سود سوزآور؛ ویژگی ها و کاربردهای آن

سود سوزآور؛ ویژگی ها و کاربردهای آن

تکه های 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 می شود، در بازار نیز به فروش می رسد.
هیدروکسید سدیم جامد (فرمول سود سوزآور NaOH است) در واقع توده جامدی است که پوسته پوسته شده است. این ترکیب سفید مات یا شیری است.
این ماده در آب و الکل محلول بوده و رطوبت بالایی را جذب می کند. به عنوان یک ماده شیمیایی خورنده طبقه بندی می شود. هیدروکسید سدیم از تبخیر ترکیب سود سوزآور مایع به دست می آید.
اگر در بازار به نام های رایج زیر برخورد کنید، معنی آن همان ماده قلیایی سود سوزآور است. نام های دیگر آن عبارت اند از:

هیدروکسید سدیم جامد؛ هیدروکسید سدیم؛ سود سوزآور؛ NaOH، NaOH جامد؛ هیدروکسید ناتریوم؛ سدیم هیدراته؛

سود سوزآور جامد در فرآیندهای سنتز ترکیبات آلی، پالایش فرآورده های نفتی، صنایع نساجی برای تولید ابریشم و سفیدکننده پارچه، صنایع کاغذسازی و تولید صابون، فلز آلومینیوم، سدیم، شیشه و غیره استفاده می شود.

نگاهی کوتاه به تاریخچه سود سوزآور

هیدروکسید سدیم اولین بار توسط تولید کنندگان صابون ساخته شد. این روش طبق دستورالعمل تهیه صابون که در کتابی به زبان عربی منتشر شده بود انجام شد. کتاب مذکور توسط پادشاه یمن به نام مظفر یوسف بن عمر بن علی بن رسول گردآوری شده است. این روش یکی از اختراعات صنعتی آن زمان به شمار می رفت.
در روش پیشنهاد شد 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 اینجاست که اکثر تولیدکنندگان صابون در کشورهای اروپایی روش تولید خود را بر اساس این نوآوری ها قرار داده و از آن پیروی کرده اند.
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 غیر معمول 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.

سود سوزآور از چه چیزی ساخته می شود؟

فلیک هیدروکسید سدیم در واقع از سود سوزآور مایع ساخته می شود. در این روش از فناوری غشای سلولی استفاده می شود. سود کاستیک جامد تولید شده در این روش دارای بهترین کیفیت بوده و عاری از آلاینده هایی مانند فلزات سنگین می باشد.
محصول این فرآیند بسیار جاذب رطوبت و محلول در آب بوده و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.
خلوص این محصول حداقل 99 درصد است. هیدروکسید سدیم جامد معمولاً در کیسه های پلی اتیلن یا پلی پروپیلن (PP/PE) با وزن استاندارد 25 کیلوگرم بسته بندی می شود.
در قسمت های بعدی بیشتر در مورد بسته بندی محصول توضیح خواهیم داد.
هیدروکسید سدیم (فرمول سود سوزآور NaOH) نیز یک ترکیب معدنی (معدنی) است. این ترکیب بر اساس و از یک فلز جامد که سدیم است ساخته شده است. سدیم جامد، سفید و بسیار سوزاننده است و در میان نمک های قلیایی طبقه بندی می شود

سود سوزآور جامد معمولاً به صورت گلوله های مسطح، پولک، گرانول و محلول های آماده استاندارد با غلظت های 30 و 50 درصد در حجم های مختلف موجود است.
هیدروکسید سدیم در محلول اشباع غلظت تقریباً 50 درصد وزنی را با آب تشکیل می دهد. هیدروکسید سدیم در آب، اتانول و متانول محلول است. این ماده قلیایی به راحتی رطوبت و دی اکسید کربن موجود در هوا را جذب می کند.
تقریباً بیشترین مقدار سود سوزآور از طریق الکترولیز محلول کلرید سدیم تولید می شود.
در روش الکترولیز از یکی از سه نوع سلول الکتروشیمیایی جیوه ای، سلول دیافراگمی و سلول های غشایی استفاده می شود. فرآیند الکترولیز به طور کلی 2.25 تن سود سوزآور 50 درصد در هر تن کلر تولید می کند.
ماده اولیه برای تولید سود سوزآور جامد نمک معمولی (کلرید سدیم) است که معمولاً به صورت رسوبات زیرزمینی یافت می شود و در یک منبع آب حل می شود و با فشار زیاد به سطح پمپ می شود.
محلول کلرید سدیم نمک نامیده می شود که خوراک اولیه برای تولید سود سوزآور است.

مراحل تهیه سود سوزآور

1- الکترولیز سلول جیوه
در روش 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 می دهد.
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. سلول های جیوه به دلیل ملاحظات زیست محیطی و سیاست های دولت ها به تدریج منسوخ شدند.
در سلول جیوه، یون های سدیم و کلرید به ترتیب به صورت یون های آمالگام سدیم جیوه و کلر تخلیه می شوند. آمالگام به یک محفظه (محفظه) کاملا مجزا منتقل می شود و در آنجا با آب واکنش می دهد.
در نهایت محلولی از هیدروکسید سدیم و گاز هیدروژن تولید می شود.

2- روش الکترولیز سلول دیافراگمی

سلول دیافراگم معمولاً از آزبست ساخته شده است. در این سلول، جریان آب نمک از آند به کاتد رخ می دهد که فضای گاز کلر و هیدروژن را از طریق یک دیافراگم جدا می کند.
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 برگشت پذیر یون های هیدروکسید از کاتد به آند جلوگیری می شود.

3- الکترولیز سلول غشایی

در فرآیند غشایی، برای تولید سود سوزآور ایرانی، غشای تبادل یونی به عنوان سدی در برابر جریان های گاز و مایع عمل می کند و تنها به یون های سدیم اجازه عبور از هر دو محفظه را می دهد.
یون های سدیم هیدراته از غشا عبور می کنند و هیدروکسید سدیم در کاتدی که هیدروژن از آن آزاد می شود تولید می شود.
گاز کلر در آند آزاد می شود. در این روش غشا یک کوپلیمر تترا فلوئورواتیلن یا مونومر فلوئور مشابه است.

 مقایسه ساده بین هر سه روش فوق در تولید سود سوزآور

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 به عنوان پساب آزاد شود.
سلول های 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 سلول های غشایی برای تولید سود سوزآور به دلیل کاهش هزینه های سرمایه اولیه و انرژی و نداشتن مشکلات زیست محیطی در حال رشد است.
محصول به دست آمده به روش سلول غشایی خالص تر است. به این ترتیب ممبران ها می توانند جریان های مختلفی را در محلول عبور دهند و با هزینه کمتر مصرف برق، فرآیند تولید را انجام دهند.