سود سوزآور (سدیم هیدروکسید) چیست؟ – خواص و کاربرد آن

سدیم هیدروکسید ترکیبی معدنی و یونی است که از یون های سدیم مثبت و هیدروکسید منفی تشکیل شده است. این ماده دارای خاصیت بازی قوی بوده و به نام های مختلفی چون سود سوزآور، هیدرات سدیم، سود پرک و سود کاستیک نیز شناخته می شود. این ماده یکی از مواد معدنی پرکاربرد در صنایع مختلفی چون گاز، نفت، صنایع غذایی و … است. اما از مهمترین آن ها می توان به استفاده از این نمک در تولید مواد شوینده، سنتز مواد آلی، تولید نمک ها و همچنین کاربرد به عنوان تنظیم کننده PH، نام برد. این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک ما را با تولید سود سوزآور، خواص و همچنین کاربردهای آن آشنا می کند.

خواص سود سوزآور (سدیم هیدروکسید)

هیدروکسید سدیم ترکیبی با حالت فیزیکی جامد و به رنگ سفید و بدون بو است. این ترکیب بلوری توانایی جذب رطوبت را دارد. علاوه بر آب، توانایی جذب دی اکسید کربن از هوا نیز توسط هیدرات سدیم وجود دارد. سود سوزآور با حل شدن در آب مقدار زیادی گرما آزاد می کند. همچنین وقتی این ترکیب با یک اسید در واکنش خنثی شدن شرکت می کند، گرمای بالایی تولید می کند. گرمایی که در این واکنش ها تولید می شود، به حلالیت بیشتر آب و اسید کمک می کند.

سدیم کاستیک ترکیبی شیمیایی با فرمول مولکولی NaOH و یک باز بسیار قوی است. سود سوزآور در آب به دو یون تشکیل دهنده خود یعنی سدیم با یک بار مثبت و هیدروکسید با یک بار منفی، تفکیک می شود.

انواع سودسوزآور

دو نوع جامد و مایع از هیدروکسید سدیم در کارخانجات تولید می شود. به سود سوزآور جامد، سود پرک و یا کاستیک گفته می شود.

هیدروکسید سدیم مایع

سودسوزآور مایع یک باز قوی روشن و شفاف بوده و می تواند پروتئین ها را در دمای معمولی تجزیه کند. به همین دلیل این ترکیب در حالت مایع، سوختگی های شدیدی را سبب می شود. این ماده خورنده است. سود محلول در حالت معمولی پایدار است ولی اگر گرما داده شود، پایداری خود را از دست می هد. سود مایعی که درصد خلوص ۵۰ دارد، دارای ویسکوزیته بیشتری نسبت به آب بوده و رابطه عکسی با دما دارد. به عبارتی وقتی دمای سود بالا رود، ویسکوزیته آن کم می شود. این خصوصیت سود در ذخیره سازی و نوع کاربرد آن موثر خواهد بود. از سود مایع در صنایع مختلفی چون رنگرزی، چرم سازی، نساجی، کنسروسازی، داروسازی و … استفاده می شود.

سود پرک

شکل جامد سود به نام سود پرک، سفید رنگ بوده و به شکل پولکی و یا پرک است. تولید سود پرک از سود مایع در صنعت پتروشیمی تولید می شود. به این ترتیب که سود مایع ۵۰ درصد را با روش ممبران تبخیر می کنند. هیدروکسید سدیم جامدی که تولید می شود، دارای درصد خلوص ۹۸ تا ۹۹ است. محصول را وارد دستگاه های خنک کننده می کنند تا به صورت پولکی در آید. از سود جامد در صنایعی چون آلومینیوم سازی، صنعت پارچه، تولید صابون ها، تولید کاغذ و … استفاده می شود.

تولید هیدروکسید سدیم

یکی از روش های تولید سود، به عنوان محصول جانبی در فرایند تولید کلر است که با نام کلر آلکانی خوانده می شود. فرایند الکترولیز در این روش تولیدی استفاده می شود. محلول نمکی سدیم کلرید الکترولیز شده و از هم جدا می شوند. در این روش الکترولیز، کلر و سود تولید می شود. ۹۵ درصد کلر مصرفی و ۹۹ درصد سود مصرفی در صنعت با استفاده از این روش ساخته می شود.

تولید سود با روش الکترولیز با استفاده از یکی از فرآیندهای سل جیوه، سل دیافراگمی و سل غشایی انجام می شود. استفاده از این فرایندها، مانع انجام واکنش بین کلر و سود تولیدی می شود. زیرا جداسازهای این روش ها کمک می کند تا مهاجرت یون هیدروکسیل به آند انجام نشده و بین آن ها واکنش صورت نگیرد. از محصولات نامطلوبی که ممکن است در این واکنش تولید شود، هیپوکلریت است.

