IDROSSIDO DI SODIO

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Title

IDROSSIDO DI SODIO

Creator

Anna Feleppa

Contributor

Anna Feleppa

Chimica Item Type Metadata

Denominazione

Idrossido di sodio (nomenclatura IUPAC e tradizionale)
Soda caustica
Sodium hydroxide

Formula chimica

NaOH

Formula di struttura

Nella figura si può vedere la struttura molecolare dell'idrossido di sodio. Tra lo ione Na+ e lo ione OH- è presente un legame ionico.
http://www.cosmicnoise.it/o/files/original/10/778/idrossido_di_sodio1.jpg

Proprietà fisico/chimiche

Densità (g/cm3): 2,13
Massa molare: 39,997 g/mol
Temperatura di fusione: 323 °C (596 K)
Temperatura di ebollizione: 1390 °C (1663 K)
Solubilità in acqua: è molto solubile, 1090 g/L a 293 K
Aspetto: solido cristallino inodore di colore trasparente tendente al bianco.

Stato naturale e diffusione

L'idrossido di sodio è una base minerale forte, solido a temperatura ambiente, estremamente igroscopico e deliquescente.
Reagisce facilmente con gli acidi formando i corrispondenti sali ed acqua (reazione di neutralizzazione) e con gli ossidi acidi. Queste ultime reazioni sono sfruttate per abbattere i gas nocivi (come H2S e SO2) prodotti durante la combustione del carbone.
Inoltre il vetro reagisce lentamente con le soluzioni di idrossido di sodio anche a temperatura ambiente formando silicati solubili. Pertanto qualsiasi oggetto in vetro viene danneggiato in seguito ad un prolungato contatto con una soluzione di NaOH. Un'altra tipica reazione dell'idrossido di sodio, appartenente alla chimica organica è la reazione di saponificazione.

Processo produttivo

Il processo cloro-soda è il processo chimico-industriale tramite il quale dal cloruro di sodio in soluzione (salamoia) si ottengono per elettrolisi cloro gassoso, idrossido di sodio e idrogeno. Il processo richiede un alto consumo energetico e produce soda caustica e cloro in uguale ammontare di moli. Attualmente la produzione di soda e cloro gassoso viene effettuata attraverso tre differenti metodi: il sistema a membrana semipermeabile e il metodo della cella a diaframma. Il terzo, il più antico metodo, è quello della cella a catodo di mercurio, che risulta dannoso per l'ambiente a causa delle problematiche di smaltimento dei reflui (solidi, liquidi e gassosi) contaminati dal mercurio.
Il metodo della cella a membrana è il più moderno per la produzione di cloro e soda caustica: consiste nell'elettrolisi di cloruro di sodio/potassio in soluzione acquosa all'interno di una cella a membrana, costituita da due camere (comparto anodico e comparto catodico) tenute separate da una membrana semipermeabile a scambio ionico costituita da una resina perfluorurata, permeabile a Na+ ed H2O, ma non a OH- e Cl-. La salamoia concentrata di cloruro di sodio viene introdotta nella prima camera (comparto anodico) della cella, dove gli ioni cloruro si ossidano a cloro molecolare sull'anodo.
2 Cl- → Cl2 + 2 e-
Dal comparto anodico fuoriesce anche la cosiddetta salamoia depleta impoverita del cloruro reagito all'anodo e dal sodio migrato nel comparto catodico. Ogni coppia di elettrodi costituisce una cella elementare. Si dovrebbe considerare anche l'ossidazione dell'ossigeno acquoso a ossigeno gassoso. Ma la concentrazione degli ossidrili (OH-) è così bassa nelle condizioni di pH delle celle elettrochimiche (circa 4-5) che la reazione è ridotta al minimo. Comunque anche se in piccola percentuale, 1-2 %, viene prodotto ossigeno (senza acidificazione supplementare) che costituisce un inquinante per il cloro molecolare:
H2O → ½ O2 + 2H+ + 2e-
Nel comparto catodico viene alimentata soda diluita, l'H+ presente dalla dissociazione dell'acqua si riduce ad idrogeno gassoso rilasciando in soluzione ioni ossidrili:
H2O + e- → ½ H2 + OH-
Dal comparto esce quindi la soluzione di soda caustica, più concentrata rispetto a quella alimentata.
Analogamente all'ossidazione, si dovrebbe considerare anche la riduzione dello ione sodio a sodio elementare, ma avendo questa coppia un potenziale standard minore di quello della coppia acqua/idrogeno gassoso, tale reazione non avviene.
La membrana semipermeabile permette agli ioni sodio di passare dal comparto anodico al comparto catodico, mentre impedisce il passaggio degli ioni ossidrili dal comparto catodico a quello anodico. Gli ioni sodio nel comparto catodico in soluzione con gli ossidrili, permettono la produzione di soda caustica (NaOH). La reazione globale dell'elettrolisi del cloruro di sodio è:
2 NaCl + 2 H2O → Cl2 + H2 + 2 NaOH
Cl2 + 2 OH- → Cl- + ClO- + H2O
Varianti del processo descritto possono produrre il clorato.
3 Cl2 + 6 OH- → 5 Cl- + ClO3- + 3 H2O



