boletin hidroxido-sodio

8/15/2019 boletin Hidroxido-sodio

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PROCESO DE OBTENCIÓN DEL HIDRÓXIDO DE SODIOEl Hidróxido de Sodio es una sustancia incolora e higroscópica que se vende en forma de trozos, escamas, hojuelas,granos o barras. Se disuelve en agua con fuerte desprendimiento de calor y la disolución acuosa se denomina lej ade sosa. !anto la sosa c"ustica como la lej a atacan la piel.En su mayor parte la sosa c"ustica y la lej a de sosa se obtienen en la electrólisis cloro# "lcali. Sin embargo, seobtiene una peque$a parte por caustificación de %arbonato de Sodio. Se calienta una solución de %arbonato deSodio con la cantidad correspondiente de cal apagada &Hidróxido de %alcio' as precipita el %arbonato de %alcioinsoluble y en la solución queda Hidróxido de Sodio.(e este m)todo se obtiene el nombre de sosa c"ustica para el Hidróxido de Sodio.

*a +% - %a& H'+ → %a% - ↓ + NaOH

APLICACIONES/a sosa c"ustica tiene muchas aplicaciones en la industria qu mica, principalmente en forma de lej a de sosa, que seprepara donde ha de usarse y en cualquier concentración deseada por disolución en agua de la sosa sólida. %omocampos principales de empleo citaremos0 industrias de algodón, seda artificial, pl"sticos, textiles y de jabón, en lafabricación de diversos productos qu micos, etc.

ALMACENAJE Y TRANSPORTE%omo la sosa c"ustica sólida es fuertemente higroscópica y reacciona r"pidamente con el (ióxido de %arbono delaire, formando %arbonato de Sodio0

+ *a H % + → *a +% - H+

Se envasa herm)ticamente en tambores y as se la amacena y distribuye. %omo material de construcción paraenvases y depósitos es adecuado el hierro. El aluminio no puede emplearse, porque la lej a de sosa la disuelveformando aluminato, pero es posible emplear pl"sticos para el recubrimiento de vasijas. En el trabajo con sosa o conlej a es necesario utilizar gafas protectoras, porque tanto trocitos de sólido como gotas de solución atacanr"pidamente los ojos.

MÉTODOS DE OBTENCIÓNELECTRÓLISIS CLORO-ÁLCALI:/os productos principales de la electrólisis de %loruro de Sodio, %loro y sosa c"ustica ya estaban asociados con

anterioridad, pues ambos est"n en relación con la fabricación de sosa por el m)todo /e 1lanc. El %loro se obten a del 2cido %lorh drico, producto secundario del m)todo /e 1lanc, la sosa c"ustica a partir del producto principal, la sosamisma.

• MÉTODO LE BLANC:3# 4 partir de %loruro de Sodio y 2cido Sulf5rico se obtienen Sulfato de Sodio y %loruro de Hidrógeno.

+ *a%l H+S 6 → Na2SO4 + H%l↑

+# El Sulfato de Sodio se reduce con coque y se calcina con caliza, as se obtiene %arbonato de Sodio, Sulfuro de%alcio y (ióxido de %arbono.

Na2SO4 %a% - + %→ Na2CO3 %aS + % +↑

-# 7or extracción con agua pueden separarse el %arbonato de Sodio &soluble' y el Sulfuro de %alcio &insoluble'.6# El %arbonato de Sodio puede tratarse con cal apagada para obtener una solución de Hidróxido de Sodio.

*a +% - %a& H '+→ %a% - ↓ + NaOH

4l pasar al m)todo de Solvay fue preciso obtener %loro a partir de otras fuentes de 2cido %lorh drico, sin que sealterase el cuadro en lo que se refiere a la sosa c"ustica.


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• MÉTODO SOLVAY:3# Haciendo pasar 4mon aco y (ióxido de %arbono &gaseosos' por una solución saturada de %oluro de Sodio seforma %arbonato "cido de Sodio y %loruro de 4monio &ambos insolubles'.

*a%l *H- % + H+ → NaHCO3 *H6%l

+# El %arbonato "cido de Sodio se separa de la solución por filtración y se transforma en %arbonato de Sodio porcalcinación0

+ *aH% - → Na2CO3 H+ % +↑

-# El %loruro de 4monio obtenido se hace reaccionar con Hidróxido de %alcio y se recupera 4mon aco.+ *H6%l %a& H'+ → 2 NH3 + H+ %a%l+

6# El Hidróxido de %alcio se produce en la misma f"brica por calcinación de %arbonato de %alcio &piedra caliza' y asse produce el (ióxido de %arbona necesario en la ecuación 3.

