از آن زمان تا کنون ، تعداد شوینده‌ها به حدی رسیده که قابل شمارش نیست، بطوری که امروزه در حجم انبوهی از شوینده‌ها ، به همراه تبلیغات آنها مواجه شده‌ایم. در حال حاضر در برخی کشورها ، تقریبا بیش از 80 درصد از مواد پاک کننده مصرفی از شوینده‌های سنتزی تهیه می‌شوند. لکن در مصارف عمومی واژه صابون ، مشخص کننده یک نمک فلز قلیایی یا آمونیوم یک اسید کربوکسیلیک راست زنجیر با تعداد 10-18 اتم کربن است و نام مواد شوینده به مواد صناعی با ساختمان مشابه اطلاق می‌شود. از این مواد ، در مصارف عدیده ای از جمله برای پاک کردن ، شستشو و در فرایندهای نساجی و غیره استفاده می‌گردد.
از طرف دیگر ، صابون‌های فلزی ، کربوکسیلاتهای قلیایی خاکی یا فلزات سنگین با زنجیره طویل هستند. این صابون‌ها در آب نامحلول بوده و در سیستمهای غیر آلی ، به عنوان مثال مواد افزودنی به روغنهای روان کننده ، جلوگیری کننده از زنگ زدگی ، ضد آب کردن مواد و سوختهای ژلاتین‌دار (مواد سوختنی مانند بنزین که با مواد غلیظ کننده ممزوج شده‌اند و از آنها در بمب‌های ناپالم و شعله افکن‌ها استفاده می‌شود) ، قارچ‌کشها دارای کاربرد می‌باشد.
خصوصیت قابل توجه این است که عدم توازن پلاریته (قطبیت) در داخل مولکول صابون‌ها و مواد شوینده و پاک کننده ، موجب ابراز قابلیت انحلال و ماهیت فاز غیر معمول در حلالهای قطبی و غیر قطبی می‌شود. این رفتار ، دقیقا باعث سودمندی چنین ترکیباتی در زمینه‌های خیس شوندگی ، قابلیت انحلال ، شویندگی (در مورد شستشو و خشک شویی بصورت ترامان) ، رنگرزی و بسیاری از سایر فراورده‌های صنعتی و خانگی است.
ترکیب اساسی ساختمان مولکولی پاک کننده‌ها موجب بوجود آمدن چنین صفاتی می‌گردد.
انواع مواد پاک کننده
صابون (Soap)
صابون‌ها را می‌توان از هیدرولیز قلیایی چربیها و روغن‌های طبیعی (استر اسیدهای چرب با گلیسرول) مانند پیه ، روغن‌های نارگیل ، زیتون ، نخل و تالو تهیه کرد که این واکنش به نام فرایند صابونی شدن (Saponification) موسوم است:
C3H5(OOCR)3 + 3NaOH → 3NaOOCR+C3H5(OH)3
باید توجه داشت که در روشهای جدید ، از هیدرولیز مستقیم چربی‌ها بوسیله آب در دمای زیاد استفاده می شود. این موضوع ، تصفیه و ایزولاسیون اسیدهای چرب را که به صابون‌ها خنثی می‌شوند، ممکن ساخته، اساس یک فرایند پیوسته را بوجود می‌آورد. از نقطه نظر شیمیایی ، صابون‌ها ، نمکهای فلزی اسیدهای چرب (اسیدهای کربوکسیلیک) راست‌زنجیر با حدود 10-18 اتم کربن می‌باشند.
با اینکه همه نمکهای فلزی اسیدهای چرب ، صابون هستند، اما تنها نمکهای قلیایی مانند (سدیم و پتاسیم) در آب حل می‌شوند و خاصیت پاک‌کنندگی دارند. نمکهای فلزهای قلیایی خاکی (مانند کلسیم و منیزیم و..) در آب حل نمی‌شوند. از این رو صابون‌های معمولی در آب سخت در مجاورت یون‌های کلسیم و منیزیم رسوب می‌کنند. به این ترتیب صابون خوب کف نمی کند و خاصیت پاک کنندگی خود را از دست می‌دهد.
نمکهای آلومینیوم اسیدها نیز در آب نامحلول و در روغن‌ها محلول هستند و از این ماده ، در چربی‌های نرم کننده ، رنگ ، روغن جلا و ضد آب کردن مواد استفاده می‌شود. نمک اسیدهای فلزات سنگین مانند کبالت یا مس نیز بعنوان ماده خشک کننده در رنگهای ساختمانی و جوهر ، قارچ کش ها و مواد ضد آب استفاده می‌شود.
کیفیت و مرغوبیت صابون ، به نوع چربی روغن بکار رفته بستگی دارد. لذا از خالصترین و بی‌بو ترین آنها استفاده می‌گردد. علاوه بر چربی و قلیا مواد افزودنی دیگری هم در فرمولاسیون صابون وارد می‌شوند. این مواد عبارتند از:مواد جلوگیری کننده از اکسیداسیون مثل تری اتانول آمین اولئات ، مواد جلوگیری کننده از فساد صابون مانند دی سیانو دی آمیدو سدیم سولفانیلات ، روغن‌های معطره برای ایجاد بوی خوب صابون و غیره.
پاک کننده های سنتزی (Synthetic detergents)
مواد شوینده سنتزی که امروزه بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند، مانند صابون ، از یک زنجیر هیدروکربن متصل به نمک یک اسید محلول در آب تشکیل شده است. البته در تهیه این پاک کننده‌ها باید توجه داشت که طول زنجیر و نوع هیدروکربن مورد استفاده بطور مناسب انتخاب گردد. از گروههای قطبی مشتق شده از اسید سولفوریک در حد بسیار عمومی برای جایگزینی کربوکسیلات استفاده می‌گردد.
