کاستیک سودا ماده شیمیایی بسیار پر کاربرد در صنعت است. بنابراین بسیاری از فعالین صنایع با این ماده آشنایی دارند. اما ممکن است افراد با ویژگی‌های دقیق این ماده آشنا نباشند. بنابراین در ادامه به توضیح کامل‌تر درباره سود سوز آور می‌پردازیم.
سود پرک چیست؟
سود پرک یا کاستیک سودا (Caustic Soda) با نام علمی سدیم هیدروکسید (Sodium hydroxide) ماده‌ای شیمیایی جامد و سفیدرنگ با فرمول شیمیایی NaOH است. این ماده دارای خاصیت قلیایی بسیار قوی است و به راحتی در آب حل می‌شود. سود پرک دارای نقطه ذوب ۱۳۹۰ درجه سانتیگراد و نقطه جوش ۶۰۶ درجه سانتیگراد است.
تاریخچه سود پرک (سدیم هیدروکسید)
سود پرک یا سدیم هیدروکسید، سابقه‌ای طولانی و پر فراز و نشیب دارد که به طور جدایی ناپذیری با تاریخچه صابون سازی گره خورده است. شواهد نشان می‌دهد که از صابون در دوران باستان مصر و بین النهرین باستان استفاده می‌شده است. اما اولین اشارات به تولید سود پرک به عنوان یک ماده شیمیایی مجزا، به اواخر قرن سیزدهم میلادی باز می‌گردد.
در آن زمان، صابون‌سازان از فرآیندی به نام “سود سوزآور از خاکستر سودا” برای به دست آوردن هیدروکسید سدیم به عنوان بخشی از تولید صابون استفاده می‌کردند. این فرآیند شامل عبور آب از سدیم کربنات ناخالص ( خاکستر سودا ) به همراه آهک (CaO) بود.
سدیم هیدروکسید اسید است یا باز؟
سدیم هیدروکسید (NaOH) باز قوی است و نه اسید. در واقع، بر اساس نظریه‌های مختلف اسید و باز، می‌توان به راحتی ماهیت شیمیایی سدیم هیدروکسید را تشخیص داد:
1. نظریه آرنیوس:
طبق نظریه آرنیوس، اسیدها موادی هستند که در آب، یون هیدروژن (H+) آزاد می‌کنند و بازها موادی هستند که در آب، یون هیدروکسید (OH-) آزاد می‌کنند. هنگامی که سدیم هیدروکسید در آب حل می‌شود، به طور کامل به یون‌های سدیم (Na+) و یون‌های هیدروکسید (OH-) تجزیه می‌شود. بنابراین، از آنجا که NaOH در آب یون هیدروکسید آزاد می‌کند، طبق نظریه آرنیوس، یک باز است.
2. نظریه برونستد – لوری:
بر اساس نظریه برونستد-لوری، اسیدها موادی هستند که می‌توانند پروتون (H+) از دست بدهند و بازها موادی هستند که می‌توانند پروتون (H+) بپذیرند. سدیم هیدروکسید نمی‌تواند پروتون از دست بدهد، اما می‌تواند به راحتی پروتون (H+) از مولکول‌های آب بپذیرد و یون هیدروکسید (OH-) تشکیل دهد. بنابراین، طبق نظریه برونستد-لوری، NaOH نیز یک باز است.
3. نظریه لوئیس:
طبق نظریه لوئیس، اسیدها موادی هستند که می‌توانند یک جفت الکترون را بپذیرند و بازها موادی هستند که می‌توانند یک جفت الکترون را اهدا کنند. سدیم هیدروکسید می‌تواند یک جفت الکترون از یون هیدروکسید (OH-) را به مولکول‌های آب اهدا کند. بنابراین، طبق نظریه لوئیس، NaOH نیز یک باز است.
بنابراین، با توجه به تمام سه نظریه اسید و باز، سدیم هیدروکسید به طور قطعی یک باز قوی است.