%a% - → CaO + CO2

En 3888 se descubrió el m)todo del diafragma y se realizó la primera electrólisis t)cnica %loro# "lcali. El m)todo de9riesheim se extendió triunfalmente por todo el mundo y fue piedra fundamental para nuevos desarrollos t)cnicos deprocesos electroqu micos &obtención de 4luminio, :agnesio, Sodio, etc.'.(esde entonces, %loro y sosa c"ustica est"n ntimamente unidos, y el aumento en consumo de uno de ellos setraduce en exceso de producción del otro. 7or ejemplo, cuando despu)s de la primera guerra mundial, aumentóabruptamente el consumo de sosa c"ustica para la industria de la seda artificial, el empleo del %loro producidoresultó un problema insoluble e hizo necesario la b5squeda de nuevos campos de aplicación para el %loro. Estab5squeda fue coronada con tal )xito que, desde hace unos treinta a$os, la situación ha cambiado por completo y elulterior desarrollo de la electrólisis %loro#"lcalis est" hoy subordinado a las necesidades de %loro.ELECTRÓLISIS EN FASE F NDIDA POR EL MÉTODO DE DO!: "#$%&'() *En la c)lula , revestida con ladrillos de chamota, &3' el "nodo de grafito &4' penetra por la parte inferior, mientras elc"todo de hierro &1' rodea al "nodo anularmente.El espacio catódico est" separado por ambos lados del resto de la c)lula mediante una tela met"lica.Sobre el "nodo hay una campana &%', que capta el %loro gaseoso, depositado en el "nodo &4' para que no se pongaen contacto con el Sodio fundido. 4s se puede obtener separadamente Sodio fundido y %loro gaseoso. El Sodio flotasobre el %loruro de Sodio fundido, sobre el c"todo &1', de dónde se extrae y se pasa a un depósito colector &('./a producción del fundido tiene lugar en el depósito superior &E', por encima de la campana, dónde se va cargando

continuamente %loruro de Sodio sólido.+ *a%l → + *a %l+↑

MÉTODO DEL DIAFRA#MA: "#$%&'() 2/a c)lula horizontal en el m)todo del diafragma, la c)lula 1illiter &+' est" separada por el diafragma &4' , quefrecuentemente es formado por varias capas de asbesto, en un espacio anódico &1' y otro espacio catódico &%'.!ambi)n aqu se emplean como "nodos electrodos de grafito y como c"todo parrillas de Hierro. El electrolito es unasolución purificada y saturada de %loruro de Sodio &-' que entra continuamente por la parte superior.:ediante la aplicación de una corriente cont nua de unos cuatro voltios los iones %loruro van al "nodo, se descargan,se unen para dar mol)culas y abandonan en forma de gas el espacio anódico por &;'. (e los iones *a y H presentes en el c"todo se descargan solamente los 5ltimos por su potencial de separación m"s positivo. ElHidrógeno se recoge por debajo del diafragma y se extrae por &('. En el espacio catódico queda una solución de lej a

de sosa que contiene %loruro de Sodio< unos 3+= g de Hidróxido de Sodio y unos 36= g de %loruro de Sodio. /adisolución se extrae por &E'. >nas ?= a 3== c)lulas se unen para constituir una bater a.

+ *a%l + H+ → 2 NaOH %l+↑ H+↑

ELECTRÓLISIS CLORO , ÁLCALI&9r"fico 3'

NaC C 2 E

*a%l C D

*a o

*

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+ - A ÁNODO DE C

B CÁTODO DE F.

+ *a%l → + *a o %l+↑

MÉTODO DE DIAFRA#MA&9r"fico +'

S) NaC C 2

F

H2O 3 + B ÁNODO DE C 2 H2 D BB

A # C

E S) NaOH CÁTODO DE F.

+ *a%l + H+ → + *a H %l+↑ H+↑

MÉTODO DE LA AMAL#AMA: "#$%&'() 3En la c)lula, algo inclinada hacia un lado &6', el "nodo consta tambi)n de varios electrodos de grafito &4' mientras elc"todo lo constituye el :ercurio &1' que cubre el suelo y que fluye en )l lentamente. /a c)lula no tiene diafragma. Elelectrolito es tambi)n aqu una solución purificada y saturada de %loruro de Sodio que entra continuamente por &%'.Se trabaja con corriente cont nua con 6,@ voltios y el %loro formado en el "nodo sale en forma gaseosa &('. /os ionesSodio se descargan en el c"todo de :ercurio y r"pidamente forman con )l la amalgama de Sodio que fluye fuera dela c)lula con un contenido en Sodio de alrededor de =,+ A &E'. 7or medio de una bomba &;' se hace pasar laamalgama a un depósito &9', una torre rellena con grafito en la que se produce la descomposición de la amalgamacon agua, con producción de :ercurio, lej a de sosa &H' e Hidrógeno &B'. El :ercurio puro se recoge en el fondo de latorre y se bombea &C' de nuevo a la c)lula de electrólisis.