بعنوان مثال می‌توان به آلکیل سولفاتها (ROSO3Na) ، آلکان سولفوناتها (RSO3Na) و آلکیل آریل سولفوناتها (R-C6H4-SO3Na) اشاره کرد و از مهمترین این مواد می‌توان سدیم لوریل (دودسیل) سولفات (C12H25-OSNa) و سدیم دودسیل بنزن سولفونات (C12H25-C6H4-SO3-Na) را که دارای قدرت پاک کنندگی بالایی هستند، نام برد. استرها و آمید اسیدهای چرب نیز که از تورین (H2NCH2CH2SO3H) و اسیدایزاتیونیک (HOCH2CH2SO3H) تهیه می‌شوند، از جمله اولین ترکیبات سنتزی تلقی می‌شوند.
مضافا ، آلکان فسفوناتها معرف نوع دیگری از مواد صناعی آنیونی می‌باشد.
از طرف دیگر احتمال دارد که تغییر و اصلاح گروههای قطبی بوسیله تغییر در علامت بار الکتریکی یون فعال در سطح مسیر شود. یک مثال بسیار معروف از مواد شوینده کاتیونی (invert soaps) ، ملح آمونیوم نوع چهارم این طبقه بفرمول C16H33N(CH3)Br است. در طبقه دیگر یعنی مواد شوینده غیر معدنی ، گروه قطبی عبارت از گروه آب دوست غیر مجتمع شده می‌باشد که معمولا حاوی چند گانگی وظایف اکسیژن (اتر و الکل) است که در پیوند هیدروژنی با آب برگزیده شده است. مثالی در این مورد ، استر تهیه شده از یک اسید چرب و قند است.
از انواع عمومی دیگر ، می‌توان به پلیمریزاسیون تعدادی از واحدهای اکسید اتیلن با یک الکل اشاره کرد که دارای فرمول عمومی R-O-(CH2CH2O)2H می‌باشد. همچنین اکسیدهای آمین مانند R-  N(CHsub>3)2→O  و اکسیدهای فسفین منسوب آنها نیز تهیه شده‌اند. مهمترین شوینده های سنتزی عبارتند از:
صابون مایع
صابون مایع ، در واقع از نظر مواد تشکیل دهنده ، جزو صابون‌ها محسوب نمی‌شود و از پاک کننده‌ های سنتزی می‌باشد. البته اگر در ساختمان معمولی از روغن نارگیل زیاد و یا روغن هایی مثل روغن بزرک استفاده شود، می‌توان صابون را به صورت مایع در آورد. صابون‌های مایع ، علاوه بر ماده اولیه و اصلی خود ، دارای مواد دیگری مثل نرم کننده ، پاک کننده و کف کننده ، ضد باکتری و چرب کننده هستند.
شامپوها
شامپوها نیز از پاک کننده های سنتزی هستند. ماده اصلی تشکیل دهنده شامپوها عبارتند از: عامل پاک کننده که خود شامل سه دسته مواد فعال سطحی آنیونی مثل سدیم لوریل اتر سولفات و تری اتانول آمین سولفات ، آمفوتری (مثل بتائین کوکوآمیدوپروپیل) و غیر یونی هستند. عامل تقویت کننده کف (مثل بتائین) ، عامل حالت دهنده مو و عامل نگهدارنده(مواد ضدعفونی کننده و میکروب کش) ، عامل صدفی کننده مثل اتیلن گلیکول و عامل غلیظ کننده مثل نمک طعام و عامل رنگ و بو مثل عصاره گیاهان.
پودرهای لباسشویی
پودرها ماشین لباسشویی نسبت به پودرهای رختشویی چند ماده اضافه دارند که بر قدرت پاک کنندگی آنها می‌افزاید. یکی از این مواد ، پر بورات است که از سفید کننده ها و رنگ برهاست. اجزای اصلی پوردهای لباسشویی شامل موارد زیر هستند:
ماده اصلی و فعال (مواد غیریونی و آنیونی) که عامل پاک کنندگی و جدا کردن چرک از لباس است، عامل قلیایی کننده (مثل سیلیکات ها) که از خوردگی بدنه لباسشویی جلوگیری می کند، عامل سفیدکننده و رنگ سرکه معمولا پربورات سدیم است، عامل کنترل کننده کف و پاک کننده کمکی ، عامل کاهش سختی آب که به پاک کنندگی هم کمک می‌کند (مثل فسفات ها) ، عامل جلوگیری از رسوب مجدد چرک مثل CMC از شستن دوباره چرک روی لباس جلوگیری می‌کند، اپتیکال براتیز که باعث درخشندگی پارچه می‌شود، مواد میکروب کش و ضدعفونی کننده.
سفید کننده ها و رنگ برها
بسیاری از لکه برها موادی هستند که از آنها به عنوان سفید کننده ، ضدعفونی کننده و پاک کننده استفاده می‌شود. رایج ترین ماده ای که از آن به عنوان سفید کننده استفاده می‌شود، آب ژاول است که خاصیت ضدعفونی کننده نیز دارد، زیرا یک سفید کننده کلردار است و از سفید کننده های دیگر ، پربورات سدیم است که از آن ، بیشتر در خشک شویی‌ها و نیز در ترکیب پودرهای ماشین لباسشویی استفاده می‌شود. قدرت سفیدکنندگی پربورات از آب ژاول کمتر است.
آب اکسیژنه یا پراکسید هیدروژن هم یک ماده رنگ بر و سفید کننده است. علاوه بر مواد ذکر شده ، موادی مثل الکل ، آمونیاک ، استن ، اسید نیتریک ، اسید اگزالیک ، تربانیتن ، جوش شیرین ، کربنات سدیم ، تتراکلریدکربن و غیره نیز خاصیت رنگ بری و پاک کنندگی دارند.
