Soda Caustica soluzione

NaOH

Nome IUPAC: Idrossido di sodio
Nomi alternativi: idrato di sodio; idrossido sodico; soda caustica; lisciva; liscivia.
Numero CAS: 1310-73-2

L'idrossido di sodio, commercialmente noto come Soda caustica, (talvolta denominato impropriamente idrato di sodio) è una base minerale forte, solido a temperatura ambiente, estremamente igroscopico e deliquescente.
È molto solubile in acqua (oltre 1 kg per litro a 20 °C) ed abbastanza solubile in etanolo (139 g/l). La sua dissoluzione è accompagnata da un consistente sviluppo di calore; nel caso dell'etanolo o di altri solventi organici, tale calore può persino far infiammare i vapori del solvente.

Produzione

L'idrossido di sodio è tra i composti chimici più prodotti al mondo. La maggior parte viene preparato per elettrolisi di soluzioni acquose di cloruro di sodio, minori quantità si ottengono dalla reazione, detta di "caustificazione", tra carbonato di sodio e idrossido di calcio.

Celle a diaframma
In queste celle si ha un catodo di ferro e un anodo di grafite immersi in una soluzione concentrata di cloruro di sodio.
L'inconveniente principale del metodo a diaframma è la bassa resa, infatti l'idrossido raggiunge una concentrazione di circa 10-12%. Nella successiva concentrazione sotto vuoto della soluzione, il cloruro presente si separa quasi completamente man mano che l'idrossido si concentra. La soluzione finale, a circa il 50% di NaOH e 1% di NaCl, viene usata come tale, oppure evaporata a fuoco diretto in recipienti di ferro fino a ottenere la soda fusa.

Celle ad amalgama (Mercurio)
L'elettrolisi di una soluzione di cloruro di sodio con un catodo di mercurio dà luogo ad amalgama di sodio che, per successiva ossidazione con acqua forma una soluzione di idrossido di sodio allo stato puro.
Il vantaggio di questo metodo è di poter ottenere direttamente idrossido di sodio concentrato esente da cloruri e da altre impurezze. Lo svantaggio principale è la tossicità del mercurio, è per questo motivo che impianti che utilizzano questo metodo non vengono più costruiti.

Celle a membrana
Il processo a membrana è il più recente (1970) e viene sempre più utilizzato perché più ecocompatibile e sicuro degli altri. La cella elettrolitica è divisa da una membrana semipermeabile agli ioni cloruro che separa l'anodo immerso nella salamoia, dal catodo immerso in acqua distillata. Questo processo ha l’ulteriore vantaggio di ottenere idrossido di sodio di elevata purezza.

Caustificazione
Questo fu il primo metodo con cui venne preparata la soda caustica e tuttora viene talvolta usato, anche se fornisce quantità di NaOH incomparabilmente minori rispetto ai metodi elettrochimici.
Si sfrutta la reazione di scambio tra l'idrossido di calcio (calce spenta) e il carbonato di sodio.
L'idrossido di sodio ottenuto è poco concentrato (8-10%) e impuro.

Poiché il processo con cella a membrana risulta più sostenibile con vantaggi intrinseci dal punto di vista ambientale rispetto ai due processi più datati, dal momento che non utilizza mercurio né amianto e allo stesso tempo riduce il consumo di energia, tutte le industrie che in Europa utilizzano la tecnologia a catodo di mercurio si sono impegnate a passare a quella a membrana entro il 2020, nonostante gli altissimi costi di riconversione previsti in oltre 3.000 milioni di Euro.

Principali forme di utilizzo

Nell'industria chimica è un reagente di ampio impiego; è utilizzata nella fabbricazione della carta, in ambito metallurgico e nel trattamento delle acque.

Fabbricazione carta 

La soda caustica svolge un ruolo specifico nel processo di sbiancamento della polpa per la fabbricazione della carta; essa attiva l’azione del perssido di idrogeno nella reazione H2O2 + OH- → OOH- + H2O dove lo ione prodotto è un ossidante debole che consente lo sbiancamento della polpa senza degradarne le fibre.

Metallurgia

Trattamento della Bauxite, dalla quale viene estratta l’allumina (la base dell’alluminio)

Trattamento acque

  • abbassamento della durezza dell’acqua;
  • regolazione del pH;
  • neutralizzazione delle acque reflue;
  • rigenerazione di resine a scambio ionico utilizzate per l'addolcimento dell'acqua.

Industria alimentare

  • lavaggio e pulizia di bottiglie ed apparecchiature;
  • pelatura / sgusciatura di frutta e ortaggi;
  • produzione di amido modificato;
  • preparazione di sali come il citrato di sodio e l’acetato di sodio;
  • produzione di carbossi-metilcellulosa.

La Soda caustica viene altresì utilizzata:

  • per la produzione di detergenti e saponi;
  • per la produzione dell'ipoclorito di sodio (la comune candeggina) e di altri sali sodici, quali il fosfato ed il solfuro;
  • per la sintesi di coloranti;
  • come catalizzatore;
  • come agente per incisione / agente pulente;
  • per il trattamento delle fibre del cotone;
  • nel settore enologico viene adoperata per la pulizia interna delle cisterne dai residui di tartaro (“tartaro delle botti”) utilizzando apposite pompe.