تکه‌های سود سوزآور یا جامدات سود سوزآور (هیدروکسید سدیم) یک ترکیب قلیایی رایج و شناخته شده است. این جامد که معمولاً به عنوان هیدروکسید سدیم یا سود سوزآور شناخته می‌شود، در بازار نیز به‌فروش می‌رسد. هیدروکسید سدیم جامد (فرمول سود سوزآور NaOH است) در واقع توده جامدی است که پوسته پوسته شده‌است. این ترکیب، سفید مات یا شیری است.

این ماده در آب و الکل محلول بوده و رطوبت بالایی را جذب می‌کند. به‌عنوان یک ماده شیمیایی خورنده طبقه‌بندی می‌شود. هیدروکسید سدیم از تبخیر ترکیب سود سوزآور مایع به دست می‌آید.

اگر در بازار به نام‌های رایج زیر برخورد کنید، معنی آن همان ماده قلیایی است:

• هیدروکسید سدیم جامد
• هیدروکسید سدیم
• سود سوزآور
• NaOH
• NaOH جامد
• هیدروکسید ناتریوم
• هیدرات سدیم

سود سوزآور جامد در فرآیندهای سنتز ترکیبات آلی، پالایش فرآورده‌های نفتی، صنایع نساجی برای تولید ابریشم و سفیدکننده پارچه، صنایع کاغذسازی و تولید صابون، فلز آلومینیوم، سدیم، شیشه و غیره استفاده می‌شود. در این مقاله از پاکدانمهر قصد داریم به بررسی روش تولید سود پرک و چالش‌های آن بپردازیم.

نگاهی کوتاه به تاریخچه و روش تولید سود پرک

هیدروکسید سدیم اولین بار توسط تولیدکنندگان صابون ساخته‌شد. این روش طبق دستورالعمل تهیه صابون که در کتابی به زبان عربی منتشر‌شده‌بود انجام شد.

کتاب مذکور توسط پادشاه یمن به نام مظفر یوسف‌ بن‌ عمر بن علی بن رسول گردآوری شده‌است. این روش یکی از اختراعات صنعتی آن زمان به شمار می‌رفت.

در این روش تولید سود پرک پیشنهاد شده که آب از محلول قلیایی عبور داده شود. بنابراین، محصول نهایی ترکیبی از هیدروکسید سدیم خواهد بود. ترکیب قلیایی در این روش از کربنات سدیم خام و آهک زنده یا اکسید کلسیم انتخاب شد.

جالب اینجا است که اکثر تولیدکنندگان صابون در کشورهای اروپایی روش تولید خود را براساس این نوآوری‌ها قرار داده و از آن پیروی کرده‌اند.

در سال 1791، شیمیدان و جراح فرانسوی Nicolas Leblanc (1742-1806) فرآیندی را برای تولید انبوه کربنات سدیم اختراع کرد، “خاکستر سودا” طبیعی (= کربنات سدیم ناخالص به دست آمده از خاکستر گیاهان غنی از سدیم).

روش جدید با روش غیرمعمول قبلی جایگزین شد. با این حال، در قرن بیستم، روش اصلی تولید هیدروکسید سدیم جامد یا سود سوزآور، الکترولیز سدیم کلرید است که در بخش بعدی توضیح داده خواهد شد.

برای مطالع مقاله «سود سوزآور: یک عنصر کلیدی برای زندگی روزمره» کلیک کنید.

سود سوزآور از چه چیزی ساخته می‌شود؟

در توضیح روش تولید سود پرک باید گفت، فلیک هیدروکسید سدیم در واقع از سود سوزآور مایع ساخته می‌شود. در این روش از فناوری غشای سلولی استفاده می‌شود. سود کاستیک جامد تولید شده در این روش دارای بهترین کیفیت بوده و عاری از آلاینده‌هایی مانند فلزات سنگین می‌باشد.

محصول این فرآیند بسیار جاذب رطوبت و محلول در آب بوده و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

خلوص این محصول حداقل 99 درصد است. هیدروکسید سدیم جامد معمولاً در کیسه‌های پلی اتیلن یا پلی پروپیلن (PP / PE) با وزن استاندارد 25 کیلوگرم بسته‌بندی می‌شود.

هیدروکسید سدیم (فرمول سود سوزآور NaOH) نیز یک ترکیب معدنی (معدنی) است. این ترکیب براساس و از یک فلز جامد که سدیم است ساخته شده‌است. سدیم جامد، سفید و بسیار سوزاننده است و در میان نمک‌های قلیایی طبقه‌بندی می‌شود.

سود سوزآور جامد معمولاً به صورت گلوله‌های مسطح، پولک، گرانول و محلول‌های آماده استاندارد با غلظت‌های 30 و 50 درصد در حجم‌های مختلف موجود است.

هیدروکسید سدیم در محلول اشباع غلظت تقریباً 50 درصد وزنی را با آب تشکیل می‌دهد. هیدروکسید سدیم در آب، اتانول و متانول محلول است. این ماده قلیایی به راحتی رطوبت و دی اکسید کربن موجود در هوا را جذب می‌کند.

تقریباً بیشترین مقدار سود سوزآور از طریق الکترولیز محلول کلرید سدیم تولید می‌شود.

در روش الکترولیز از یکی از سه نوع سلول الکتروشیمیایی جیوه‌ای، سلول دیافراگمی و سلول‌های غشایی استفاده می‌شود. فرآیند الکترولیز به طور کلی 2.25 تن سود سوزآور 50 درصد در هر تن کلر تولید می‌کند.

ماده اولیه تولید سود سوزآور جامد نمک معمولی (کلرید سدیم) است که معمولاً به صورت رسوبات زیرزمینی یافت می‌شود و در منبع آب حل می‌شود و با فشار زیاد به سطح پمپ می‌شود.