جدول مشخصات فنی سود پرک
|
| مقدار |
ویژگی |
| NaOH |
فرمول شیمیایی |
| %1±98 |
خلوص |
| هیدروکسید سدیم، سود جامد پرک، کاستیک سودا، سود کاستیک |
نام‌های دیگر |
| 40.00 g/mol |
وزن مولکولی |
| 2.13 g/cm3 |
چگالی |
| 318 درجه سانتیگراد |
نقطه ذوب |
| 1388 درجه سانتیگراد |
نقطه جوش |
| 1100 g/L |
حلالیت در آب |
| 12.1 |
PH |
| 25.15 mS/cm |
رسانایی الکتریکی |
| بسیار قلیایی |
خاصیت اسیدی |
| بسیار خورنده |
خورندگی |
| کاغذسازی، تصفیه آب، تولید صابون و مواد شوینده، تولید پتروشیمی و پلاستیک، تولید مواد آرایشی و بهداشتی، تصفیه فلزات |
کاربردها |
خواص هیدروکسید سدیم
هیدروکسید سدیم جامد و سفیدرنگ است که به صورت پرک تولید شده و دارای دمای ذوب 1390درجه سانتیگراد و چگالی 2,13 گرم بر سانتی متر مکعب است. این ماده به سهولت می‌تواند رطوبت هوا را جذب کرده و با هوا واکنش بدهد. به همین دلیل، لازم است هنگام حمل و نقل، تحت پوشش‌های حفاظتی لازم قرار گیرد.
آبپوش‌های سود پرک (هیدروکسید سدیم) شناخته شده است و محلول قلیایی قوی در آب پدید می‌آورد. یعنی در آب به طور کامل به یون‌های تشکیل دهنده‌اش (+Na و -OH) تفکیک می‌شود. این ماده به عنوان یک باز قوی، یکی از مواد شیمیایی صنعتی بسیار مهم به شمار می‌رود.
برای نمونه، تولید کاستیک سودا در سال 1980 در آمریکا، 12 میلیون تن بوده است. در زمینه‌های مختلفی کاربرد دارد که از جمله:
- در تولید مواد شیمیایی (50 درصد)
- ابریشم مصنوعی
- خمیر کاغذ و کاغذ (15 درصد)
- آلومینیوم (10 درصد)
- مواد پتروشیمی
- و پارچه (5 درصد)
- صابون و مواد شوینده (5 درصد) به کار می‌رود.
همچنین در آزمایشگاه‌ها برای تعیین غلظت اسیدهای مجهول در سنجش حجمی (تیتراسیون) اسید – باز از محلول قلیایی هیدروکسید سدیم استاندارد استفاده می‌شود.
انواع سود پرک
سود پرک را می‌توان بر اساس حالت فیزیکی، خلوص و کاربرد، به انواع مختلف تقسیم کرد.
– بر اساس حالت فیزیکی:
1- سود پرک: رایج‌ترین نوع سود پرک است که به صورت پولک‌های سفید رنگ و بی بو است.
2- سود مایع: سود پرک که در آب حل شده است.
3- سود جامد: سودی که در آب حل نشده است.
– بر اساس خلوص:
- 99 درصد: خلوص این نوع سود بسیار بالا است و در صنایع حساس مانند تولید دارو و مواد آرایشی و بهداشتی استفاده می‌شود.
- 98 درصد: خلوص این نوع سود نیز بالا است و در صنایع مختلف کاربرد دارد.
- 96 درصد: خلوص این نوع سود کمتر است و در صنایعی مانند تصفیه آب و تولید مواد شوینده استفاده می‌شود.
– بر اساس کاربرد:
- صنعتی: این نوع سود در صنایع مختلف مانند کاغذسازی، تصفیه آب، پتروشیمی و تولید مواد شوینده استفاده می‌شود.
- آزمایشگاهی: این نوع سود در آزمایشگاه‌ها برای انجام آزمایش‌های مختلف استفاده می‌شود.
