Beberapa Cara Pembuatan Natrium Hidroksida/Kaustik Soda (NaOH)

Natrium Hidroksida atau yang dikenal juga sebagai soda kaustik atau alkali adalah merupakan senyawa anorganik dengan rumus kimia NaOH. Berbentuk padatan putih, dan merupakan logam dasar yang sangat kuat dan bersifat korosif. Natrium Hidroksida tersedia dalam pelet, serpih, butiran, dan larutan dengan konsentrasi yang berbeda. Natrium hidroksida diproduksi industri sebagai larutan 50% volume dengan menggunakan variasi dari proses chloralkali elektrolit. padapembuatan NaOH juga dihasilkan gas klorin. Natrium hidroksida padat diperoleh dari larutan ini dengan penguapan air.

Berikut merupakan berbagai metode pembuatan natrium hidroksida adalah sebagai berikut

1. Proses Kellner - Castner
Prinsip dalam pembutan NaOH dengan metode Castner-Kellner adalah NaOH dibuat dengan elektrolisis larutan NaCl (Brine)

Sel Kellner-Castner ini adalah tangki baja berbentuk persegi panjang. Didalam tangki dilapisi dengan 'ebonit.' Anoda terbuat dari titanium. Lapisan mengalir merkuri (Hg) di bagian bawah tangki berfungsi sebagai katoda.

Reaksi ionisasi NaCl  ® 2NaCl  ® 2Na⁺ + 2Cl^-
Ketika arus listrik dilewatkan melalui air garam, +ve dan ion-ve bermigrasi ke arah elektroda masing-masing. ion Na + dibuang di katoda merkuri. Natrium disimpan di merkuri membentuk Sodium Amalgam. Klorin diproduksi di anoda dan diambil dari atas sel.

Reaksi di katoda

2Na⁺ ® 2e + 2Na

(Na membentuk amalgam)

Na + Hg ® Na / Hg  ion Na⁺  terbentuk kembali karena adanya ion H+  di atas tegangan tinggi.

Reaksi pada anoda

2Cl^- ® Cl₂ + 2e

Pembentukan NaOH

Amalgam bergerak  ke ruang lain yang disebut 'denuder,' di mana ia diperlakukan dengan air untuk menghasilkan NaOH yang dalam keadaan cair. Padat NaOH diperoleh oleh penguapan larutan ini.

2Na/Hg + 2H₂O ® 2NaOH + H₂ + 2Hg

NaOH diperoleh sangat murni dan proses ini sangat effeicient.

2. Diafragma Sel Nelson

Prinsip: Elektrolit yang digunakan dalam proses ini adalah air NaCl (Brine).

Prosedur: diafragma berpori dari asbes atau oksida logam dengan polimer memisahkan anoda dan katoda kompartemen. Diafragma mencegah ion hidroksida memasuki anoda kompartemen dan mencegah ion klorida memasuki katoda. Air garam jenuh memasuki kompartemen anoda di mana gas klorin dihasilkan

Anoda (elektroda positif): karbon (grafit) atau titanium dilapisi dengan Ru-Ti oksida.

Katoda (elektroda negatif): steel mesh

Reaksi pada anoda (oksidasi):

2Cl^- (aq) ®Cl₂ (g) + 2e

Reaksi katoda (reduksi):

2H₂O _(l) + 2e ®H_{2 (g)} + 2OH^- _(aq)

Na⁺ bermigrasi di diafragma ke kompartemen katoda menggabungkan dengan OH^- membentuk NaOH.

reaksi sel secara keseluruhan (menunjukkan ion penonton Na +):

2H₂O _(l) + 2Cl^- _(aq) + 2Na⁺ _(aq) -----> 2Na⁺ _(aq) + 2OH^- _(aq) + H_{2 (g)} + Cl_{2 (g)}

Produk mengandung natrium klorida dan natrium hidroksida. NaOH_(s) dapat mengkristal keluar.