قیاس صابون و پاک کننده های سنتزی
صابون‌ها در هنگام واکنش با ناخالصیهای یونهای فلزی موجود در آبهای طبیعی ، بویژه کلسیم و منیزیم ، منجر به تشکیل نمکهای نامحلول در آب می‌شوند و به صورت رسوب از آب جدا می‌شوند. اما نمکهای فلزات قلیایی خاکی و املاح فلزات سنگین مواد شوینده سنتزی در آب محلول هستند. لذا این شوینده ها در آب سخت نیز پاک کنندگی خوبی دارند و رسوب جدید تشکیل نمی‌دهند.
صابونهای کربوکسیلات در PH پایین ، هیدرولیز شده و به صورت صابون اسیدی نامحلول راسب می‌شوند، ولی شوینده های سنتزی ، پایداری زیادی در برابر اسیدیته از خود نشان می‌دهند. زیرا پاک کننده های صابونی ، نمکهایی هستند که آنیون تشکیل دهنده آنها ، به اسیدهای ضعیف تعلق دارند و در محیط اسیدی به راحتی هیدرولیز می‌شوند.
از دیگر تفاوتهای شوینده های سنتزی با صابونها ، تغییر و اصلاح در ساختار این مواد نسبت به مولکول صابون است که باعث ایجاد بهترین حالت تعادلی آب دوستی ف چربی دوستی و خصوصیات انحلال پذیری ، اثر میکروب کشی و ایجاد نرمی در منسوجات و غیره می‌شود.
پاک کننده های سنتزی به تنهایی از نظر قدرت پاک کنندگی با صابونها معادل نیستند، اما دو افزاینده مهم ، قابلیت تخمیر کنندگی آنها را به نحو قابل ملاحظه ای افزایش می‌دهد. سدیم تری پلی فسفات که به عنوان یک سازنده بکار می‌رود، قابلیت شکستن و تعلیق برخی از خاکهای رسی ، رنگها و سایر مواد جامد بسیار ریز محلول در آب را داراست. بعلاوه این جسم با تعداد زیادی از یونهای فلزی ، کی‌لیت تشکیل می‌دهد.اک کننده های خانگی ، همچنین محتوی نیم تا یک درصد کربوکسی متیل سلولز (CMC) هستند که این جسم ، از واکنش سلولز با کلرواستیک اسید در محلول بازی تهیه می‌شود.
این ماده پلیمری ، قادر است که از رسوب مجدد جرم بر روی منسوجاتی که به وسیله پاک کننده ها پاک شده است، جلوگیری کند. سایر افزاینده های معمولی عبارتند از: مواد سفید کننده ، مواد کف زا و یا سایر مواد تنظیم کننده می‌باشد.
علت اثر پاک کنندگی مواد پاک کننده
ذره های چربی و چرک ، جامدند و به پارچه یا بدن می‌چسبند و با شستشوی ساده و بوسیله آب زدوده نمی‌شوند، اما با صابون و دیگر شوینده ها شسته می‌شوند. اثر پاک کنندگی صابون وشوینده ها به این دلیل است که مولکول آنها از دو قسمت آبدوست (هیدروفیل) و آب گریز یا چربی دوست (هیدروفوب یا لیپوفیل) تشکیل شده است.
قسمت آبدوست که همان سر نمکی صابون COO- یا گروه سولفات و دیگر گروههای قطبی در انتهای مولکول مواد شوینده است، مولکولهای آب را جذب می‌کند و در آب محلول می‌باشد و بوسیله حلالهای آلی دفع می‌شود.
سر دیگر مولکولهای صابون و مواد شوینده سنتزی یک هیدروکربن با زنجیر طولانی است که آب را از خود دفع می‌کند، ولی در حلالهای آلی حل می‌شود.
پس از حل شدن مولکولهای صابون در آب از طریق قسمت یونی ، از بهم پیوستن زنجیرهای هیدروکربنی آب گریز ، مجموعه های بسیار کوچکی بوجود می‌آیند که سطح خارجی آن را آنیونهای آبدوست می‌پوشانند. این مجموعه های کوچک با مولکولهای آب ، پیوند هیدروژنی تشکیل می‌دهند و به صورت ذره های شناور در آب باقی می‌مانند.
بدین ترتیب مولکول صابون مانند پلی بین ذرات چربی و آب قرار گرفته، به واسطه انحلال ذرات چربی و چرک در ذره های شناور صابون از روی الیاف پارچه یا اجسام دیگر به داخل آب کشیده می‌شوند و با شستشو پاک می‌شوند. در شوینده های سنتزی نیز چربی ها و چرکها به زنجیر آلکیل می چسبند و گروه سولفونات سبب حل شدن آنها در آب شده، همراه با آب برده می‌شوند.
مواد پاک کننده و آلودگی محیط زیست
مواد شیمیایی می توانند در چرخه های طبیعی وارد و در مرحله ای خاص بوسیله باکتری‌ها تجزیه شوند. به عنوان مثال چربی‌های موجود در طبیعت که مولکولهای آنها شاخه جانبی در زنجیره هیدروکربنی ندارند و صابون معمولی را از آنها می‌سازند، بوسیله باکتریها تجزیه می‌شوند. تعدادی از شوینده های شنتزی ، بویژه آلکیل بنزن سولفوناتهای مشتق شده از مواد شیمیایی نفت ، دارای شاخه جانبی در زنجیره هیدروکربنی می‌باشند و توسط باکتریها تجزیه می‌شوند. از این رو ، باقی ماندن و تراکم این مواد غیر طبیعی ساخته دست بشر در طبیعت ، سبب آلودگی روزافزون آبها و مخازن زیرزمینی می‌شود.