- آرایشی و بهداشتی: این نوع سود در تولید مواد آرایشی و بهداشتی استفاده می‌شود.
واکنش سود پرک با آب
تولید هیدروکسید سدیم
تولید سود پرک به طور کلی یک فرایند دو مرحله‌ای است. ابتدا تولید سود مایع 50 درصد و سپس تبدیل به هیدروکسید سدیم جامد در حالت‌های مختلف پرک، گرانول و پودری که هر کدام کاربردهای خاص خود را دارند.
1- تولید سود مایع
تولید سود مایع بر اساس فرآیند الکترولیز آب نمک (NaCl) انجام می‌شود. در این فرآیند، محلول آب نمک به دو الکترود مثبت و منفی متصل می‌شود. در الکترود مثبت، کلر تولید می‌شود و در الکترود منفی، سدیم هیدروکسید و هیدروژن تولید می‌شوند.
2- تولید سود پرک
سود مایع تولید شده در مرحله قبل، پس از خنک شدن و تغلیظ، وارد محفظه تبخیر می‌شود. در این محفظه، آب موجود در سود مایع تبخیر می‌شود و هیدروکسید سدیم جامد باقی می‌ماند. سود پرک جامد سپس خشک می‌شود و به شکل پرک، گرانول یا پودری بسته‌بندی و به بازار عرضه می‌شود.
– روش‌های تولید سود پرک
در حال حاضر، سه روش اصلی برای تولید هیدروکسید سدیم وجود دارد:
- روش ممبران (غشایی): در این روش، از غشاهای نیمه تراوا برای جداسازی گاز کلر از محلول سدیم هیدروکسید استفاده می‌شود. این روش از نظر زیست محیطی مناسب‌تر از روش‌های دیگر است.
- روش دیافراگم: در این روش، از یک دیافراگم برای جداسازی گاز کلر از محلول سدیم هیدروکسید استفاده می‌شود. این روش از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه‌تر از روش ممبران است.
- روش مرکوری (جیوه ای): در این روش، از جیوه به عنوان کاتالیزور استفاده می‌شود. این روش از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه‌تر از روش‌های دیگر است، اما به دلیل استفاده از جیوه، از نظر زیست محیطی مضر است.
باید توجه شود که سود سوز آور در تماس با پوست، دارای اثر خورندگی است و استفاده از دستکش ضروری است. حتماً جهت مشاهده موارد ایمنی که باید در استفاده و حمل و نقل و انبارداری این ماده رعایت شوند به سربرگ MSDS مراجعه کنید.
واکنش سدیم هیدروکسید با اب
واکنش سدیم هیدروکسید (NaOH) با آب، یک واکنش گرمازا و شیمیایی است که منجر به تولید محلول قلیایی قوی می‌شود. در این واکنش، سدیم هیدروکسید به طور کامل در آب حل شده و به یون‌های سدیم (Na+) و هیدروکسید (OH-) تجزیه می‌شود.
معادله شیمیایی این واکنش به صورت زیر است:
NaOH(s) + H2O(l) → Na+(aq) + OH-(aq) + حرارت
کاربردهای محلول حاصل از واکنش سدیم هیدروکسید با آب:
محلول حاصل از واکنش سدیم هیدروکسید با آب کاربردهای مختلفی در صنایع و مصارف خانگی دارد، از جمله:
- نظافت: از این محلول می‌توان برای تمیز کردن سطوح مختلف مانند کاشی، سرامیک، اجاق گاز، فر و … استفاده کرد.
- رسوب‌زدایی: از این محلول می‌توان برای رسوب‌زدایی لوله‌های آب، کتری و قوری استفاده کرد.
- تولید صابون و مواد شوینده: از این محلول در تولید صابون و مواد شوینده استفاده می‌شود.
- خنثی سازی اسیدها: از این محلول می‌توان برای خنثی سازی اسیدها استفاده کرد.
