【プロ講師解説】このページでは『炭酸ナトリウムNa2CO3の工業的製法「アンモニアソーダ法」（仕組みや覚え方など）』について反応式や図を用いて解説しています。解説は高校化学・化学基礎を扱うウェブメディア『化学のグルメ』を通じて6年間大学受験に携わるプロの化学講師が執筆します。

アンモニアソーダ法とは

塩化ナトリウムNaClや石灰石CaCO3を原料とした炭酸ナトリウムNa2CO3の工業的製法をアンモニアソーダ法といい、ベルギー人の化学者であるエルネスト・ソルベーが考えたことからソルベー法とも呼ばれる。

アンモニアソーダ法の仕組み

STEP1 石灰石CaCO3を熱分解する
STEP2 生石灰CaOを水に溶かす
STEP3 消石灰Ca(OH)2と塩化アンモニウムNH4Clを反応させる
STEP4 塩化ナトリウムNaClの飽和水溶液にNH3、CO2を順に吹き込む
STEP5 炭酸水素ナトリウムNaHCO3を熱分解する
Point!

まずは、アンモニアソーダ法の仕組みについて上のSTEPを使って説明していこう。

STEP1

石灰石CaCO3を熱分解する
\[
CaCO_{3} → CaO + CO_{2}
\]

CaCO3は炭酸塩の一種。
したがって、【熱分解反応】入試頻出3パターンの反応式の作り方などを解説にあるように、熱分解するとCO2と酸化物（ここではCaO）になる。

STEP2

生石灰CaOを水に溶かす
\[
CaO + H_{2}O → Ca(OH)_{2}
\]

CaOは金属元素が含まれる酸化物なので塩基性酸化物に分類される。
したがって、酸化物の反応（金属元素・非金属元素）にあるように、水と反応させると水酸化物ができる。

また、ここで水と反応させているCaOはSTEP1で作られたものだということも把握しておこう。

STEP3

消石灰Ca(OH)2と塩化アンモニウムNH4Clを反応させる
\[
Ca(OH)_{2} + 2NH_{4}Cl → CaCl_{2} + 2NH_{3} + 2H_{2}O
\]

Ca(OH)2は強塩基、NH4Clは弱塩基を含む塩なので弱塩基遊離反応が起こる。（弱塩基遊離反応について詳しくは【弱酸・弱塩基遊離反応】原理や公式、反応式の作り方などを参照）

また、ここで使われているCa(OH)2はSTEP2で、NH4ClはSTEP4で作られたものである。（STEP4で作られたものを使うのはおかしいと思うかも知れないが、実際は5つのSTEPはサイクルで連続して行われているため、前の回転のSTEP4で作られたものを使っていると考えればOK）

STEP4

塩化ナトリウムNaClの飽和水溶液にNH3、CO2を順に吹き込む
\[
NaCl + H_{2}O + NH_{3} + CO_{2} → NaHCO_{3} + NH_{4}Cl
\]

H2OとNH3はSTEP3で作られたもの。

STEP5

炭酸水素ナトリウムNaHCO3を熱分解する
\[
2NaHCO_{3} → Na_{2}CO_{3} + H_{2}O + CO_{2}
\]

NaHCO3は炭酸水素塩の１つ。
したがって、【熱分解反応】入試頻出3パターンの反応式の作り方などを解説にあるように、熱分解するとH2OとCO2と炭酸塩（ここではNa2CO3）になる。

全体の反応式

最後に、STEP1からSTEP5の反応を1つの式にまとめてみよう。

\[
2NaCl + CaCO_{3} → Na_{2}CO_{3} + CaCl_{2}
\]

STEP1とSTEP4で使ったNaClとCaCO3が反応物、最終的にできる生成物はNa2CO3とCaCl2である。
各STEPで登場する他の物質は、できて、また使われてという風に5STEPの流れの中で生成と消失が完結してしまうので、全体の反応式には書く必要がない。

アンモニアソーダ法の図

最後に、アンモニアソーダ法の流れを図にしてまとめておこう。

一問一答

問１

【】に当てはまる用語を答えよ。

塩化ナトリウムNaClや石灰石CaCO3を原料とした炭酸ナトリウムNa2CO3の工業的製法を【１】といい、ベルギー人の化学者であるエルネスト・ソルベーが考えたことから【２】とも呼ばれる。

【問１】解答/解説：タップで表示
解答：【１】アンモニアソーダ法【２】ソルベー法
STEP1 石灰石CaCO3を熱分解する
STEP2 生石灰CaOを水に溶かす
STEP3 消石灰Ca(OH)2と塩化アンモニウムNH4Clを反応させる
STEP4 塩化ナトリウムNaClの飽和水溶液にNH3、CO2を順に吹き込む
STEP5 炭酸水素ナトリウムNaHCO3を熱分解する
Point!