برای جلوگیری از آلودگیهای روزافزون حاصل از این نوع پاک کننده ها ، هم اکنون در بسیاری از کشورها ، قوانین و مقررات ،اجازه استفاده از مواد شوینده مقاوم در برابر تجزیه بیولوژیکی (شوینده های سخت) را نمی‌دهد و کارخانجات بسوی تولید مواد شوینده نرم با ساختمانهای راست زنجیر سوق داده شده‌اند. اشکال اساسی دیگر شوینده های سنتزی ، ترکیبهای فسفردار آنهاست که برای تنظیم PH و جلوگیری از واکنش یونهای کلیسم و منیزیم موجود در آب سخت با ماده شوینده ، به آن افزوده می‌شود. فسفاتها در اعماق رودخانه ها و دریاچه ها رسوخ کرده، سبب رشد غیر عادی قارچها و جلبکها می‌شوند و به این ترتیب با مصرف اکسیژن محلول در آب توسط این گیاهان ، زندگی ماهی ها و دیگر آبزیان به خطر می‌افتد.
کربنات سدیم
سدیم کربنات، Na2CO3 یک نمک سدیم است که از ترکیب آن با کربنیک اسید تولید می‌شود. کاربردها
مهمترین کاربرد سدیم کربنات در تولید شیمیایی شیشه است.چنانچه سدیم کربنات را در دماهای بسیار بالا حرارت دهیم، و آن را با ماسه و کلسیم کربنات ترکیب کنیم و سپس به سرعت آن را سرد کنیم، محصول ما شیشه خواهد بود. سدیم کربنات همچنین به عنوان بک باز نسبتاً قوی در بسیاری از موارد به کار می رود. برای مثال، به عنوان تنظیم کننده PH جهت حفظ پایداری شرایط قلیایی لازم برای عملکرد اکثر عوامل تولید کننده از این ترکیب استفاده می شود. به عنوان یک افزودنی رایج در مخازن شهری جهت خنثی سازی اثر اسیدی کلر و افزایش PH به کار می رود. در آشپزی، گاهی اوقات به عنوان یک جایگزین برای سدیم هیدروکسید برای قلیایی کردن به خصوص در چوب شور (نان نمکی) به کار می رود. این خوراک ها با یک محلول ماده قلیایی عمل آوری می شوند تا PH سطح ماده غذایی را تغییر کند که این سبب برشتگی بیشتر آن می شود. در شیمی این ماده به عنوان یک الکترولیت استفاده می شود و این از آن جهت است که الکتزولیت ها معمولاً بازهای نمکی دارند و از طرفی سدیم کربنات به عنوان یک رسانای خوب در الکترولیز عمل می کند. همچنین به عنوان استاندارد اصلی تیتراسیون اسید و باز به کار می رود و این به دلیل پایداری جامد و گاز این ماده است که سبب سهولت در اندازه گیری دقیق تر جرم می شود. در خانه ها به عنوان نرم کننده ی آب در شست و شوی لباس ها به کار می رود. این ماده با یون های منیزیم و کلسیم موجود در آب سخت مقابله می کند و مانع از تشکیل پیوند بین آنها با ماده شوینده به کار رفته می شود. بدون استفاده از سدیم کربنات شوینده اضافی برای خیساندن یون های منیزیم و کلسیم نیاز می شود. سدیم کربنات در بخش شویندهای فروشگاه ها به نام علف شوره (اشنان) دیده می شود و به طور موثری لکه های روغن، گریس، و الکل را از بین می برد. سدیم کربنات همچنین به عنوان عامل ضد رسوبی از جمله رسوب هایی که در کتری ها و ماشین های بخار دیده می شود به کار می رود. سایر کاربرد ها
در کارگاه های آجرپزی از سدیم کربنات به عنوان عامل خمیرکننده استفاده می شود تا حجم آب مورد نیاز جهت قالب گیری خاک رس کاهش یابد. همچنین از آن برای تهیه فوری ماکارونی استفاده می شود. سدیم کربنات یک افزودنی غذایی است (E500) که به عنوان تنظیم کننده میزان ترشی و نیز به عنوان پایدار کننده به کار می رود. سدیم کربنات همچنین در تولید بستنی چوبی کاربرد دارد. احساس خنکی و گازدار بودن نتیجهٔ واکنش گرماگیر بین سدیم کربنات و یک اسید ضعیف است (که معمولاً سیتریک اسید انتخاب می شود) و در نتیجهٔ آن کربن دی اکسید تولید می شود؛ یعنی زمانی که بستنی با بزاق دهان خیس می شود. سدیم کربنات همچنین برای از بین بردن کپک چوب یا سایر مواد به کار می رود. Occurrence
سدیم کربنات در آب محلول است. اما به طور طبیعی در بخش های خشک، به خصوص در رسوب های معدنی شکل گرفته از تبخیر آب دریاچه ها یافت می شود. رسوبات معدنی نمک های قلیایی طبیعی، ترکیبی از سدیم کربنات و سدیم بی کربنات است که از کف دریاچه های خشک شده موجود در مصر از زمان های گذشته استخراج می شده است تا در تهیه مومیایی و نیز ساخت ابتدایی شیشه استفاده شوند. سدیم کربنات به سه صورت ترکیب هیدراته شناخته شده است: سدیم کربنات 2 آبه، سدیم کربنات 7 آبه و سدیم کربنات تک آبه. تولید
