Cos’è l’idrossido di sodio?
L’idrossido di sodio è una base forte con formula NaOH. Nella sua forma pura è un solido cristallino bianco, ma si dissolve facilmente in acqua per formare una soluzione incolore.
Non si trova in natura, ma piuttosto viene prodotto su larga scala da materie prime facilmente reperibili. È ampiamente utilizzato in molti processi chimici.
A causa della sua propensione a causare ustioni chimiche a contatto con molte sostanze, è chiamato soda caustica.
L’uso della soluzione di idrossido di sodio risale alle prime culture afro-orientali, dove erano a conoscenza della reazione del carbonato di sodio con il calcare calcinato (causticizzazione della soda).
Nelle tombe egizie risalenti al III secolo a.C., sono stati trovati vasi di alabastro contenenti una soluzione di idrossido di sodio al 3% vicino alla Piramide di Cheope.
I primi documenti scritti sulla produzione di soda caustica durante i primi anni d.C. provenivano dall’Egitto e dall’India.
Sommario
Determinare le proprietà fisiche e chimiche dell’idrossido di sodio puro è un compito arduo a causa della sua elevata affinità per l’acqua.
Nella maggior parte dei casi, le proprietà dell’idrossido di sodio impuro vengono estrapolate per stimare le proprietà della sostanza pura.
Analogamente, quando si studiano soluzioni acquose di idrossido di sodio, le proprietà fisiche dipendenti dalla concentrazione sono difficili da determinare a causa della loro tendenza alla sovrasaturazione.
1. Proprietà fisiche dell’idrossido di sodio
Alcune proprietà fisiche dell’idrossido di sodio solido sono le seguenti:
- la massa molare dell’idrossido di sodio è 40 g/mol
- Aspetto: bianco, cristallino
- Densità dell’idrossido di sodio (liquido, 350 °C) = 1,77 g/cm3
- Punto di fusione (senza soda e acqua) = 322 ± 2 °C
2. Reazioni chimiche dell’idrossido di sodio
L’idrossido di sodio è una base forte.
L’idrossido di sodio puro è fortemente igroscopico, il che rende difficile determinarne le proprietà fisiche e chimiche. Si dissolve in acqua con il rilascio di calore e forma sei idrati distinti.
Durante il trasporto e lo stoccaggio di soluzioni di idrossido di sodio, i contenitori devono essere riscaldati o isolati poiché i punti di fusione di alcuni idrati sono superiori a 0 °C.
NaOH reagisce facilmente con l’anidride carbonica atmosferica in presenza di umidità per produrre carbonato di sodio. Allo stesso modo, reagisce con il monossido di carbonio sotto pressione e in presenza di umidità per produrre formiato di sodio.
L’elevata affinità dell’idrossido di sodio per l’acqua determina una riduzione della pressione del vapore acqueo, rendendolo un efficace agente essiccante. È moderatamente solubile in metanolo ed etanolo.
L’idrossido di sodio anidro reagisce lentamente con la maggior parte delle sostanze, inclusi metalli come Fe, Mg, Ca e Cd, che vengono attaccati solo leggermente a temperatura ambiente. Tuttavia, i tassi di corrosione aumentano significativamente con l’aumento della temperatura.
I metalli nobili come nichel, argento, oro e platino sono solo leggermente interessati, soprattutto se esposti ad atmosfere ossidanti.
Al contrario, i metalli anfoteri come zinco, alluminio, stagno e piombo vengono attaccati da una soluzione diluita di idrossido di sodio a temperatura ambiente, mentre ferro, acciaio inossidabile e nichel sono relativamente resistenti.
L’idrossido di sodio reagisce anche con acidi organici e inorganici per formare sali di sodio.
3. Produzione di idrossido di sodio
Per la produzione di una soluzione di idrossido di sodio, vedere questo articolo.
Per la produzione di idrossido di sodio solido (anidro), vedere questo articolo.
4. Usi dell’idrossido di sodio (soda caustica)
Le soluzioni acquose diluite di idrossido di sodio sono ampiamente utilizzate dalla maggior parte dei consumatori. Oltre il 56% della produzione è utilizzata nell’industria chimica.
Le applicazioni della chimica inorganica includono la produzione di sali di sodio, la regolazione del pH e la digestione di minerali alcalini.
L’industria chimica organica utilizza l’idrossido di sodio per vari scopi, tra cui la produzione di intermedi anionici nucleofili, eterificazione, esterificazione, reazioni di saponificazione, catalisi basica e produzione di basi organiche libere.
La soluzione di idrossido di sodio è anche utilizzata per lavare i gas di scarico e neutralizzare le acque reflue.
Nell’industria della carta, è utilizzata per cucinare il legno per rimuovere la lignina. L’industria tessile impiega la soluzione di idrossido di sodio per produrre fibre di viscosa e di viscosa in fiocco, e la mercerizzazione è utilizzata per migliorare la superficie del cotone.
Nell’industria dei detersivi, quantità significative di idrossido di sodio sono utilizzate per la produzione di fosfato di sodio.
La saponificazione di grassi e oli con soluzione di idrossido di sodio è utilizzata per produrre saponi, e i detersivi sono prodotti da acidi solfonici organici e idrossido di sodio.
L’industria dell’alluminio utilizza principalmente l’idrossido di sodio per il trattamento della bauxite.
Gli scambiatori ionici per la purificazione dell’acqua e il trattamento delle acque reflue vengono rigenerati utilizzando una soluzione diluita di idrossido di sodio nell’acquedotto.
Altri consumatori di idrossido di sodio includono la tecnologia di galvanizzazione, le industrie del gas naturale e del petrolio, le industrie del vetro e dell’acciaio e l’estrazione dell’oro (lisciviazione con cianuro).
L’industria alimentare impiega l’idrossido di sodio per vari scopi di pulizia, tra cui pelare le patate e sgrassare.
Nella produzione di cellulosa e carta, il consumo di soda caustica rappresenta circa un quarto della domanda globale di caustica. La crescita della domanda rimarrà probabilmente lenta poiché questi mercati sono relativamente maturi.
Il restante 75% della domanda globale di NaOH è incline a seguire la salute della base manifatturiera locale, che è legata al prodotto interno lordo locale.
Riferimento
- Idrossido di sodio; Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH.- https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/14356007.a24_345.pub2