در بین فرایندهای گفته شده در بالا، با این که فرایند سلول غشایی از نظر اقتصادی به صرفه است ولی محصولی که از فرایند جیوه ای به دست می آید، دارای کیفیت بالاتری است. اما سودی که از روش سلول دیافراگمی به دست می آید، کیفیت کمی داشته و میزان انرژی بالاتری را نسبت به روش غشایی مصرف می کند. فرایند سلول غشایی روشی است که امروزه بیشترین کاربرد را دارد.

واکنش های شیمیایی سود سوزآور

سود سوزآور می تواند با ترکیبات اسیدی و یا اکسی اسیدها وارد واکنش شود. در این جا به بررسی برخی از این واکنش ها می پردازیم.

واکنش سود با اسیدها

سود سوزآور با اسیدهای پروتیک واکنش داده و تولید نمک به اضافه آب می کند. به عنوان نمونه در واکنشی که سود با اسید هیدروکلریک می دهد، کلرید سدیم و آب تولید می شود. این واکنش خنثی شدن یک واکنش گرماده بوده و بیشتر در تیتراسیون به کار برده می شوند. اما چون سود جاذب رطوبت بوده و می تواند با دی اکسید کربن واکنش دهد، یک محلول استاندارد محسوب نمی شود.

واکنش سود با اکسیدهای اسیدی

اکسیدهای اسیدی چون دی اکسید گوگرد در واکنش با سود شرکت کرده و تولید سولفیت سدیم می کند. برای از بین بردن گازهای اسیدی مضری که از سوزاندن زغال سنگ حاصل می شود و این که از انتشار آن ها در جو جلوگیری شود، از این نوع واکنش ها استفاده می شود.

واکنش سود با اکسیدها و فلزات

فلزاتی مانند آلومینیوم با سود واکنش داده و گاز هیدروژن تولید می کند. تعدادی از فلزات واسطه نیز در واکنش با این ترکیب شرکت می کنند. یکی از اشتباهاتی که در سال ۱۹۸۶ شده بود، برای انتقال سود کاستیک از تانکر آلومینیمی استفاده شده بود. سود با آلومینیوم واکنش داده و تولید گاز هیدروژن فراوان کرده بود. فشار ناشی از این گاز و انتشار آن می تواند باعث انفجار شده و بسیار خطرناک باشد.

همچنین سود در حالت مذاب با براده های آهن واکنش داده و تولید اکسید آهن (III)، سدیم فلزی و گاز هیدروژن می کند. اما این ترکیب در دمای اتاق با آهن وارد واکنش نمی شود، زیرا آهن آمفوتریک نبوده و تنها توانایی حلالیت در اسیدها را دارد. دمای انجام این واکنش باید ۵۰۰ درجه سانتی گراد باشد.

واکنش سود با شیشه و غیرفلزات

سود در تماس باشیشه موجب خوردگی آن شده و علاوه بر کم کردن میزان شفافیت، اتصالات شیشه ای را کلید می کند. اما هیدروکسید سدیم در واکنش با غیرفلزات تولید نمک می کند. نمونه ای از این واکنش ها بین فسفر با کاستیک سودا بوده که تولید هیپوفسفیت سدیم می کند.

کاربرد سدیم هیدروکسید در صنعت نفت و گاز

در صنعت نفت و گاز، سود را به عنوان ماده ی یکپارچه کننده مایعات حفاری مبتنی بر آب و پالایش محصولات نهایی می دانند. از آن جایی که ویسکوزیته و PH در فرایند حفاری باید در وضعیت مناسبی باشد، از سود برای تنظیم این موارد استفاده می کنند. به عنوان مثال، سود با خنثی کردن گازها، باعث افزایش ویسکوزیته مایعات حفاری شده و با داشتن یون هیدروکسید، میزان PH را تنظیم می کند.

این ترکیب در تولید و پالایش نفت برای از بین بردن ناخالصی هایی چون دی اکسید کربن و ترکیبات گوگرد به کار برده می شود. همچنین در صنعت برای شست و شوی هیدروکربن های سبکی چون نفتا نیز هیدروکسید سدیم به کار گرفته می شود. در این فرایندها ترکیبات گوگرد و مرکاپتان از محصولات نفتی جداسازی می شود. زیرا وجود آن ها محصولات نفتی را زرد کرده و مشکلات محیطی را ایجاد می کند.