Trona یعنی سدیم بی کربنات کربنات 2 آبه، در مناطق مختلفی از ایالات متحده استخراج می شود و تمام سدیم کربنات نیاز داخل را تامین می کند.در ایران نیز مهمترین مکان تولید آن در شهرستان سرخه کارخانه جات کربنات سدیم سرخه می باشد که در جنوب غربی شهرسرخه در شهرستان سرخه ، استان سمنان واقع شده است . رسوبات عظیم و طبیعی از آن در سال 1938 در نزدیکی Green River یافت شد و استخراج معادن در آمریکای شمالی بیشتر با توجه به جنبه اقتصادی و نه تولید صنعتی صورت گرفت. این ماده از دریاچه های قلیایی نیز به دست می آید، همچون دریاچه ی Magadi در کنیا که البته با استفاده از فرایند لاروبی از روش های ابتدایی به دست می آید و به طور طبیعی تجدید می شود و بنابراین هیچ گاه این منبع طبیعی پایان نمی پذیرد. Barilla & Kelp بسیاری از انواع گیاهانی که در آب های شور زیست می کنند و در مقابل آب شور مقاومند می توانند انواع ناخالص سدیم کربنات را به ما بدهند و این منابع شکل رایج و کنونی مورد استفاده در اروپا و سایر مناطق تا قرن 19 بود. گیاهان خشکی زی مانند درخت اشنا و نیز علف شوره یا خزه و جلبک های دریایی ابتذا جمع آوری شده و پس از خشک کردن سوزانده می شدند. خاکستر حاصل با آب شسته می شد تا محلول قلیایی تشکیل شود. این محلول پی از جوشانده شدن و خشک شدن محصول نهایی را به ما می دهد که Soda Ash نامیده می شود. این نام قدیمی برگرفته از منبع اولیه ی گیاهی آن است که یک بوته یک ساله به نام Salsola soda barilla plant است. غلظت سدیم کربنات موجود در Soda Ash بازه گسترده ای دارد، از 3-2% موجود در “kelp” که خزه و جلبک به دست می آید تا تا 30% موجود در بهترین “barilla” که از گیاهان علف شوره موجود در اسپانیا به دست می آید. منابع گیاهی و جلبک مورد استفاده برای Soda Ash، و نیز برای پتاس های قلیایی مرتبط، به طور افزاینده ای تا پایان قرن 18 ناکافی به نظر می رسیدند. و جستجو برای یافتن راه های تجاری و پایدار برای ساخت و سنتز این ماده از نمک ها و سایر مواد شیمیایی روز به روز گسترش می یافت. فرایند Leblanc
در سال 1791، شیمیدان فرانسوی نیکلاس لبلنک روشی نوین را برای تولید سدیم کربنات از نمک، سولفوریک اسید، و ذغال سنگ به ثبت رساند. نخست نمک دریایی(سدیم کلرید) در سولفوریک اسید جوشانده می شد تا سدیم سولفور و گاز هیدروژن کلرید تولید شود. همچنان که در واکنش زیر مشاهده می کنید. 2nacl+… سپس، مخلوط سدیم سولفور با سنگ آهک خرد شده( کلسیم کربنات) و ذغال حرارت داده می شد تا سدیم کربنات به همراه کربن دی اکسید و کلسیم سولفور حاصل شود.
سدیم کربنات از عصاره گیری خاکستر و آب به دست می آمد، و با تبخیر آب موجود، جمع آوری می شد. هیدروکلریک اسید حاصل از فرایند لبلنک، یکی از منابع اصلی آلودگی هوا است و کلسیم سولفید که به عنوان یک محصول جانبی تلقی می شود یک فرآورده بیهوده می باشد. البته با این توصیفات، روش اصلی تولید سدیم کربنات تا اواخر دهه ی 1880 همین روش فوق الذکر بود. فرایند سولوای (Solvay)
در سال 1861، یکی از شیمیدانان صنایع بلژیک، ارنست سولوای، روشی را معرفی کرد که سدیم کلرید با استفاده از آمونیاک به سدیم کربنات تبدیل می شود. این فرایند در یک برج بزرگ میان تهی صورت می گیرد و در انتهای این برج کلسیم کربنات (سنگ آهک) حرارت داده می شود تا کربن دی اکسید به دست آید:
و از قسمت بالای برج، محلول غلیظی از سدیم کلرید و آمونیک وارد آن می شود. به محض این که در میان آن کربن دی اکسید بجوشد، سدیم بی کربنات تهنشین می شود:
سپس سدیم بی کربنات با حرارت دادن در شکل سدیم کربنات ظاهر می شود و آب و کربن دی اکسید سایر فراورده ها را تشکیل می دهند. ضمناً، آمونیاک از فراورده جانبی آمونیوم کلرید مجدداً تولید می شود و این زمانی رخ می دهد که در مجاورت آهک (کلسیم هیدروکسید) باقیمانده از واکنش تولید کربن دی کسید قرار گیرد.
به این دلیل که فرایند سولوای آمونیاک مصرف شده را باز می گرداند و تنها آب شور و آهک طی آن به مصرف می رسد و تنها فراورده ی اضافی آن کلسیم کلرید است، اساساً از نظر اقتصادی نسبت به فرایند لبلنک برتری دارد و به سرعت در تولیدات سدیم کربنات به عنوان روشی اصلی و کارامد مطرح شد. تا سال 1900، 90% سدیم کربنات تحت این فرایند تولید شد و آخرین پایگاه تولید سدیم کربنات که با استفاده از روش قبلی یعنی روش لبلنک فعالیت می کرد، در آغاز دهه ی 1920 بسته شد. فرایند Hou
توسط شیمی دان چینی به نام Hou Debang در دهه ی 1930 معرفی شد. این فرایند در مراحل اولیه مشابه فرایند سولوای است. اما به جای واکنش دادن محلول باقیمانده با آهک، کربن دی اکسید و آمونیاک یک محلول تشکیل می دهند و سدیم کلرید هنگامی که دما به حد 40 درجه سانتیگراد رسید به محلول اضافه می شود. سپس محلول تا 10 درجه سانتیگراد سرد می شود. آمونیوم کلرید تهنشین شده و با فیلترگذاری جدا می شود. و در ادامه محلول مجدداً برای تولید سدیم بی کربنات به کار گرفته می شود. این روش مشکل تولید کلسیم کلرید را حل کرده و از محصول جانبی آمونیوم کلریدnh4cl) نیز جهت کود دهی استفاده می شود. این روش، روش روز تولید سدیم کربنات در صنایع کنونی جهان است.
