U.M.S.A. FACULTAD DE INGENIERIA
LABORATORIO LABORAT ORIO DE ELECTROQUIMICA (PRQ 504L)
PREINFORME
Nro. 5
OBTENCION DEL HIDROXIDO DE SODIO
DOCENTE:
ING. RENE GABRIEL MEJIA MARTINEZ ESTUDIANTE:
TIÑINI COAQUIRA KATHERYN S. GRUPO:
“A” C.I.
:
9981766 L.P. L.P. FECHA DE ENTREGA
:
6 ! 1" # "1$
________________ ________________________ _______________ _______ LA PAZ - BOLIVIA
OBTENCION DE NaOH El 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 leja de sosa. !anto la sosa c"ustica como la leja atacan la piel. En su mayor parte la sosa c"ustica y la leja de sosa se obtienen en la electrólisis cloro# "lcali. Sin embargo, se obtiene una peque$a parte por caustificación de %arbonato de Sodio. Se calienta una solución de %arbonato de Sodio con la cantidad correspondiente de cal apagada &Hidróxido de %alcio' as precipita el %arbonato de %alcio insoluble y en la solución queda Hidróxido de Sodio. (e este m)todo se obtiene el nombre de sosa c"ustica para el Hidróxido de Sodio. *a+%- %a&H'+ / %a%- 0 + NaOH
KATHERYN STEFANY TIÑINI COAQUIRA
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Hidróxido de sodio
OBTENCION DE NaOH
Nombre IUPAC Hidróxido de sodio
General Fórmula molecular *aH Identificadores Número CAS
1-12#3-#+1
Número R!CS
456722222
C"!#I
-+168
C"emS$ider
16116
PubC"em
16379
S%I&!S'mostrar( InC"I'mostrar( Pro$iedades f)sicas A$ariencia
Sólido. 5lanco.
*ensidad
+122 :g;m-< +,1 g;cm-
%asa molar
-7,7731- g;mol
Punto de fusión
871 = &-19 >%'
Punto de ebullición 1??- = &1-72 >%' Pro$iedades +u)micas Solubilidad en a,ua
111 g;122 m@ &+2 >%' ; 1-.97 g;122 m@ &alcohol etlico a +2 >%'
ermo+u)mica -f H.,as
A173,3? :B;mol
-f H.l)+uido -f H.sólido
A61?,99 :B;mol KA THERYN STEFANY TIÑINI COAQUIRA A6+8,7- :B;mol
S.,as/ 0 bar
++9.63 BCmol#1C=
Ries,os
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OBTENCION DE NaOH
O#!NCI1N El hidróxido de sodio, en su mayor a, se fabrica por el m)todo de caustificación, es decir, juntando otro hidróxido con un compuesto de sodio. unque modernamente se fabrica por electrólisis de una solución acuosa de %loruro de Sodio o salmuera. Es un subproducto que resulta del proceso que se utiliza para producir cloro. FnodoG +%l# %l+ &gas' +e# %"todoG +H+ +e# H+ +H# l ir progresando la electrólisis se van perdiendo los cloruros siendo sustituidos por iones hidróxido, que combinados con los cationes sodio presentes en la disolución forman el hidróxido sódico. @os cationes sodio no se reducen a sodio met"lico debido a su bajsimo potencial.
%2O*OS *! O#!NCI1N 3
!&!CR1&ISIS C&ORO34&CA&I5
@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 5lanc. El %loro se obtena del Fcido %lorhdrico, producto secundario del m)todo @e 5lanc, la sosa c"ustica a partir del producto principal, la sosa misma.
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%2O*O &! #&ANC5
1# partir de %loruro de Sodio y Fcido SulfIrico se obtienen Sulfato de Sodio y %loruro de Hidrógeno. + *a%l H+S6 / Na6SO7 + 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.