- تصفیه فاضلاب: از این محلول در تصفیه فاضلاب استفاده می‌شود.
سود پرک در چه صنایعی کاربرد دارد؟
کاستیک سودا به دلیل خاصیت قلیایی بالایی که دارد، کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد. از جمله کاربردهای آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- صنعت فلزی و تولید شیشه، روی، آلومینیوم، گالوانیزه و آبکاری
- صنعت باطری سازی و خنثی سازی اسید و باطری سازی
- صنعت دارو سازی، تولید الکل و آرایشی و بهداشتی
- صنعت تولید چربی گیرها و سایر صنایع وابسته
- صنعت نفت و گاز و پتروشیمی
- صنعت تولید کارتن و کاغذ
- صنعت چرم و نساجی
- صنعت رنگ رزی
در ادامه به شرح هر یک از این کاربردها می‌پردازیم:
1- تصفیه آب:
سود پرک در تصفیه آب برای حذف مواد جامد معلق، کلر و سایر مواد آلی استفاده می‌شود. مواد جامد معلق می‌توانند شامل ذرات خاک، شن، گل و لای و سایر مواد باشند. کلر نیز ماده‌ای شیمیایی است که برای ضدعفونی آب استفاده می‌شود. اما کلر نیز می‌تواند مضر باشد و باید از آب حذف شود. هیدروکسید سدیم با حل شدن در آب، خاصیت قلیایی ایجاد می‌کند که باعث می‌شود مواد جامد معلق و مواد آلی از آب جدا شوند.
2- تولید صابون و مواد شوینده:
هیدروکسید سدیم در تولید صابون و مواد شوینده به عنوان ماده اصلی استفاده می‌شود. صابون یک ماده پاک کننده است که از واکنش هیدروکسید سدیم با چربی‌ها و روغن‌ها تولید می‌شود. مواد شوینده نیز از ترکیبات مختلف از جمله هیدروکسید سدیم، تری سدیم فسفات و سایر مواد تشکیل می‌شوند. سود پرک با چربی‌ها واکنش می‌دهد و آنها را saponifies می‌کند و به همین دلیل در تولید انواع صابون، شامپو، مایع ظرفشویی و … کاربرد دارد
3- صنایع نساجی:
کاستیک سودا در صنایع نساجی برای حذف چربی و سایر مواد آلی از الیاف پارچه استفاده می‌شود. این کار باعث می‌شود پارچه نرم‌تر و با دوام‌تر شود. همچنین می‌تواند برای رنگرزی پارچه نیز استفاده شود. در صنعت نساجی از سود پرک برای مرسری سازی، رنگرزی و چاپ پارچه استفاده می‌شود. سود الیاف پارچه را نرم و لطیف می‌کند و به رنگ‌ها کمک می‌کند تا بهتر به الیاف بچسبند.
4- صنایع کاغذ و مقوا:
سود پرک در صنایع کاغذ و مقوا برای تولید خمیر کاغذ استفاده می‌شود. خمیر کاغذ از خرد کردن چوب و سایر مواد سلولزی تولید می‌شود. هیدروکسید سدیم به این فرآیند کمک می‌کند تا الیاف سلولزی از لیگنین جدا شوند و خمیر کاغذ با کیفیت بالاتری تولید شود. از سود برای سفید کردن خمیر چوب و افزایش کیفیت کاغذ استفاده می‌شود.
5- صنایع پتروشیمی:
در صنایع پتروشیمی برای تولید انواع مواد شیمیایی استفاده می‌شود. از جمله این مواد می‌توان به پلیمرها، علف‌کش‌ها، رنگ‌ها و حلال‌ها اشاره کرد. در صنعت پتروشیمی از سود پرک به عنوان ماده اولیه برای تولید انواع مواد شیمیایی مانند PVC، اپوکسی رزین، و پلی اتیلن استفاده می‌شود.
