hydroxyde de sodium (NaOH): réactions et utilisations

Hydroxyde de sodium (soude caustique)

Sodium hydroxide

Table des matières

1. Introduction

L’hydroxyde de sodium pur, NaOH, est un solide incolore. Il n’existe pas dans la nature, mais est fabriqué à grande échelle à partir de matières premières assez faciles à obtenir et est utilisé dans de nombreux procédés chimiques.

En raison de son action corrosive sur de nombreuses substances, elle est connue sous le nom de soude caustique.

La solution d’hydroxyde de sodium est l’un des plus anciens produits chimiques fabriqués par l’homme. La réaction du carbonate de sodium avec le calcaire calciné (caustification de la soude) était déjà connue dans les premières cultures afro-orientales.

Des récipients en albâtre contenant une solution d’hydroxyde de sodium à 3 % ont été trouvés dans des tombes égyptiennes datant du IIIe siècle av. près de la pyramide de Khéops.

Les premières traces écrites de la production de soude caustique au cours des premières années de notre ère sont venues d’Égypte et d’Inde.

2. Propriétés de l’hydroxyde de sodium

Étant donné que l’hydroxyde de sodium pur a une grande affinité pour l’eau, les propriétés physiques et chimiques de la substance pure sont difficiles à déterminer.

De nombreuses données ne peuvent être obtenues qu’en extrapolant les valeurs de l’hydroxyde de sodium impur. Il en est de même pour les propriétés physiques dépendantes de la concentration des solutions aqueuses d’hydroxyde de sodium, car ces solutions ont une forte tendance à la sursaturation.

2.1. Propriétés physiques de l’hydroxyde de sodium

Certaines propriétés physiques de l’hydroxyde de sodium solide sont les suivantes :

  • M=40g/mol
  • Aspect : blanc, cristallin
  • Densité (liquide, 350 °C)= 1,77 g/cm3
  • mp (sans soude ni eau) 322 ± 2 °C

2.2. Réactions chimiques de l’hydroxyde de sodium

L’hydroxyde de sodium pur est fortement hygroscopique. Il se dissout dans l’eau avec dégagement de chaleur et forme six hydrates définis.

Lors du transport et du stockage de la solution d’hydroxyde de sodium, les récipients doivent être chauffés ou isolés car les points de fusion de certains des hydrates sont bien supérieurs à 0 °C.

En présence d’humidité, NaOH réagit facilement avec le dioxyde de carbone atmosphérique pour former du carbonate de sodium.

L’hydroxyde de sodium réagit avec le monoxyde de carbone sous pression et en présence d’humidité pour donner du formiate de sodium.

La forte affinité de l’hydroxyde de sodium pour l’eau entraîne une réduction de la pression de vapeur d’eau (par exemple, à 0,36 kPa pour 50,3 % en poids de NaOH à 30 °C).

L’hydroxyde de sodium est donc un agent desséchant très efficace. Il est assez facilement soluble dans le méthanol et l’éthanol.

L’hydroxyde de sodium anhydre réagit très lentement avec la plupart des substances. Par exemple, il n’attaque que légèrement de nombreux métaux à température ambiante (par exemple, Fe, Mg, Ca et Cd). Cependant, les taux de corrosion augmentent rapidement avec l’augmentation de la température.

Les métaux plus nobles tels que le nickel, l’argent, l’or et le platine ne sont que légèrement attaqués même lorsqu’ils sont chauffés, surtout si les atmosphères oxydantes sont exclues.

L’hydroxyde de sodium anhydre ne réagit pas avec le dioxyde de carbone sec.

Les métaux amphotères tels que le zinc, l’aluminium, l’étain et le plomb sont attaqués par une solution diluée d’hydroxyde de sodium à température ambiante. Le fer, l’inox et le nickel sont assez résistants.

L’hydroxyde de sodium réagit avec les acides organiques et inorganiques pour former des sels de sodium.

3. production d’hydroxyde de sodium

Pour la production de solution d’hydroxyde de sodium, voir cet article.

Pour la production d’hydroxyde de sodium solide (anhydre), voir cet article.

4. Utilisations de l’hydroxyde de sodium (soude caustique)

La plupart des utilisateurs d’hydroxyde de sodium ont besoin de solutions aqueuses diluées.

Plus de 56 % de la production est destinée à l’industrie chimique :

1. En chimie inorganique, l’hydroxyde de sodium est utilisé dans la fabrication de sels de sodium, pour la digestion alcaline des minerais et pour la régulation du pH.

2. L’industrie chimique organique utilise l’hydroxyde de sodium pour les réactions de saponification, la production d’intermédiaires anioniques nucléophiles, l’éthérification et l’estérification, la catalyse basique et la production de bases organiques libres.

La solution d’hydroxyde de sodium est utilisée pour laver les gaz résiduaires et neutraliser les eaux usées.

3. Dans l’industrie du papier, la solution d’hydroxyde de sodium est utilisée pour la cuisson du bois (élimination de la lignine).

4. L’industrie textile utilise une solution d’hydroxyde de sodium pour fabriquer de la viscose et des fibres discontinues de viscose. La solution d’hydroxyde de sodium utilisée ne doit contenir que des traces d’ions chlorure (qualité rayonne).

La surface du coton peut être améliorée par un traitement avec une solution d’hydroxyde de sodium (mercerisation).

5. Des quantités considérables d’hydroxyde de sodium sont utilisées pour la production de phosphate de sodium dans l’industrie des détergents.

Les savons sont fabriqués par la saponification des graisses et des huiles avec une solution d’hydroxyde de sodium, et les détergents sont produits à partir d’acides sulfoniques organiques et d’hydroxyde de sodium.

6. Dans l’industrie de l’aluminium, l’hydroxyde de sodium est principalement utilisé pour le traitement de la bauxite.

7. Les aqueducs utilisent une solution diluée d’hydroxyde de sodium pour régénérer les échangeurs d’ions pour la purification de l’eau et le traitement des eaux usées.

8. Les autres utilisateurs d’hydroxyde de sodium comprennent la technologie de galvanoplastie, les industries du gaz naturel et du pétrole, les industries du verre et de l’acier et l’extraction de l’or (lixiviation au cyanure).

Dans l’industrie alimentaire, l’hydroxyde de sodium est utilisé pour dégraisser, nettoyer et éplucher les pommes de terre.

La consommation de soude caustique dans les pâtes et papiers représente environ un quart de la demande mondiale de soude caustique. Les marchés des pâtes et papiers sont des marchés relativement matures, de sorte que la croissance de la demande sera plutôt lente.

Les 75 % restants de la demande mondiale de NaOH sont enclins à suivre la santé de la base de fabrication locale, qui est liée au produit intérieur brut local.

Références