چگونه سود سوزآور درست کنیم؟

1- الکترولیز سلول جیوه

در روش تولید سود پرک به صورت سنتی، الکترولیز برای تولید سود سوزآور جامد در سلول آمالگام جیوه یا سلول دیافراگمی انجام شد. با در نظر گرفتن الکترولیز، سلول غشایی تبادل یونی مزایای زیست محیطی و اقتصادی بهتری ارائه می‌دهد.

در ایالات متحده، روش اصلی تولید هیدروکسید سدیم در الکترولیز از طریق سلول دیافراگمی است، در حالی که سلول‌های جیوه و غشایی بیشتر در اروپا استفاده می‌شوند. سلول‌های جیوه به‌دلیل ملاحظات زیست محیطی و سیاست‌های دولت‌ها به‌تدریج منسوخ شدند.

در سلول جیوه، یون‌های سدیم و کلرید به‌ترتیب به‌صورت یون‌های آمالگام سدیم جیوه و کلر تخلیه می‌شوند. آمالگام به یک محفظه (محفظه) کاملا مجزا منتقل می‌شود و در آنجا با آب واکنش می‌دهد.

در نهایت محلولی از هیدروکسید سدیم و گاز هیدروژن تولید می‌شود.

2- روش الکترولیز سلول دیافراگمی

دومنی روش تولید سود پرک روش الکترولیز سلو‌ل‌های دیافراگمی است. سلول دیافراگم معمولاً از آزبست ساخته‌شده‌است. در این سلول، جریان آب نمک از آند به کاتد رخ می‌دهد که فضای گاز کلر و هیدروژن را از طریق یک دیافراگم جدا می‌کند.

با تخلیه یون‌های هیدروژن، یون‌های هیدروکسید با یون‌های سدیم محلول در محفظه کاتد جمع می‌شوند و هیدروکسید سدیم (سودا) تولید می‌کنند.

با جریان مایع از یک محفظه به محفظه دیگر، از مهاجرت برگشت‌پذیر یون‌های هیدروکسید از کاتد به آند جلوگیری می‌شود.

3- الکترولیز سلول غشایی

در فرآیند غشایی، برای تولید سود سوزآور ایرانی، غشای تبادل یونی به عنوان سدی در برابر جریان‌های گاز و مایع عمل می‌کند و تنها به یون‌های سدیم اجازه عبور از هر دو محفظه را می‌‍‌دهد.

یون‌های سدیم هیدراته از غشا عبور می‌کنند و هیدروکسید سدیم در کاتدی که هیدروژن از آن آزاد می‌شود تولید می‌شود.

گاز کلر در آند آزاد می‌شود. در این روش غشا یک کوپلیمر تترا فلوئورواتیلن یا مونومر فلوئور مشابه است.

نمونه‌ای از این واکنش‌ها را در شکل زیر مشاهده می‌کنید:

مقایسه ساده بین هر سه روش تولید سود پرک

سلول‌های جیوه ارزان‌تر از سلول‌های دیافراگمی هستند که هزینه استفاده از برق برای تولید سود سوزآور ارزان‌تر است و محصولات بسیار غلیظ و خالص تولید می‌کنند، اما جیوه باید به‌عنوان پساب آزاد شود.

سلول‌های دیافراگمی برای تغلیظ محلول سودا به انرژی گرمایی زیادی نیاز دارند. اگر ساختار ارزان‌تری داشته باشند، می‌توانند حتی ارزان‌تر از سلول‌های جیوه باشند.

استفاده از سلول‌های غشایی برای تولید سود سوزآور به‌دلیل کاهش هزینه‌های سرمایه‌اولیه و انرژی و نداشتن مشکلات زیست محیطی در حال رشد است.

محصول به‌دست‌آمده به‌روش سلول غشایی خالص‌تر است. به این ترتیب ممبران‌ها می‌توانند جریان‌های مختلفی را در محلول عبور دهند و با هزینه کمتر مصرف برق، فرآیند تولید را انجام دهند.

4- مروری بر فرآیند کلر قلیایی

هیدروکسید سدیم جامد به دلیل تغییرات شیمیایی در فرآیند کلر قلیایی به صورت محلول 50 درصد تولید می‌شود. در این فرآیند گاز کلر نیز تولید می‌شود. هیدروکسید سدیم جامد از تبخیر آب از این محلول به دست می‌آید.

واکنش تولید سود سوزآور با محلول کربنات سدیم قلیایی را می‌توان در قسمت زیر مشاهده کرد (این روش در گذشته استفاده می‌شد):

Ca(OH)2+Na2CO3 → CaCO3+NaOH

فرآیند فوق در اواخر قرن نوزدهم با فرآیند Solvay جایگزین شد. فرآیند انفرادی به نوبه خود با فرآیند کلر قلیایی جایگزین شد که امروزه در صنعت برای تولید سود سوزآور استفاده می‌شود.

حلالیت سود سوزآور

حلالیت سود سوزآور در آب صفر درجه سانتی گراد 418 گرم در لیتر، در آب 25 درجه سانتی گراد 1000 گرم در لیتر و در دمای 100 درجه سانتی گراد 3370 گرم در لیتر است. همچنین در گلیسرول و آمونیاک محلول است. در اتر محلول نیست.

سخن پایانی

در این مقاله از پاکدانمهر به چهار روش تولید سود پرک اشاره شده که شما می‌توانید متناسب با نیاز خود نوع دلخواه آن را خریداری کنید. برای این کار تنها کافی است به سایت پاکدانمهر مراجعه کرده و سفارش خود را ثبت کنید.