کاربرد سود سوزآور در از بین بردن سختی آب

یکی از موادی که برای کم کردن میزان سختی آب به جای ترکیباتی چون آهک و سودا استفاده می شود، سود است. این ترکیب با انجام واکنش هایی و تولید کربنات سدیم و … میزان سختی آب را کم می کند. اما در کاربرد این ترکیب به جای آهک به جهت پنج برابر بودن قیمت سود نسبت به آهک، باید دقت کرد که جایگزین کردن با توجه به نسبت میان سختی کربناتی به سختی غیرکربناتی آب، ارزش داشته باشد.

اما استفاده از سود در کم کردن سختی آب دارای مزایایی است. به عنوان مثال کاربرد آهک دردسر زیادی داشته و در صورت استفاده از سود، منیزیم به طور کامل از آب حذف می شود. همچنین مدت زمان نگهداری سود زیاد بوده و با کاربرد این ترکیب، لجن تولید شده کم است که منجر به هدررفت کمتری از آب می شود.

کاربرد سدیم هیدروکسید در صنعت کاغذسازی

در صنعت کاغذسازی برای تولید خمیر چوب جهت تولید کاغذ و الیاف بازسازی شده، سود به کار برده می شود. یکی دیگر از کاربردهای این ترکیب در فرایند کرافت نیز این ترکیب به عنوان جزء اصلی محلول سفید، جهت جداسازی لیگنین از الیاف سلولز به کار برده می شود. در مراحل بعدی سفید کردن مانند تجزیه اکسید اکسیژن، استخراج اکسیداتیو و استخراج ساده نیز، سود را به عنوان جزء اصلی به حساب می آورند.

کاربرد سود در استری شدن ( صابونی شدن)

سود به عنوان ماده ی اصلی است که برای تولید صابون از دیرباز استفاده می شد. سود نقش کاتالیزور را در تولید بیو دیزل برای ترانس اکسیداسیون متانول و تری گلیسیرید دارد. در این فرایند تنها از سود بدون آب استفاده می شود. اما برای این فرایندها به دلیل ارزان بودن به جای سود از هیدروکسید پتاسیم استفاده می شود.

کاربرد هیدروکسید سدیم در تولید مواد شوینده

یکی از کاربردهای سود به عنوان ماده تمیز کننده است که با افزودن به آب و گرما دادن آن صورت می گیرد. با این روش برای تمیز کردن مخازن، تجهیزات و … استفاده می شود. سورفکتانت ها برای تثبیت مواد حل شده در سطوح قلیایی به کار برده شده که از دفع دوباره جلوگیری می شود. سورفکتانت ها، ضدعفونی کننده ها و مهارکننده های زنگ از جمله مواد شوینده ای هستند که سود دارند. سود به تنهایی می تواند به عنوان تخلیه کن و بازکن چاه ها استفاده شود.

کاربرد سود در آزمایشگاه های جنایی

یکی از کاربردهای هیدروکسید سدیم در تشخیص مسمومیت با مونوکسید کربن است. اگر نمونه های خون افراد با یک قطره سدیم هیدروکسید ترکیب شور، تولید رنگ می کند. اما امروزه روش ساده تری برای شناسایی مسمومیت با مونوکسید کربن وجود دارد و آن استفاده از CO اکسیمتری است.

کاربردهای دیگر هیدروکسید سدیم

سود را برای بالا بردن میزان PH به کار می برند. میزان سرب، مس و فلزات سمی کمتری در نتیجه ی بالا بودن PH آب، در آن حل می شود. در صنعت نساجی، تولید لبنیات، خنثی کردن اسید و باتری سازی، کنسروسازی، صنعت شیر، تولید شیشه، گالوانیزه، آلومینیوم و آبکاری و بسیاری از موارد دیگر نیز از سود سوزآور به کار گرفته می شود.

قیمت خرید و فروش و نکات ایمنی کاربرد سدیم هیدروکسید

سود باکیفیت را می توان از شرکت های معتبر داخلی و خارجی تهیه کرد. سود مایع در بشکه های ۲۲۰ لیتری و سود جامد در کیسه های ۲۵ کیلوگرمی در بازار عرضه می شود.

چون سود ترکیبی بسیار خورنده و قوی است، در تماس با پوست منجر به ایجاد سوختگی های زیاد می شود. در این صورت محل را با آب فراوان به مدت ۱۵ دقیقه شست و شو دهید. پس هنگام کار با این ترکیب باید نکات ایمنی خاصی چون استفاده از دستکش، عینک و ماسک را رعایت کرد. اگر سود را استشمام کنید ممکن است مشکلات تنفسی ایجاد شود برای همین در چنین شرایطی، فرد را به هوای آزاد منتقل کنید. در صورت نیاز فرد را نزد پزشک ببرید. بلعیدن سود برای افراد خطرناک بوده و در صورت چنین اتفاقی، بعد از چند دقیقه از خوردن سود، مقدار کمی آب بخورید.