هیدروکسید سدیم (سود سوزآور)، هیدروکسید سدیم (NaOH) یک ماده شیمیایی مناسب، قابل کنترل و معمول است.
هیدروکسید سدیم آسان ، ارزان و بسیار مفید است که برای خنثی سازی اسید های قوی و یا ضعیف است. NaOH در غلظت های تا 50٪ در دسترس است ، که بیشترین میزان غلظت را دارد. هیدروکسید سدیم همچنین برای رسوب هیدروکسید های فلزی و حفظ سطح بالای pH برای کنترل خوردگی در سیستم توزیع استفاده می شود.
هیدروکسید سدیم، NaOH (همچنین به عنوان سود سوزآور) شناخته می شود، جامد سفید و ملایم است. این آب و دی اکسید کربن را از هوا جذب می کند. این مواد شیمیایی به صورت جامد و یا مایع جامد یا مایع (معمولا 30٪ یا 46-50٪) عرضه می شود. وزن آن 1.33 (در 30٪) و 1.48 (در 46٪) است.مواد مصرف برای هیدروکسید سدیم شامل پوشش های لاستیکی و فولاد، فولاد ضد زنگ، پلی وینیل کلراید، پلی پروپیلن، پلاستیک تقویت شده از فایبر گلاس است.
در درمان نوشیدن آب، هیدروکسید سدیم اغلب به جای پودر های قلیایی مانند آهک یا خاکستر سودا استفاده می شود، زیرا سیستم های افزودن هیدروکسید سد کمتر پیچیده هستند و نیاز به نگهداری کمتر دارند. مواد شیمیایی نیز می تواند به جای آهک برای نرم کردن آب با حذف سختی کربنات و غیر کربنات استفاده شود. هیدروکسید سدیم همچنین می تواند بخشی از یا خاکستر سودا را جایگزین کند. هیدروکسید سدیم برای افزایش pH و تبدیل دی اکسید کربن اضافی به گونه های قلیایی استفاده می شود. غلظت های معمولی از 2-100 میلی گرم در لیتر (به عنوان سودا سودا) استفاده می شود اما غلظت های بالاتر ممکن است با آب های کم کیفیت استفاده شود . هیدروکسید سدیم تغییرات 1.55 میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم (CaCO3) قلیایی در هر mg / L به عنوان NaOH می دهد. کنترل pH هنگامی که هیدروکسید سدیم به آب ضعیف بافر اضافه می شود دشوار است.
استفاده از سودسوزآور به جای آهک و سودا در کاهش سختی آب می تواند دارای مزایای زیر باشد:
استفاده از آهک معمولا پردردسرتر است.
سود در اثر نگهداری فاسد نمی شود.
حجم لجن تولید شده در کلاریفایر کمتر خواهد بود و در نتیجه آب کمتری همراه لجن هدر خواهد رفت.
حذف منیزیم کامل تر انجام می شود.
کاستیک سودا در مصارف زیادی کاربرد دارد ازجمله مصارف آن کاستیک سودا در تصفیه آب است.همچنین کاستیک سودا یک ماده قلیایی (باز بسیار قوی با PH نزدیک به 14 )که می توان به عنوان خنثی کننده محیط اسیدی بکار برد.آب تصفیه نشده یک محیط اسیدی است که به علت ترکیبات سخت آن خاصیت خوردگی بسیار بالایی دارد .
این خاصیت خورندگی هم بر روی لوله ها هم تاثیر می گذارد.و باعث حل شدن آهن و سرب و مس در آب می شود ، در نتیجه این فاجعه باعث بروز مشکلات بهداشتی و سلامتی می شود.
سدیم هیدروکسید که با نام‌هایی چون کاستیک سودا، سود سوزآور یا سود پرک نیز شناخته می‌شود دارای فرمول شیمیایی NaOH است. کاستیک سودا ماده‌ای جامد و سفید رنگ به عنوان یک باز قوی، یکی از مواد شیمیایی صنعتی بسیار مهم به شمار می‌رود. هیدروکسید سدیم از نظر شکل ظاهری به چهار صورت تقسیم می‌شود:
- سود مایع (در اثر انحلال سدیم هیدروکسید جامد در آب تولید می شود)
- سود پرک (سود پرک به رنگ سفید و بدون بو بوده و به صورت پرک یا پولک است)
- سود گرانول (سود گرانولی با حالت فیزیکی جامد و به رنگ سفید است)
- سود پودری (به صورت دانه‌های سفید رنگ نسبتا ریز است)
تولید کاستیک در سال ۱۹۸۰ در آمریکا، ۱۲ میلیون تن بوده‌است. اولین واحد کلرو آلکالی ایران در سال 1342 شمسی در کنار رودخانه کارون در نزدکی آبادان با هدف تولید کلر مایع برای تصفیه آب و کاستیک برای صنایع کاغذ سازی و سایر صنایع کشور و با لیسانس شرکت دنورای ایتالیا راه اندازی گردید. در حال حاضر نیز، تعداد هفت واحد در حال تولید کاستیک در کشور بوده و ظرفیت اسمی نصب شده در حدود 978000 تن کاستیک و 868000 تن کلر است. در حال حاضر سهم ایران از تولید کلر و کاستیک دنیا براساس ظرفیت اسمی نصب شده، سالانه کمتر از یک میلیون تن براساس کاستیک بوده که این رقم در مقایسه با تولید کل دنیا 09/1 درصد و سهم واقعی ایران در تولید این محصولات کمتر از 337/0 درصد است.