Utilizzi, applicazioni

Nell'industria chimica, è un reagente di ampio impiego; è utilizzato nella sintesi di coloranti, detergenti e saponi, nella fabbricazione della carta e nel trattamento delle fibre del cotone, nonché nella produzione dell'ipoclorito di sodio (la comune candeggina) e di altri sali sodici, quali il fosfato ed il solfuro.
La soluzione viene adoperata in campo di sintesi organica, in quelle reazioni, chiamate "anidre" o meglio “dry”, in cui essa sia richiesta, ma è necessaria una totale assenza di acqua. Viene altresì usato per rigenerare le resine a scambio ionico utilizzate per la demineralizzazione dell'acqua.
A livello domestico trova uso sotto forma di soluzione acquosa come disgorgante per sturare tubi e lavandini intasati. L’idrossido di sodio serve anche, opportunamente diluito con acqua e miscelato con grassi animali o vegetali, per preparare saponi artigianali ecologici.
Viene inoltre utilizzato nella preparazione di un tipico piatto scandinavo, il lutefisk, e nella preparazione industriale dei brezel.
Nel settore enologico viene adoperata per la pulizia interna delle cisterne con residui di tartaro. È molto usato inoltre in elettronica e in bagni termostatici per lo sviluppo delle pellicole di nitrocellulosa usate per la misurazione della concentrazione di gas radon.

Cenni storici

La produzione dell’idrossido di sodio denominato “cloro-soda” ebbe inizio nel 1892. Il processo Castner-Kellner,il più antico, richiede un alto consumo energetico e produce soda caustica e cloro in uguale ammontare di moli. Ciò ha reso necessaria la ricerca di nuovi impieghi per il cloro, che ha una minore domanda. In origine esso veniva liberato nell'atmosfera, successivamente come acido cloridrico nelle acque, con effetti inquinanti. Anche il cloro e la soda prodotti sono contaminati da tracce di mercurio.
Le celle a mercurio sono state gradualmente eliminate a causa del loro alto impatto ambientale e dei loro alti consumi energetici. Infatti non sono stati radi i casi di avvelenamento prodotto proprio dall'inquinamento di questo tipo di cella, come quello causato nell'Ontario, fra il 1962 e il 1970. Nella baia di Minamata, in Giappone, dal 1956 al 1973, molluschi, crostacei e pesci, entrando nella catena alimentare, causarono l'avvelenamento da mercurio degli abitanti del luogo, da cui il nome di "malattia di Minamata".
In Italia sono stati riconosciuti come responsabili dell'inquinamento da mercurio gli impianti dell'Eni di Gela, in Sicilia, dal 1971 al 1994.

Note

L'idrossido di sodio possiede una notevole capacità corrosiva. Il solo contatto del composto solido con la pelle non causa gravi ustioni, ma è consigliabile maneggiarlo con guanti ed occhiali protettivi, mentre il contatto del composto mentre reagisce con acqua può essere molto dannoso. La sua dissoluzione in acqua è una reazione fortemente esotermica, libera cioè molto calore.

Riferimenti

https://www.my-personaltrainer.it/benessere/soda-caustica.html
https://www.chimica-online.it/composti/idrossido-di-sodio.htm
https://it.wikipedia.org/wiki/Idrossido_di_sodio
https://www.chimicamo.org/chimica-generale/idrossido-di-sodio.html

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Citation

Anna Feleppa, “IDROSSIDO DI SODIO,” __Cosmic_Noise__e-learning_for_science__, accessed October 23, 2020, http://www.cosmicnoise.it/o/items/show/778.

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