Par Chris Deziel – Mis à jour le 24 mars 2022

L'ion carbonate (CO₃²⁻) se combine avec les métaux alcalins pour former une variété de composés industriels et domestiques essentiels. Deux des plus largement utilisés sont le carbonate de sodium (Na₂CO₃) – communément appelé carbonate de sodium ou soude – et le carbonate de calcium (CaCO₃), la forme minérale de la calcite qui constitue la craie, le calcaire et le marbre.

De la nature à l'usine :comment est produit le carbonate de sodium

Alors que le carbonate de calcium se trouve naturellement dans le marbre, la craie, le calcaire et même dans les coquilles d'organismes marins, le carbonate de sodium est traditionnellement extrait du minerai de trona ou du minéral nahcolite (une forme naturelle de bicarbonate de sodium). Chauffer ces matières premières libère le sel souhaité.

De plus, l'industrie peut fabriquer du « carbonate de sodium synthétique » en faisant réagir du carbonate de calcium avec du chlorure de sodium :

CaCO₃ + 2NaCl → CaCl₂ + Na₂CO₃

Ce processus en sept étapes donne un produit de haute pureté utilisé dans une gamme d'applications.

pH et solubilité :deux composés basiques, des comportements différents

Les deux sels sont basiques. Dans une solution aqueuse 10 mM, le carbonate de sodium présente un pH de 10,97, tandis que le pH du carbonate de calcium est de 9,91. Le carbonate de sodium est modérément soluble dans l'eau et est un ajusteur de pH courant dans les piscines et les processus industriels.

La solubilité du carbonate de calcium est faible dans l’eau pure mais augmente en présence de CO₂ dissous, qui forme de l’acide carbonique. Cette propriété est à l'origine de l'érosion naturelle des formations calcaires par les eaux de pluie.

Applications industrielles et domestiques

Les fabricants de verre utilisent le carbonate de sodium comme flux; il abaisse le point de fusion de la silice, rendant la production de verre plus économe en énergie. Dans les maisons, le carbonate de sodium est utilisé pour adoucir l'eau, assainir les piscines et fixer les colorants.

Les principales utilisations du carbonate de calcium sont dans la construction :il sert d’additif pour mortier, de composant clé des cloisons sèches et des composés à joints, et de pigment dans la peinture. Les jardiniers l'utilisent comme équilibreur du pH du sol, et on le trouve également dans de nombreux antiacides et suppléments de calcium.

Principaux points à retenir

• Le Na₂CO₃ (soude de soude) est plus soluble et a un pH plus élevé que le CaCO₃ (calcite).
• Le CaCO₃ est abondant et constitue environ 4 % de la croûte terrestre.
• Il s'agit de deux poudres blanches largement utilisées dans l'industrie et les ménages.
• Le carbonate de sodium synthétique peut être produit en faisant réagir du CaCO₃ avec du NaCl.