【高校化学】アンモニアソーダ法をわかりやすく解説！覚え方や問題の解き方も

アンモニアソーダ法とは何？

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法とポイント

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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