در ابتدا به منظور تولید سدیم هیدروکسید از واکنش کربنات سدیم با هیدروکسید کلسیم که به واکنس سوزش آور نیز معروف است به‌دست آورد:
Ca(OH)2(aq) + Na2CO3(s) → CaCO3 + 2 NaOH(aq)
امروزه بیش از 95 درصد ظرفیت تولید کلر و تقریباً 100 درصد ظرفیت تولید کاستیک سود بر اساس فرایند هیدرولیز آب نمک می‌باشد. در این فرآیند محلول سدیم کلرید (آب نمک) به صورت الکترولیزی به کلر عنصری و محلول سدیم هیدروکسید و هیدروژن عنصری، تجزیه می‌شود. روش تولید سود مایع با استفاده از سدیم کلرید به عنوان ماده اولیه یک فرایند چند محصولی است، به صورتی که به ازای تولید هر 1000 کیلوگرم کلر، حدود 1126 کیلوگرم سدیم هیدروکسید و 28 کیلوگرم هیدروژن تولید می شود. امروزه به طور کلی سه روش مرسوم جهت تولید سود سوز آور وجود دارد:
- استفاده از فرآیند غشایی
- استفاده از فرآِند دیافراگم
- استفاده از فرآیند جیوه‌ای
در فرآیند غشایی از بسیاری جهات شبیه به فرآیند دیافراگمی است با این تفاوت که در این فرآیند اطراف هر یک از الکترودهای قرار گرفته در محلول، به جای دیافراگم توسط غشا وجود دارد. بدین ترتیب غشا به صورت انتخابی عمل کرده و مانع از عبور یون‌های سدیم از بخش آند به سمت کاتد می‌گردد. در فرآیند دیافراگمی آب نمک اشباع به بخش آند سلول که گاز کلر آزاد می‌شود وارد می‌گردد و محلول آب نمک از سود مایع در قسمت کاتد که گاز هیدروژن در این قسمت آزاد می‌شود، توسط دیافراگم آزاد می‌گردد. در فرآیند جیوه‌ای که با نام مرکوری نیز شناخته می‌شود سود مایع عاری از کلر تولید می شود، اما استفاده از چندین تن جیوه در این فرایند منجر به بروز مشکلات زیست‌محیطی جدی می‌شود. شکل (1) نیز نشان دهنده میزان مصرف کاستیک در صنایع مختلف است.
شکل(1): کاربرد کاستیک در صنایع مختلف
استفاده ی کاستیک سودادر تصفیه آب
بدلیل آنکه کاستیک سودا (سدیم هیدروکسید ) یک ماده قلیایی است و خاصیت خنثی سازی دارد.
درصورتی‌که آب اسیدی باشد، یکی از راه‌هایی که به‌منظور تنظیم pH مورداستفاده قرار می‌گیرد،
استفاده از سود مایع (سدیم هیدروکسید | سوز آور) در فرایند تصفیه آب می‌باشد.
با افزودن سود مایع به آب، pH تا نزدیکی حالت خنثی افزایش پیدا می‌کند.
به منظور افزایش pH آب در چاه های آب ، سود کاستیک مایع به درون چاه تزریق می شود.
از آنجا که محلول سود مایع نیز خورنده است، یک پمپ خوراک دهنده مقاوم در برابر خوردگی
شیمیایی، سود مایع را برای افزایش pH به ابتدای جریان آب اضافه می‌کند.
سود مایع باید مستقیماً به چاه آب افزوده شود تا از خوردگی تجهیزات سر چاهی و پمپ مکش
آب نیز جلوگیری شود.
کابردهای عمومی کاستیک سودا در صنعت
کنترل PH، خنثی‌سازی اسید، گاز زدایی، ساخت خمیرسلولز و کاغذ، در صنایع گاز و نفت (برای زدایش آلاینده‌های اسیدی در فرایند گاز و نفت)، ساخت صابون و پاک کننده‌ها، صنایع ابریشم مصنوعی و سلوفان، تصفیه آب، فرایند مواد غذایی، زدایش گاز از دودکش، معدنکاری، ساخت شیشه، فرآیند نساجی، ضدعفونی سبزیجات، احیاء لاستیک، حکاکی و فلزکاری، فرآیند آلومینیوم‌سازی، آماده‌سازی چسب، زدایش رنگ، به عنوان ماده ضدعفونی کننده.