem Natrium aus Natriumcarbonat (Na₂CO₃) besteht darin, zunächst Natriumhydroxid (NaOH) herzustellen und dann eine Elektrolyse des geschmolzenen NaOH durchzuführen. Die Schritte umfassen:
- Umwandlung von Na₂CO₃ zu NaOH mittels Reaktion mit Ca(OH)₂.
- Schmelzen des NaOH.
- Durchführung der Elektrolyse des geschmolzenen NaOH zur Gewinnung von metallischem Natrium.
Diese Verfahren erfordern spezielle Ausrüstung und Sicherheitsmaßnahmen aufgrund der Reaktivität von Natrium und der hohen Temperaturen, die benötigt werden.