6- صنعت داروسازی:
از سود پرک در تولید برخی از داروها مانند آنتی‌بیوتیک‌ها و مسکن‌ها استفاده می‌شود. همچنین از کاستیک سودا برای ضدعفونی کردن تجهیزات پزشکی و استریل کردن محلول‌های دارویی استفاده می‌شود.
7- چرم سازی:
برای آهک‌زدایی و خنثی سازی پوست خام در فرآیند چرم سازی استفاده می‌شود. سود پرک می‌تواند پروتئین‌های موجود در پوست را حل کند و به این ترتیب پوست را برای مراحل بعدی فرآیند چرم سازی آماده کند.
8- فرآوری مواد غذایی:
از سود در فرآوری مواد غذایی به عنوان تنظیم کننده pH، ضدعفونی کننده و عامل قلیایی کننده استفاده می‌شود. برای مثال، از سود پرک برای پوست کندن گوجه فرنگی، زیتون و سیب زمینی، خنثی سازی اسیدیته در تولید مربا و ژله، و تنظیم pH در تولید پنیر استفاده می‌شود.
9- تولید باتری:
از هیدروکسید سدیم در تولید باتری‌های قلیایی به عنوان الکترولیت استفاده می‌شود. الکترولیت محلولی است که جریان الکتریکی را در باتری هدایت می‌کند.
10- استخراج فلزات:
از کاستیک سودا در استخراج فلزاتی مانند آلومینیوم، مس و روی استفاده می‌شود. سود پرک می‌تواند سنگ معدن را حل کند و فلز مورد نظر را از آن استخراج کند.
در کنار این کاربردهای اصلی، کاستیک سودا در صنایع دیگر نیز کاربرد دارد. به عنوان مثال، از سود در ساخت سدیم سیلیکات، سدیم کربنات و سدیم سولفات نیز استفاده می‌شود.
کاربرد سود پرک در خانه
سود پرک یا سدیم هیدروکسید، ماده‌ای شیمیایی با کاربردهای فراوان در مصارف خانگی است. برخی از مهمترین کاربردهای آن در خانه عبارتند از:
1. رفع گرفتگی لوله‌ها:
به دلیل خاصیت چربی‌زدایی و حل کنندگی قوی، می‌تواند برای رفع گرفتگی لوله‌های فاضلاب و سینک استفاده شود. برای این کار، کافی است 100 گرم سود پرک را با یک لیتر آب سرد مخلوط کنید و محلول را به آرامی در لوله بریزید. سپس 30 دقیقه صبر کنید و بعد با آب داغ فراوان لوله را شستشو دهید.
2. تمیز کردن سطوح:
هیدروکسید سدیم می‌تواند برای تمیز کردن سطوح مختلف مانند اجاق گاز، فر، کاشی و سرامیک، ظروف چدنی و … استفاده شود. برای این کار، محلول سود پرک را با آب رقیق کنید و با استفاده از اسفنج یا برس، سطح مورد نظر را تمیز کنید. سپس با آب فراوان سطح را بشویید.
3. ضدعفونی کردن:
به دلیل خاصیت قلیایی قوی، می‌تواند میکروب‌ها و باکتری‌ها را از بین ببرد. از این ماده می‌توان برای ضدعفونی سطوح مختلف مانند سرویس بهداشتی، سطل زباله و … استفاده کرد. برای این کار، محلول سود پرک را با آب رقیق کنید و سطوح مورد نظر را با آن تمیز کنید. سپس با آب فراوان سطوح را بشویید.
4. سفید کردن لباس:
از کاستیک سودا می‌توان برای سفید کردن لباس‌های سفید استفاده کرد. برای این کار، 1 قاشق غذاخوری سود پرک را به ازای هر 4 لیتر آب به ماشین لباسشویی اضافه کنید.