Na6SO7 %a%- + % / Na6CO8 %aS + %+ -# Dor 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%- 0 + NaOH KATHERYN STEFANY TIÑINI COAQUIRA
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OBTENCION DE NaOH l pasar al m)todo de Solvay fue preciso obtener %loro a partir de otras fuentes de Fcido %lorhdrico, sin que se alterase el cuadro en lo que se refiere a la sosa c"ustica. •
%2O*O SO&9A:5
1# Haciendo pasar monaco y (ióxido de %arbono &gaseosos' por una solución saturada de %oluro de Sodio se forma %arbonato "cido de Sodio y %loruro de monio &ambos insolubles'. *a%l *H- %+ H+ / NaHCO8 *H6%l +# El %arbonato "cido de Sodio se separa de la solución por filtración y se transforma en %arbonato de Sodio por calcinaciónG + *aH%- / Na6CO8 H+ %+ -# El %loruro de monio obtenido se hace reaccionar con Hidróxido de %alcio y se recupera monaco. + *H6%l %a&H'+ / 6 NH8 + H+ %a%l+ 6# El Hidróxido de %alcio se produce en la misma f"brica por calcinación de %arbonato de %alcio &piedra caliza' y as se produce el (ióxido de %arbona necesario en la ecuación 1. %a%- / CaO ; CO6 En 1999 se descubrió el m)todo del diafragma y se realizó la primera electrólisis t)cnica %loro# "lcali. El m)todo de Jriesheim se extendió triunfalmente por todo el mundo y fue piedra fundamental para nuevos desarrollos t)cnicos de procesos electroqumicos &obtención de luminio, Kagnesio, Sodio, etc.'. (esde entonces, %loro y sosa c"ustica est"n ntimamente unidos, y el aumento en consumo de uno de ellos se traduce en exceso de producción del otro. Dor ejemplo, cuando despu)s de la primera guerra mundial, aumentó abruptamente el consumo de sosa c"ustica para la industria de la seda artificial, el empleo del %loro producido resultó un problema insoluble e hizo necesario la bIsqueda de nuevos campos de aplicación para el %loro. Esta bIsqueda fue coronada con tal )xito que, desde hace unos treinta a$os, la situación ha cambiado por completo y el ulterior desarrollo de la electrólisis %loro#"lcalis est" hoy subordinado a las necesidades de %loro.
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OBTENCION DE NaOH
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!&!CR1&ISIS !N FAS! FUN*I*A POR !& %2O*O *! *O<5
En la c)lula , revestida con ladrillos de chamota, &1' el "nodo de grafito &' penetra por la parte inferior, mientras el c"todo de hierro &5' 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 &' para que no se ponga en contacto con el Sodio fundido. s se puede obtener separadamente Sodio fundido y %loro gaseoso. El Sodio flota sobre el %loruro de Sodio fundido, sobre el c"todo &5', 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+
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%2O*O *!& *IAFRAG%A5
@a c)lula horizontal en el m)todo del diafragma, la c)lula 5illiter &+' est" separada por el diafragma &' , que frecuentemente es formado por varias capas de asbesto, en un espacio anódico &5' y otro espacio catódico &%'. !ambi)n aqu se emplean como "nodos electrodos de grafito y como c"todo parrillas de Hierro. El electrolito es una solución purificada y saturada de %loruro de Sodio &-' que entra continuamente por la parte superior. Kediante la aplicación de una corriente contnua 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 &L'. (e los iones *a y H presentes en el c"todo se descargan solamente los Iltimos por su potencial de separación m"s positivo. El Hidrógeno se recoge por debajo del diafragma y se extrae por &('. En el espacio catódico queda una solución de leja de sosa que contiene %loruro de Sodio< unos 1+2 g de Hidróxido de Sodio y unos 162 g de %loruro de Sodio. @a disolución se extrae por &E'. Mnas 82 a 122 c)lulas se unen para constituir una batera. + *a%l + H+ / 6 NaOH %l+ H+
%2O*O *! &A A%A&GA%A5 KATHERYN STEFANY TIÑINI COAQUIRA