اسید و باز
کلمه «اسید» (به انگلیسی:acid) از واژه لاتین acidus به معنای «ترش مزه» آمده‌است. تعاریف گوناگونی برای اسید و باز وجود دارد، از جمله تعاریف آرنیوس، لوری-برونستد و لوییس.
تعریف قدیمی
اسیدها موادی ترش مزه اند خاصیت خورندگی دارند شناساگرها را تغییر رنگ می‌دهند و بازها را خنثی می‌کنند.بازها موادی با مزه گس-تلخ اند حالتی لزج دارند شناساگرها را تغییر رنگ می‌دهند و اسیدها را خنثی می‌کنند.
لی بیگ: اسیدها موادی اند که در ساختار خود هیدروژن یا هیدروژن هایی دارند که در واکنش با فلزها توسط یون های فلز جایگزین می‌شوند.
آرنیوس: اسیدها موادی هستند که ضمن حل شدن در آب یون +H آزاد می‌کنند. بازها موادی هستند که ضمن حل شدن در آب یون -OH آزاد می‌کنند.این تعریف فقط به موادی محدود می‌شود که در آب قابل حل باشند. حدود سال ۱۸۰۰، شیمی دانان فرانسوی از جمله آنتوان لاووازیه، تصور می‌کرد که تمام اسیدها دارای اکسیژن هستند. شیمی دانان انگلیسی از جمله سر همفری دیوی، معتقد بود که تمام اسیدها دارای هیدروژن هستند. شیمی دان سوئدی، سوانت آرنیوس، از این عقیده برای گسترش تعریف اسید استفاده نمود.
لوری-برونستد: اسید گونه‌ای است که در واکنش شیمیایی پروتون (یون+H)می دهد و باز گونه‌ای است که در واکنش شیمیایی پروتون (یون+H)می پذیرد. لوری و برونستد این تعریف را بیان کردند، که از آن بر خلاف تعریف آرنیوس می‌توان در محیط غیر آبی هم استفاده کرد.
لوییس: اسیدها موادی هستند که در واکنش های شیمیایی پیوند داتیو می پذیرند. بازها موادی هستند که در واکنش های شیمیایی پیوند داتیو می‌دهند.تعریف لوییس را با نظریه اوربیتال مولکولی هم می‌توان بیان کرد. به طور کلی، اسید می‌تواند یک جفت الکترون از بالاترین اوربیتال خالی در پایین اوربیتال خالی خود دریافت کند. این نظر را گیلبرت ن. لوییس مطرح کرد. با وجود این که این تعریف گسترده ترین تعریف است، تعریف لوری-برونستد کاربرد بیشتری دارد. با استفاده از این تعریف می‌توان میزان قدرت یک اسید را هم مشخص نمود. از این مفهوم در شیمی آلی هم استفاده می‌شود (مثلاً در کربوکسیلیک اسید).
نام گذاری
اسیدها بر اساس آنیون هایشان نام گذاری می‌شوند. پسوند یونی را حذف و با پسوندی جدید جایگزین می‌کنیم (گاهی اوقات پیشوند)، طبق جدول زیر. برای مثال، HCl دارای آنیون کلرید است، پس پسوند -ید نام را به صورت هیدروکلریک اسید درمی آورد.
خواص شیمیایی
در آب بین اسید (HA) و آب تعادل زیر برقرار می‌شود که آب به عنوان یک باز رفتار می‌کند:
قلیایی
محیطی که در دمای ۲۵ درجه سانتی‌گراد، pH آن بیشتر از ۷ ‌باشد محیط قلیایی یا بازی نامیده می‌شود.قلیا عبارت است از ترکیبهای فلزهای قلیایی یا قلیایی خاکی که دارای گروه OH- هستند و محلول آنها می‌تواند چربی ها را در خود حل کند.
حالت
باز ها عموماً تلخ مزه هستند و حالت چرب مانند دارند و در واکنش خواهان گرفتن الکترون هستند باز ها با اسید واکنش نشان داده و تولید آب و نمک می‌کنند.
خصوصیات مشترک مواد قلیایی
تمام مواد قلیایی در برخورد با اسیدها از خود واکنش نشان می‌دهند؛همه آنها وقتی در آب حل می‌شوند به شکل یون هیدروکسید در می‌آیند.
چند ماده قلیای معروف: مایع سفید کننده، خون، آب دهان، صابون،آب دریا،آمونیاک
خواص عمومی اسیدها:
-         با فلزات واکنش می دهند.
-         دارای pH پایینی هستند.
-         زمانی که فنل فتالئین ( یک شاخص برای تعیین اسید و باز ) در حین تیتراسیون به محلول اسیدی اضافه می شود، محلول شفاف باقی می ماند.
تیتراسیون، فرایندی شیمیایی است که مقدار مشخصی از ماده ی اصلی نمونه ی حل شده با افزودن مقدار دقیق و مشخص از یک ماده ی حل شده ی دیگری معین می شود. محلول با غلظت معلوم به تدریج به محلولی که ناشناخته است، اضافه می شود( این کار با استفاده از یک بورت انجام می گیرد که یک لوله آزمایش دراز با دریچه ای در انتهای خود است ). این کار تا زمانی انجام می گیرد که به نقطه ی هم ارزی (نقطه ی پایان) برسد. مقدار ماده ی ناشناخته در این حالت می تواند محاسبه شود. نقطه ی هم ارزی با تغییر خاصی معین می شود. به عنوان مثال، از رنگ ماده ی شاخص مانند لیتموس یا خاصیت الکتریکی.