+ *a Hg+ + H+ → 2 NaOH Hg+ H+↑

TRATAMIENTO DE LOS PROD CTOS DE ELECTRÓLISIS:"#$%&'() 4 / 0El Hidrógeno producido en los m)todos de diafragma y de la amalgama es de D? A. /a mayor parte de las veces sesaca con 2cido Sulf5rico concentrado y mediante compresores &?' se le almacena en botellas de acero &@' si no setiene para )l la aplicación en f"bricas propias./a lej a de Sosa del m)todo de diafragma es solamente del 3+ A y contiene mucho %loruro de Sodio. Se la concentrafuertemente en evaporadores de m5ltiple efecto & ', con lo que la mayor parte de %loruro de Sodio precipita y sesepara por centrifugación &no dibujado'. /a lej a de Sosa purificada de )sta manera es de ?= A y contiene todav a +A de %loruro de Sodio. Si se requiere de mayor pureza debe recurrirse a un tratamiento de cristalización, el cu"l es

muy laborioso.En el m)todo de la amalgama se obtiene una lej a de sosa muy pura, completamente exenta de %loruro de Sodio yotras impurezas, con una concentración de ?= A, que se puede aumentar f"cilmente hasta un ? A./a lej a de sosa de ?= A se vende como tal &8' o se evapora hasta obtenerla sólida y se envasa en barriles &D'.El %loro se liquida y se expende en vagones tanques a presión &3=' o en botellas de acero.

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El Sodio met"lico, procedente de la electrólisis en fase fundida, no necesita m"s purificación y se envasa en latas &33'o barriles herm)ticos para su distribución al comercio.

MÉTODO DE LA AMAL#AMA&9r"fico -'

S) NaC C 2

DC + A

ÁNODO DE C

I H2 4 H 9 NaOH

E H+ ; 4:4/9 Hg # 1H+

%2! ( (E Hg J

Hg

+ *a%l + Hgo → %l+↑ + Hgo + *ao

+ Hgo + *ao + H+ → + Hgo + *a H H+↑

TRATAMIENTO DE LOS PROD CTOS DE ELECTRÓLISIS&9r"fico 6'

S (BHB(FG9E* %/ F

*a H dil

NaOH ()1( a( )

vapor C 2 5a6.)6)

E a7)$a8)$

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H2 0C)97$.6)$

PROD CTOS TERMINADOS&9r"fico ?'

; < *= **

HIDRÓ#ENO NaOH 0=> NaOH 0> CLORO ?@'8) SODIO

CARACTER STICAS DE LOS S BPROD CTOS OBTENIDOS• CLOROEs un gas verde amarillento de olor picante y muy venenoso. Es dos veces m"s pesado que el agua y su punto defusión es 3==,Do% . Se disuelve moderadamente en agua y es uno de los elementos m"s reactivos. (ebido a sugran reactividad no existe en estado elemental en la naturaleza. /os metales no nobles, son atacados formando%loruros. :ezclado con Hidrógeno forma una mezcla detonante.El %loro tiene muchas aplicaciones en la industria qu mica, para la fabricación de disolventes, aditivos de la gasolina,pl"sticos, fibras qu micas, l quidos refrigerantes, etc.

• HIDRÓ#ENOElemento gaseoso reactivo, ins pido, incoloro e inodoro.Sus puntos de ebullición y fusión son los m"s bajos de todas las sustancias, a excepción del Helio. El Hidrógenol quido, obtenido por primera vez por el qu mico brit"nico Cames (eIar en 38D8 , es incoloro &excepto en capasgruesas, que tienen un aspecto azul p"lido'. Si se deja evaporar r"pidamente bajo poca presión se congelatransform"ndose en un sólido incoloro. El Hidrógeno en estado libre sólo se encuentra en muy peque$as cantidadesen la atmósfera. El hidrógeno reacciona con una gran variedad de elementos no met"licos. !ambi)n se combina conciertos metales como Sodio y /itio, formando hidruros. 4ct5a como agente reductor de óxidos met"licos como elGxido de %obre, extrayendo el x geno y dejando el metal en estado puro. Bndustrialmente se producen grandescantidades de Hidrógeno a partir de los combustibles gaseosos. El Hidrógeno se separa del vapor de agua, del gasnatural y del gas de hulla, bien por licuación de los dem"s componentes del gas, o bien por conversión catal tica del:onóxido de %arbono en (ióxido de %arbono, que resulta f"cilmente extra ble. El Hidrógeno es un producto derivadoimportante en muchas reacciones de electrólisis. Se emplean grandes cantidades de Hidrógeno en la elaboración del