مضرات سود پرک
در ادامه به برخی از مضرات سدیم هیدروکسید سدیم اشاره می‌کنیم:
- سوختگی پوست و چشم: ماده‌ای بسیار خورنده است و در صورت تماس با پوست یا چشم می‌تواند باعث سوختگی شدید شود. سوختگی ناشی، می‌تواند تا عمق بافت‌های زیرین پوست پیش برود و درمان آن دشوار و زمان‌بر باشد.
- آسیب به ریه‌ها: استنشاق بخارات آن می‌تواند باعث تحریک و التهاب ریه‌ها شود. در موارد شدید، استنشاق بخارات سود می‌تواند باعث آماس ریوی شود.
- آسیب به دستگاه گوارش: بلع می‌تواند باعث سوختگی شدید دستگاه گوارش شود. در موارد شدید، بلع می‌تواند باعث مرگ شود.
- آسیب به بافت‌های بدن: کاستیک سودا می‌تواند با پروتئین‌های موجود در بافت‌های بدن واکنش دهد و باعث ایجاد ترکیبات سمی شود. این ترکیبات سمی می‌توانند باعث آسیب به بافت‌های بدن شوند.
برای کاهش خطرات ناشی از هیدروکسید سدیم، هنگام کار با این ماده باید از تجهیزات ایمنی مناسب استفاده شود. این تجهیزات شامل دستکش، عینک ایمنی، لباس محافظ و ماسک تنفسی است. همچنین باید از قرار دادن سود پرک در دسترس کودکان و حیوانات خانگی جلوگیری شود.
در صورت تماس کاستیک سودا با پوست یا چشم، باید بلافاصله ناحیه آسیب دیده را با آب فراوان بشویید. در صورت استنشاق بخارات سود، باید بلافاصله به هوای تازه بروید و از استفراغ خودداری کنید.
مهمترین جایگزین‌های سود پرک (سدیم هیدروکسید)
انتخاب جایگزین مناسب برای سود پرک به کاربرد مورد نظر شما بستگی دارد. در اینجا به برخی از مهمترین جایگزین‌های سود پرک در کاربردهای مختلف اشاره می‌کنیم:
- هیدروکسید پتاسیم (KOH): همانطور که قبلاً ذکر شد، هیدروکسید پتاسیم یک باز قوی با خواص مشابه سود پرک است و می‌تواند در بسیاری از کاربردها جایگزین آن شود.
- آمونیاک (NH3): آمونیاک یک باز ضعیف‌تر از سود پرک است، اما می‌تواند برای تمیز کردن سطوح و ضدعفونی کردن استفاده شود.
- آهک (Ca(OH)2): آهک یک باز ضعیف است که می‌تواند برای رسوب‌زدایی آب و خنثی سازی اسیدها استفاده شود.
بسته بندی سود پرک
سود پرک(سود سوز آور) در بسته بندی کیسه 25 کیلوگرمی 2 جداره قابل تحویل است. جهت استفاده در صنایع داخل کشور و صادرات به کشورهای اطراف با بسته‌بندی‌های مختلف کیسه‌های ۲۵ کیلوگرمی، پالت های ۱/۵ تنی به همراه شیرینگ و تسمه کشی و یا جمبوبگ های یک تنی، بنا به درخواست مشتری با انجام تشریفات امور گمرکی در مقصد مورد نظر تحویل داده می‌شود و نیز برای صادرات عرضه می‌شود.
صادرات سود پرک از ایران
ایران یکی از بزرگترین تولیدکنندگان و صادرکنندگان سود پرک (سدیم هیدروکسید) در جهان است.
طبق آمار تجارت جهانی، ایران در سال 2022، حدود 1.5 میلیون تن سود پرک به ارزش تقریبی 500 میلیون دلار صادر کرده است.
مهمترین مقاصد صادراتی سود پرک ایران عبارتند از:
- عراق
- ترکیه
- هند
- افغانستان
- پاکستان
- امارات متحده عربی
- عمان
- آذربایجان
- ترکمنستان
- روسیه