Produção Industrial de NaOH

 

O hidróxido de sódio (NaOH), também conhecido como soda

cáustica, é um hidróxido cáustico usado em indústrias, principalmente

como base química, na fabricação de papel, tecidos, sabão, detergentes, alguns alimentos e biodiesel.

Apresenta na maioria das vezes no ambiente doméstico para a desobstrução de encanamentos e sumidouros, pois dissolve gorduras e sebos. Por outro lado é altamente corrosivo e pode produzir queimaduras, cicatrizes e cegueira devido à sua elevada reatividade. Além de corrosivo, o hidróxido de sódio também é bastante tóxico e muito solúvel em água, o que inclusive é uma dissolução que libera grande quantidade de calor, sendo um processo exotérmico e é produzido por eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio (salmoura), sendo produzido juntamente com o cloro.

O hidróxido de sódio não existe na natureza, ele é produzido industrialmente por meio de reações de eletrólise de soluções aquosas de cloreto de sódio (NaCl – salmoura), conforme pode ser visto abaixo:

2 NaCl + 2 H₂O  →2 NaOH + H₂↑  + O₂↑

Processos de fabricação:

2NaCl + CaCO3 → Na2CO3 + CaCl2

O primeiro estágio do processo é a purificação da salmoura saturada, que então reage com a amônia gasosa. A salmoura amoniacal é carbonatada em seguida com CO2, formando NaHCO3. Este é insolúvel na salmoura por causa do efeito do íon comum, podendo ser separado por filtração. Por aquecimento à 150ºC, o bicarbonato NaHCO3 se decompõe em carbonato anidro Na2CO3 (chamado na indústriade “soda leve”, por que é um sólido com baixa densidade, 0,5g/cm³). A seguir o CO2 é removido por aquecimento da solução, sendo o gás reciclado para o processo anterior, a amônia NH3, é removida por adição de álcali (solução de cal em água), sendo reaproveitada também. A cal (CaO) é obtida por aquecimento de calcário (CaCO3), que também fornece o CO2 necessário. Quando a cal (CaO) é misturada com a água forma-se Ca(OH)2.

     NH3+ H2O + CO2  → NH4.HCO3

   NaCl + NH4.HCO3 → NaHCO3 + NH4Cl

      2NaHCO3  → (150ºC) Na2CO3 + CO2  H2O

      CaCO3 →   (1100ºC em forno de cal) CaO + CO2

      CaO + H2O → Ca(OH) 2

       2 NH4 +   Ca(OH)2 → 2 NH3 + CaCl2  + 2H2O

O processo eletrolítico, a eletrolise da salmoura foi descrita pela primeira vez por Cruickshank, mas só em 1834 Faraday desenvolveu as leis da eletrólise. Naquele tempo era muito restrito o uso da eletrólise, porque as únicas fontes de energia elétrica para realizá-las eram as baterias primárias. Essa situação mudou em 1872, quando Gramme inventou o dínamo. A primeira aparelhagem industrial a base de eletrólise foi instalada em 1891 na Alemanha, na qual uma célula eletrolítica era preenchida, eletrolisada, esvaziada, a seguir novamente enchida... E assim por diante. Tratava-se, portanto, de um processo descontinuo. Obviamente, uma célula que poderia trabalhar continuamente, sem a necessidade de ser esvaziada, produziria mais a menos custos.  Nos anos seguintes surgiram muitas patentes e desenvolvimentos, visando à exploração das possibilidades industriais da eletrólise. A primeira instalação industrial na empregar uma célula contínua de diafragma foi provavelmente aquela idealizada por Le Seur em Romford, em 1893; surgiram as células de Castner em 1896. Em todas essas células (e também em muitas células modernas) empregava-se amianto como um diafragma para separar os compartimentos do ânodo e do cátodo. Com a adição constante de salmoura, havia uma produção contínua de NaOH e Cl2.

Na mesma época, Castner e Kellne desenvolveram e patentearam versões semelhantes da célula de cátodo de mercúrio, em 1897.

Os dois tipos de células, o de diafragma e o cátodo de mercúrio, permanecem uso. Os primeiros equipamentos de eletrólise produziam cerca de 2 toneladas de cloro por dia; as instalações modernas produzem 1000 toneladas por dia.

Na Eletrólise da salmoura, ocorrem reações tanto no ânodo  como no cátodo.

Ânodo: 2Cl- → Cl2 + 2e

Cátodo: Na +e → Na

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2

        Se os produtos se misturarem, ocorrem reações secundárias:

2NaOH + Cl2 → NaOCl + H2

                        ou

2OH + Cl2  →2OCl + H2

e no ânodo pode ocorrer, até certo ponto, outra reação:

4OH →2H2O +4e

   Exposição crônica:

Controle da exposição e prevenção da intoxicação

• Educação dos trabalhadores para evitarem os respingos da substância. Todos os trabalhadores expostos devem estar instruídos sobre o que fazer em acidentes, com medidas de primeiros socorros.
• Adequada ventilação nos locais onde estão presentes vapores de soda cáustica.
• Fontes de água (lava olhos e chuveiros) nos locais onde a soda cáustica é manipulada.
• Uso de equipamentos de proteção: roupa impermeável, completa proteção facial, com óculos, máscara e equipamentos para proteção respiratória provido de filtro.
• Primeiros Socorros.2.Na inalação

• Retirar imediatamente da atmosfera para local com ar fresco. Se houver tosse ou dificuldade para respirar, avaliar a presença de irritação, bronquite ou pneumonia. Administrar oxigênio a 100% e ventilação assistida, se necessário.

1.     Na inalação

·         Retirar imediatamente da atmosfera para local com ar fresco. Se houver tosse ou dificuldade para respirar, avaliar a presença de irritação, bronquite ou pneumonia. Administrar oxigênio a 100% e ventilação assistida, se necessário.

2.    Na ingestão

·         Administrar grande quantidade de leite ou água com o objetivo de diluir e atenuar a ação cáustica da substância. A seguir, administrar vinagre diluído ou suco de frutas, para complementar a neutralização. Não provocar vômitos nem realizar lavagem gástrica.

·         A avaliação endoscópica só deve ser realizada 12-24 horas após a ingestão e nos casos sintomáticos com dor e dificuldade para ingestão, para melhor avaliação da dimensão das lesões. A endoscopia antes desse período é contra-indicada, face aos riscos de perfuração.

3.    No contato com a pele

·         É primordial a remoção das roupas contaminadas. As áreas atingidas devem ser lavadas com grande quantidade de água, por 1/2 hora até o socorro médico. Tratar as queimaduras.

4.    No contato com os olhos

·         Lavagem copiosa em água corrente por, no mínimo, 30 minutos e encaminhamento ao oftalmologista.

Bibliografia

http://www.deboni.he.com.br/tq/sal/fabrisoda.htm

http://pt.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3xido_de_s%C3%B3dio

http://www.mundoeducacao.com/quimica/hidroxido-sodio.htm