4mon aco y en la s ntesis de 4lcohol :et lico. /a hidrogenación de aceites para producir grasas comestibles, la de lahulla para producir petróleo sint)tico, y la que tiene lugar en el refinado del petróleo, requieren grandes cantidades deHidrógeno. Es el gas menos pesado que existe y se ha utilizado para inflar globos y dirigibles. Sin embargo, ardef"cilmente y varios dirigibles, como elHindenburg, acabaron destruidos por incendios de Hidrógeno. El Helio, quetiene un D+A de la capacidad de elevación del Hidrógeno, y adem"s no es inflamable, se emplea en su lugar siempreque es posible. !ambi)n se usa el Hidrógeno en sopletes para corte, fusión y soldadura de metales.

• SODIO:

Es un elemento met"lico blanco plateado, extremamente blando y muy reactivo. Es uno de los metales alcalinos de latabla periódica. El sodio elemental es un metal tan blando que puede cortarse con un cuchillo. !iene una dureza de=,6. Se oxida con rapidez al exponerlo al aire y reacciona violentamente con agua formando hidróxido de sodio ehidrógeno. !iene un punto de fusión de D8 J%, un punto de ebullición de 88- J% y una densidad relativa de =,D . Sumasa atómica es ++,D8D8.Sólo se presenta en la naturaleza en estado combinado. Se encuentra en el mar y en los lagos salinos como %lorurode Sodio. El Sodio ocupa el s)ptimo lugar en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. Es uncomponente esencial del tejido vegetal y animal.

IMPORTANCIA DE LA CONTAMINACIÓN POR MERC RIO

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Este tema es de mayor importancia debido a su peligrosidad y se encuentra en relación con un m)todo de obtenciónde Hidróxido de Sodio. Kste es el m)todo de la 4malgama descripto anteriormente.El vapor de mercurio y sus sales solubles en agua corroen las membranas del organismo. El envenenamientoprogresivo, que se da al ingerir durante largos periodos peque$as cantidades del metal o de sus sales liposolubles,en especial el metilmercurio, llega a provocar da$os irreversibles en el cerebro, h gado y ri$ón. 4 causa del aumentode la contaminación del agua, se han encontrado cantidades significativas de mercurio en ciertas especies de peces,creciendo la preocupación por los vertidos incontrolados del metal a las aguas.>na posibilidad que da lugar a la movilización del Hg es a trav)s de su metilación, que corresponde a la formación deun compuesto organomet"lico. En el caso concreto del mercurio, se forma el metil#mercurio, %H- Hg , el cual, al igualque otros compuestos organomet"licos, es liposoluble. En consecuencia, estos compuestos presentan una elevadatoxicidad, puesto que pueden atravesar f"cilmente las membranas biológicas y, en particular, la piel, y a partir deaqu , la incorporación del metal en la cadena trófica est" asegurada. /a metilación de metales inorg"nicos porbacterias es un fenómeno geoqu mico relativamente importante. El metilmercurio es un compuesto mucho m"s tóxicoque el mercurio. El vapor de mercurio elemental liberado en la atmósfera, es oxidado a Hg mediante ozono, energ a solar y vapor deagua. >na vez formado, el mercurio iónico Hg es arrastrado de la atmósfera por las lluvias y depositado sobreambientes terrestres y acu"ticos donde es convertido en metil mercurio en el suelo. El metil mercurio puede serf"cilmente transportado del suelo al medio acu"tico. !ambi)n se pierde :ercurio durante todo el proceso y dicho:ercurio termina en los r os, en donde es f"cilmente tomado por los peces y es al menos 3== veces m"s tóxico queel Hg met"lico.

%omo ejemplo podemos citar la bah a de :inamata, en el sur del Capón, se produjo una enfermedad denominadaLEnfermedad de :inamataL, provocada por el consumo de pescado y mariscos contaminados con metil mercurio,debido al paso de Hg a metilmercurio por acción bacteriana. /a producción de metil#Hg por bacterias y su liberaciónen el medio acu"tico es un mecanismo de defensa que protege los microbios del envenenamiento de Hg. /ametilación bacteriana movilizó el Hg almacenado en los sedimentos de la bah a. Este mercurio proced a de unaf"brica de pl"sticos que utilizaba Hg como catalizador y vert a los residuos en la 1ah a.

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7or todo esto, cuando se trabaja con :ercurio debe tenerse el cuidado de que todo resto de amalgama searecuperada y almacenada en recipientes cerrados e inmersos en solución fijadora de pel cula radiogr"fica evitando laliberación de vapores de :ercurio.

BIBLIO#RAF AE1('( )7.8'a 9a1Mu mica Bndustrial. !egeder # :ayer

PALOMA MORENOpalomoreNyahoo.com.ar

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