問２

石灰石CaCO3を熱分解するときの反応式を書け。
【問２】解答/解説：タップで表示
解答：CaCO3 → CaO + CO2
\[
CaCO_{3} → CaO + CO_{2}
\]

CaCO3は炭酸塩の一種。
したがって、【熱分解反応】入試頻出3パターンの反応式の作り方などを解説にあるように、熱分解するとCO2と酸化物（ここではCaO）になる。

問３

生石灰CaOを水に溶かすときの反応式を書け。
【問３】解答/解説：タップで表示
解答：CaO + H2O → Ca(OH)2
\[
CaO + H_{2}O → Ca(OH)_{2}
\]

CaOは金属元素が含まれる酸化物なので塩基性酸化物に分類される。
したがって、酸化物の反応（金属元素・非金属元素）にあるように、水と反応させると水酸化物ができる。

また、ここで水と反応させているCaOはSTEP1で作られたものだということも把握しておこう。

問４

消石灰Ca(OH)2と塩化アンモニウムNH4Clを反応させるときの反応式を書け。
【問４】解答/解説：タップで表示
解答：Ca(OH)2 + 2NH4Cl → CaCl2 + 2NH3 + 2H2O
\[
Ca(OH)_{2} + 2NH_{4}Cl → CaCl_{2} + 2NH_{3} + 2H_{2}O
\]

Ca(OH)2は強塩基、NH4Clは弱塩基を含む塩なので弱塩基遊離反応が起こる。（弱塩基遊離反応について詳しくは【弱酸・弱塩基遊離反応】原理や公式、反応式の作り方などを参照）

また、ここで使われているCa(OH)2はSTEP2で、NH4ClはSTEP4で作られたものである。（STEP4で作られたものを使うのはおかしいと思うかも知れないが、実際は5つのSTEPはサイクルで連続して行われているため、前の回転のSTEP4で作られたものを使っていると考えればOK）

問５

塩化ナトリウムNaClの飽和水溶液にNH3、CO2を順に吹き込むときの反応式を書け。
【問５】解答/解説：タップで表示
解答：NaCl + H2O + NH3 + CO2 → NaHCO3 + NH4Cl
\[
NaCl + H_{2}O + NH_{3} + CO_{2} → NaHCO_{3} + NH_{4}Cl
\]

H2OとNH3はSTEP3で作られたもの。

問６

【】に当てはまる用語を答えよ。

炭酸水素ナトリウムNaHCO3を熱分解するときの反応式を書け。

【問６】解答/解説：タップで表示
解答：2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2
\[
2NaHCO_{3} → Na_{2}CO_{3} + H_{2}O + CO_{2}
\]

NaHCO3は炭酸水素塩の１つ。
したがって、【熱分解反応】入試頻出3パターンの反応式の作り方などを解説にあるように、熱分解するとH2OとCO2と炭酸塩（ここではNa2CO3）になる。

問７

アンモニアソーダ法の全体の反応式を書け。
【問７】解答/解説：タップで表示
解答：2NaCl + CaCO3 → Na2CO3 + CaCl2
\[
2NaCl + CaCO_{3} → Na_{2}CO_{3} + CaCl_{2}
\]

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著者プロフィール

・化学のグルメ運営代表
・高校化学講師
・薬剤師
・デザイナー/イラストレーター

数百名の個別指導経験あり（過去生徒合格実績：東京大・京都大・東工大・東北大・筑波大・千葉大・早稲田大・慶應義塾大・東京理科大・上智大・明治大など）
2014年よりwebメディア『化学のグルメ』を運営
公式オンラインストアで販売中の理論化学ドリルシリーズ・有機化学ドリル等を執筆

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