Natriumpercarbonat

Natriumpercarbonat (2 Na₂CO₃ · 3 H₂O₂) ist eine Anlagerungsverbindung (Addukt) von Wasserstoffperoxid H₂O₂ an Natriumcarbonat (Soda, Na₂CO₃).

Strukturformel
Allgemeines
Name	Natriumpercarbonat
Andere Namen	Natriumcarbonatperoxohydrat, Natriumcarbonat-peroxyhydrat SODIUM CARBONATE PEROXIDE (INCI)
Summenformel	2 Na2CO3 · 3 H2O2
Kurzbeschreibung	farb- und geruchloses, brandförderndes Pulver
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 15630-89-4 EG-Nummer 239-707-6 ECHA-InfoCard 100.036.082 PubChem 159762 ChemSpider 140471 Wikidata Q420070
Eigenschaften
Molare Masse	314,02 g·mol^−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,14 g·cm^−3
Schmelzpunkt	Zersetzung bei ca. 60 °C
Löslichkeit	leicht löslich in Wasser (150 g·l^−1 bei 20 °C)
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung Gefahr H- und P-Sätze H: 272​‐​302​‐​318 P: 220​‐​280​‐​305+351+338
Toxikologische Daten	1034 mg·kg^−1 (LD50, Ratte, oral)
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Geschichte

Natriumpercarbonat (PCS) ist seit 1899 bekannt. Es konnte sich als Bleichmittel in Waschpulvern gegen das chemisch beständigere Natriumperborat nicht durchsetzen. Nur während des Ersten und Zweiten Weltkriegs, als Bormineralien knapp waren, erfolgte in Deutschland eine nennenswerte Produktion. Nach dem Zweiten Weltkrieg blieb PCS ein Nischenprodukt für Gebissreiniger und Fleckenwasser. Erst Anfang der 1990er wurde durch neue Coating-Verfahren (Beschichtung der PCS-Kristalle) die Lagerfähigkeit erhöht und Natriumpercarbonat ein marktfähiges Bleichmittel.

Gewinnung und Darstellung

Die Herstellung von Natriumpercarbonat erfolgt industriell nach einem trockenen Spray-Granulationsverfahren oder einem nassen Kristallisations-Verfahren. Beide Verfahren bauen auf einer Anlagerung von Wasserstoffperoxid an Natriumcarbonat auf:

Beim klassischen Nassverfahren wird eine Natriumcarbonatlösung mit Wasserstoffperoxid versetzt und durch Kühlung auskristallisiertes Natriumpercarbonat abzentrifugiert. Anschließend wird in einem Wirbelbetttrockner auf die gewünschte Restfeuchte getrocknet.

Beim trockenen Spray-Granulationsverfahren werden eine Natriumcarbonat- und eine Wasserstoffperoxid-Lösung gemeinsam auf ein von Warmluft durchströmtes Wirbelbett aus kleinen Natriumpercarbonat-Impfkristallen gesprüht und zum Auskristallisieren gebracht. Entstehende Feuchtigkeit wird mit der Luft ausgetragen.

Beide Verfahren können kontinuierlich betrieben werden. Nicht umgesetzte Rohstoffe werden in den Reaktionsraum zurückgeführt. Im Vergleich zum Spray-Granulationsverfahren ist der Energiebedarf beim Nassverfahren, durch die Vorabscheidung des Lösewassers (Mutterlauge) vor der Trocknung, prozeßbedingt geringer. Die etwas stärker strukturierte Oberfläche der im Nassverfahren hergestellten Kristalle wirkt sich positiv bei der Herstellung von Spülmaschinen- bzw. Waschmitteltabs aus. Typische Verunreinigungen von technischem Natriumpercarbonat sind Natriumcarbonat (< 15 %), Natriumsulfat (< 10 %) und Natriumchlorid (< 5 %).

2004 betrug die Produktionskapazität in den EU-25-Staaten fast 500.000 Tonnen. Damit zählt es zu den chemischen Substanzen, die in großen Mengen hergestellt werden („High Production Volume Chemical“, HPVC) und für die von der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) eine Datensammlung zu möglichen Gefahren („Screening Information Dataset“, SIDS) angefertigt wurde.

Eigenschaften

Natriumpercarbonat bildet farblose Kristalle, die sich gut in Wasser lösen, die Lösung reagiert stark alkalisch. Der Feststoff ist reizend und ätzend. Unter Wärmeeinwirkung wird ab 50 °C das Wasserstoffperoxid wieder abgespalten, das weiter zu Wasser und aktivem Sauerstoff zerfällt. Mit zunehmender Temperatur steigert sich die Reaktionsgeschwindigkeit.

Verwendung

Natriumpercarbonat als Bleichmittel und Oxidationsmittel ist ökologisch weniger bedenklich als das früher vielfach verwendete Natriumperborat, da es kein Bor enthält. Im Gegensatz zu Natriumperborat ist Natriumpercarbonat für Pflanzen ungiftig. Natriumpercarbonat ist Bestandteil vieler Wasch- und Maschinengeschirrspülmittel. Es setzt beim Reinigungsvorgang ab 60 °C Sauerstoff frei, der bleichbare Flecken (unter anderem von Tee, Rotwein, Gras oder Obst) beseitigt. Die Farbstoffe werden oxidiert und dadurch farblos, teilweise werden fleckenbildende Substanzen sogar in wasserlösliche überführt und mit der Waschlauge entfernt. Soll die Wirkung schon bei Temperaturen unter 60 °C bzw. 50 °C einsetzen, wird dem Reinigungsmittel ein Bleichaktivator beigemischt.

Natriumpercarbonat ist neben verschiedenen Tensiden und Enzymen der Hauptwirkstoff vieler Haushaltswaschmittel mit Bleichwirkung, die mit Begriffen wie „Aktiv-Sauerstoff“ oder der vorangestellten Bezeichnung „Oxi-“ beworben werden.

Einzelnachweise

1. Eintrag zu SODIUM CARBONATE PEROXIDE in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 17. April 2020.
2. Eintrag zu Dinatriumcarbonat, Verbindung mit Hydrogenperoxid (2:3) in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 8. Februar 2017. (JavaScript erforderlich)
3. OECD: Screening Information Dataset (SIDS) Initial Assessment Report (SIAR) für Disodium carbonate, compound with hydrogen peroxide (2:3), abgerufen am 3. Oktober 2014.
4. Hansagroup: Sicherheitsdatenblatt