چه عاملی باعث ضعف یا قدرت اسیدها می شود؟
اسید قوی، اسیدی است که به آسانی تجزیه شود تا یون های هیدروژن تشکیل دهد. اسید ضعیف به راحتی نمی تواند تجزیه شود؛ بنابراین نمی تواند یون های هیدروژن را به راحتی تشکیل دهد.
پس عامل قدرت اسیدها تجزیه ی آسان و رها کردن یون هیدروژن است.
اسیدهایی مانند اسید استیک (HC2H3O2)، اسید هیدروفلوئوریک (HF)، اسید نیتروس ( اسیدی ناپایدار که فقط در محلول و به شکل نمک های نیترات شناسایی می شود( HNO2 ) جزو اسیدهای ضعیف هستند.
در شکل زیر تجزیه ی اسید استیک را مشاهده می کنید.
اسیدهایی مانند اسید هیدروکلریک (HCl)، اسید سولفوریک (H2SO4) و اسید نیتریک (HNO3) اسیدهایی قوی هستند.
خواص عمومی بازها:
-  الکترولیت هستند.
- سطح pH آن ها بالاست.
- زمانی که فنل فتالئین در هنگام تیتراسیون به محلول بازی اضافه شود، رنگ محلول، صورتی خواهد شد.
چه عاملی باعث ضعف یا قدرت بازها می شود؟
همانند یک اسید قوی، باز قوی به راحتی تجزیه می شود و یون های هیدروکسید تشکیل می دهد نه هیدرونیوم. باز ضعیف نمی تواند یه راحتی تجزیه شود؛ بنابراین نمی تواند به آسانی یون های هیدروکسید تولید کند.
پس عامل قدرت بازها تجزیه ی آسان و رها کردن یون هیدروکسید است.
بازهایی مانند آمونیاک (NH3)، یون فسفات ( -PO4) و آب (H2O) ضعیف هستند.
بازهایی مانند هیدروکسید سدیم (NaOH)، هیدروکسید پتاسیم (KOH) و اکسید کلسیم (CaO) بازهایی قوی هستند.
در شکل زیر مثالی از انتقال پروتون را می بینید:
استفاده از مفهوم جفت های مزدوج اسید و باز به ما اجازه می دهد تا نظر خود را راجع به قدرت نسبی اسیدها و بازها به راحتی بیان کنیم.
در جدول زیر غلظت یون هیدروژن و سطح pH را برای برخی مواد می بینیم:
منظور از درانو (Drano) نوعی ماده است که برای تمیزی و باز کردن لوله ها و فاضلاب به کار می رود.
در جدول زیر نیز افزایش قدرت برخی اسیدها و بازها را مشاهده می کنید:
در ضمن، اسید و باز مزدوج هر کدام از مواد نیز در کنار آن نوشته شده است.
از طرف دیگر، واژه ی قوی یا ضعیف برای اسیدها و بازها به معنای توانایی آن ها برای هدایت جریان الکتریسیته است.
اگر اسید یا باز قوی است، الکتریسیته را به طور قوی هدایت می کند و بالعکس.
اثبات تجربی رسانندگی اسید و باز:
با استفاده از یک لامپ و یک مدار ساده می توان این مطلب را به خوبی درک کرد. این مدار با محلولی که شامل مقادیر زیادی یون است، کامل خواهد شد. اگر از اسیدی مانند HCl در محلول هدایت جریان الکتریسیته استفاده شود، لامپ بسیار پرنور روشن خواهد شد. اگر مدار با محلولی که شامل هیچ یونی نیست یا تعداد کمی یون دارد، کامل شود، محلول مورد نظر الکتریسیته را هدایت نخواهد کرد یا به طور ضعیف رسانای جریان الکتریسیته خواهد بود. به عنوان مثال، اسید استیک باعث این ضعف می شود.
اصل رسانایی:
اسید یا بازی که جریان الکتریسیته را به طور قوی هدایت می کند، شامل مقادیر زیادی یون است و اسید یا باز قوی نامیده می شود.
قدرت پیوندی:
قدرت پیوندی اسیدها و بازها توسط مقادیر نسبی یون ها یا مولکول های آن ها در محلول معین می شود. پیوندها به صورت زیر نشان داده می شوند:
باز اسید
H-A M-OH که A یون منفی است و M یون مثبت است. اسیدهای قوی، یون های زیاد در محلول دارند؛ بنابراین پیوندهایی که H و A را متصل به هم نگه می دارند، باید ضعیف باشند. یعنی اسیدهای قوی به آسانی به یون های خود تجزیه می شوند.
اسیدهای ضعیف، بیش تر در محلول مولکول رها می کنند و تعداد یون های آن ها در محلول کم تر است؛ بنابراین پیوندهای نگه دارنده ی H و A باید قوی باشند. اسیدهای ضعیف به راحتی نمی توانند به یون های خود تجزیه شوند اما مولکول های آن ها متصل به هم باقی می ماند.
 
 
 
 
مندلیف
دیمتری ایوانویچ مندلیف دانشمند، شیمیدان بزرگ در فوریه 1834 در شهر «توبوسك» در سیبیری روسیه متولد شد او چهاردهمین فرزند خانواده بود پدرش مدیر مدرسه بود او پدر خود را در کودکی از دست داد. او در مدرسه توپولسک استعداد درخشان خود را در ریاضی و فیزیک نشان داد و عصرها بعد مدرسه در کارگاه شیشه گری به مادرش کمک می کرد مدتی بعد کارگاه شیشه گری آتش گرفت و همه سرمایه شان از دست رفت. دیمیتری برای یافتن شغل بهتر به سن پترزبورگ رفت و در آن جا به تدریس پرداخت در سال 1850 توانست بورس تحصیلی بگیرد و به تحصیل در رشته ریاضی، فیزیک و شیمی بپردازد. او خانواده خود را هم به سن پترزبورگ برد اما متاسفانه مادر و خواهرش به بیماری سل دچار شدند و جان خود را از دست دادند و او تنها شد فقر از یک سو و اندوه از سوی دیگر او را چنان بیمار ساخت که پزشکان تصور کردند او نیز به سل میتلا شده است و به او توصیه نمودند برای معالجه و استراحت به یک محل خوش آب و هوا مسافرت نماید. دیمیتری به جزایر کریمه رفت و مدتی را در آنجا ماند. پس از مدتی او سلامت روحی خود را بازیافت و به سنت پترزبورگ بازگشت.