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OBTENCION DE NaOH En la c)lula, algo inclinada hacia un lado &6', el "nodo consta tambi)n de varios electrodos de grafito &' mientras el c"todo lo constituye el Kercurio &5' que cubre el suelo y que fluye en )l lentamente. @a c)lula no tiene diafragma. El electrolito es tambi)n aqu una solución purificada y saturada de %loruro de Sodio que entra continuamente por &%'. Se trabaja con corriente contnua con 6,? voltios y el %loro formado en el "nodo sale en forma gaseosa &('. @os iones Sodio se descargan en el c"todo de Kercurio y r"pidamente forman con )l la amalgama de Sodio que fluye fuera de la c)lula con un contenido en Sodio de alrededor de 2,+ N &E'. Dor medio de una bomba &L' se hace pasar la amalgama a un depósito &J', una torre rellena con grafito en la que se produce la descomposición de la amalgama con agua, con producción de Kercurio, leja de sosa &H' e Hidrógeno &O'. El Kercurio puro se recoge en el fondo de la torre y se bombea &B' de nuevo a la c)lula de electrólisis. + *a Hg+ + H+ / 6 NaOH Hg+ H+
RAA%I!NO *! &OS PRO*UCOS *! !&!CR1&ISIS5 El Hidrógeno producido en los m)todos de diafragma y de la amalgama es de 78 N. @a mayor parte de las veces se saca con Fcido SulfIrico concentrado y mediante compresores &8' se le almacena en botellas de acero &?' si no se tiene para )l la aplicación en f"bricas propias. @a leja de Sosa del m)todo de diafragma es solamente del 1+ N y contiene mucho %loruro de Sodio. Se la concentra fuertemente en evaporadores de mIltiple efecto &3', con lo que la mayor parte de %loruro de Sodio precipita y se separa por centrifugación &no dibujado'. @a leja de Sosa purificada de )sta manera es de 82 N y contiene todava + N 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 leja de sosa muy pura, completamente exenta de %loruro de Sodio y otras impurezas, con una concentración de 82 N, que se puede aumentar f"cilmente hasta un 38 N. @a leja de sosa de 82 N se vende como tal &9' o se evapora hasta obtenerla sólida y se envasa en barriles &7'. El %loro se liquida y se expende en vagones tanques a presión &12' o en botellas de acero. El Sodio met"lico, procedente de la electrólisis en fase fundida, no necesita m"s purificación y se envasa en latas &11' o barriles herm)ticos para su distribución al comercio.
UI&I=ACI1N KATHERYN STEFANY TIÑINI COAQUIRA
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OBTENCION DE NaOH El hidróxido de sodio se usa para fabricar jabones, crayón, papel, explosivos, pinturas y productos del petróleo. !ambi)n se usa en el procesamiento de textiles de algodón, lavandera y blanqueado, revestimiento de óxidos, galvanoplasta y extracción electroltica. Se encuentra comInmente en limpiadores de desagPes y hornos. dem"s este producto se usa como desatascador de ca$eras.
AP&ICACION!S @a sosa c"ustica tiene muchas aplicaciones en la industria qumica, principalmente en forma de leja de sosa, que se prepara donde ha de usarse y en cualquier concentración deseada por disolución en agua de la sosa sólida. %omo campos principales de empleo citaremosG industrias de algodón, seda artificial, pl"sticos, textiles y de jabón, en la fabricación de diversos productos qumicos, etc.
A&%AC!NA>! : RANSPOR! %omo la sosa c"ustica sólida es fuertemente higroscópica y reacciona r"pidamente con el (ióxido de %arbono del aire, formando %arbonato de SodioG + *aH %+ / *a+%- H+ Se envasa herm)ticamente en tambores y as se la amacena y distribuye. %omo material de construcción para envases y depósitos es adecuado el hierro. El aluminio no puede emplearse, porque la leja de sosa la disuelve formando aluminato, pero es posible emplear pl"sticos para el recubrimiento de vasijas. En el trabajo con sosa o con leja es necesario utilizar gafas protectoras, porque tanto trocitos de sólido como gotas de solución atacan r"pidamente los ojos.
#I#&IOGRAFIA 3 3 3 3
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KATHERYN STEFANY TIÑINI COAQUIRA