مندلیف در محضر آ. وسکرسنکا شیمیدان بزرگ روسی علم شیمی را آموخت و در سال 1855 با دریافت یک مدال طلا فارغ التحصیل شد. او به شغل معلمی در دبیرستان پرداخت و چندی بعد کتاب شیمی آلی را که اولین کتاب درسی شیمی آلی روسی بود منتشر نمود. پس از آن به فرانسه و آلمان دعوت شد تا در کنفرانس ها شرکت کند. کتاب بعدی او "اتحاد آب و الکل" بود. او در زمینه شیمی صنعتی درجه دکتری گرفت و استاد شیمی در دانشگاه سن پترزبورگ شد. پس از آن چند کتاب دیگر در زمینه شیمی منتشر نمود. در سال 1864 با دختری به نام فزووز لشوا در دانشگاه آشنا شد و ازدواج کرد. آنها دو فرزند داشتند اما ازدواج آنها سرانجام به طلاق و جدایی منجر شد.
در آن زمان همه عناصر شیمیایی هنوز شناخته نشده بودند و در سال 1869 شیمیدانها فقط شصت و سه عنصر را کشف کرده بودند به عقیده مندلیف خواص فیزیكی و شیمیایی عناصر تابعی از جرم اتمی آنها بود مندلیف عناصر بر اساس خواص مواد در خانه های عمودی و افقی یک جدول قرار داد او در این جدول عناصر را براساس وزنشان رده بندی نمود. این جدول از سبک ترین عنصر یعنی هیدروژن آغاز می شد و به سنگین ترین عنصر یعنی اورانیوم خاتمه پیدا می کرد. دیمتری مدتی بعد دوباره ازدواج کرد و از ازدواج دوم خود چهار فرزند دیگر دارا شد. دیمتری دارای اخلاقی عجیب بود و همواره مورد تمسخر اعضای انجمن شیمیدانان روسیه قرار می گرفت تنها مشوق او لوتادمیر دانشمند بزرگ شیمی بود. در سال های بعد عناصر اسکاندیوم و ژورمانیم نیز کشف شدند و مندلیف این عناصر را هم در جدول خود قرار داد. به کمک قانون تناوبی مندلیف پیش بینی خواص عناصر شیمیایی ناشناخته امکان پذیر شد و زمینه کشف عناصر توسط دانشمندان پایه ریزی شد قانون تناوبی راه کشف این عناصر را ممکن ساخت. این جدول نشان می داد كه در چه جاهایی مكان خالی برای عنصری ناشناخته باقی می ماند كه باید بعداً اشغال شود. با آگاهی از خواص عناصر موجود در نزدیکی این مكانهای خالی امکان پذیر شد که خواص مهم عناصر ناشناخته تخمین زده شود و خواصی مانند جرم اتمی، چگالی، نقطه ذوب و نقطه جوش ماده ناشناس بر اساس استدلال و محاسبه معین شود.
مندلیف در سال 1869 جدول خود را به جامعه شیمی روسیه تقدیم كرد . جدول مندلیف كه پیش بینی وجود 92 عنصر را می نمود درآغاز کسی از جدول او استقبال نکرد با گذشت زمان پیشگویی های مندلیف تحقق یافتند و عناصر مجهول با مشخصات از قبل پیش بینی شده و وزن مخصوص مشخص جای خود را یکی پس از دیگری در جدول مندلیف یافتند.

با اكتشاف آرگون در سال 1894 و هلیوم «رامزی» براساس جدول مندلیف وجود نئون و كریپتون و گزنون را پیش بینی نمود و در این هنگام جدول مندلیف شهرت عجیب و فوق العاده ای كسب نمود. از آن پس تمام آكادمی های كشورهای جهان جز روسیه او را به عضویت خود پذیرفتند.
مندلیف مردی آزادی خواه و علاقه مند به مسائل اجتماعی بود او مورد انتقاد دولت روسیه قرار گرفت و دولت روسیه او را به خارج از از روسیه فرستاد. مندلیف به پاریس رفت و در آزمایشگاه ورتس شیمیدان فرانسوی مشغول به کار شد . و مدتی هم به همکاری با بونزن شیمیدان و فیزیکدان آلمانی پرداخت . سپس به آمریکا سفر کرد و از چاه نفتی پنسسیلوانیا بازدید به عمل آورد . مندلیف هنگام کسوف سال 1906 به فرانسه رفت و برای تحقیق فضایی با بالون به هوا پرواز کرد . در سال 1906در لیست نامزدهای جایزه نوبل قرار گرفت ولی مواسان شیمیدان فرانسوی بیش از او رأی آورد و این جایزه به مندلیف نرسید . مندلیف یکی از چهره ها و شخصیت های محبوب مردم روسیه بود. او در زمان جنگ روسیه و ژاپن بعلت تقاضای مردم روسیه به کشورش روسیه باز گشت. مندلیف در دوم فوریه 1907 در سن هفتاد و سه سالگی درگذشت. سالها پس از مرگ او، در سال 1955 عنصر شماره 101 این جدول نیز کشف شد این عنصر به افتخار مندلیف به نام مندلیفیم نام گذاری شد . آخرین خانه خالی جدول مندلیف در سال 1938 با كشف (آكتینوم) در پاریس پر شد.