3. Proses Loewig 

Proses Loewig untuk persiapan soda kaustik yang tergantung pada pembentukan natrium ferrate (Na2Fe2O4), yang kemudian terurai dengan air. Cairan soda ini kemudian dicampur dengan oksida besi, dan massa yang diuapkan sampai kering dan dikalkinasi dalam api yang panas, biasanya dalam tungku bergulir. Pada kalsinasi, reaksi antara natrium karbonat dan oksida besi menghasilkan karbon dioksida yang terlepas keudara dan natrium ferrate yang tersisa dalam tungku. Massa dicuci dengan air dingin sampai semua materi yang larut dihilangkan, kemudian pada 90 C air dilewatkan pada natrium ferrate, karena dekomposisi ini soda kaustik terbentuk, dan oksida besi diperbahurui lagi. yang kemudian dikembalikan ke proses kalsinasi. oksida besi yang digunakan adalah bijih besi alami, sangat bersih dan bebas dari silika atau kotoran lainnya. karena kotoran pada saat kalsinasi akan menghasilkan endapan hidroksida besi tidak baik pada proses, karena memberikan produk sulit untuk diputihkan

4. Proses Oksidasi Cairan Putih

Dalam proses oksidasi cairan putih, Nitrogen Sulfida (Na2S) di cairan putih teroksidasi oleh udara menjadi polysulfides, yang digunakan dalam proses pencernaan. Proses pencernaan adalah di mana selulosa dan semi-selulosa (polisakarida) dipisahkan dari chip yang berfungsi sebagai bahan kayu untuk membuat pulp. cairan putih menjadi suatu bahan kimia seperti Na2S, NaOH dll

Udara pada proses oksidasi ini terletak di antara proses kaustikfikasi dan proses pencernaan. Cairan putih yang akan teroksidasi diambil dari garis yang menghubungkan  proses kaustikfikasi  untuk proses pencernaan, dan polysulfides yang dihasilkan disalurkan kembali ke dalam proses. Ini berarti bahwa tidak ada modifikasi sistem yang ada perlu. Proses oksidasi udara ini terdiri terutama dari perangkat filtrasi cairan putih dan reaktor oksidasi. Jenis upper-current ini digunakan agar filter untuk efisien menghapus SS, komponen utama yang menjadi CaCO3 dan zat lain dihasilkan selama proses kaustifikasi. Reaktor oksidasi diisi dengan katalis oksidasi, kemudian udara diberikan melalui blower membuat reaksi oksidasi akan berlangsung.

NaOH yang dihasilkan bersama dengan polysulfides dalam reaksi digunakan secara efektif dalam proses pencernaan, yang juga berfungsi untuk mengurangi beban ditempatkan pada proses caustification.

5. Metode Carmichael

Dalam alat Carmichael, sebuah diafragma asbes, diresapi dengan semen Portland, digunakan. diafragma terletak horizontal pada katoda di bagian bawah sel, di atas itu adalah bel untuk mengumpulkan hidrogen yang dilepaskan. Pada anoda adalah kisi-kisi dari batang tembaga, ditutupi dengan karet keras, di mana  platinum ditempatkan ke air garam. anoda ini ditangguhkan di atas sel, dan klorin dibebaskan demikian hanya sesaat kontak dengan cairan. Larutan garam dimasukkan ke dalam sel di atas, dalam aliran cepat dari tetes sedangkan campuran soda kaustik dan garam terus mengalir dari bawah. Pasokan air garam begitu diatur bahwa kaustik terbentuk di katoda diambil sebelum ia memiliki waktu untuk menyebar melalui cairan. Larutan yang diambil dari sel berisi sekitar 20 persen dari soda kaustik, dan sekitar 75 persen dari garam terdekomposisi. Reaksi dilakukan pada pada suhu sekitar 80 ° C di atas sel dekat anoda, sementara daerah sekitar katoda disimpan sedingin mungkin. Dengan segera memisahkan dari klorin, diafragma sangat tahan lama.

6. Proses Lesueur

Proses ini menggunakan alat Lunge. Katoda, kawat besi kasa ditempatkan dalam posisi miring. Di atasnya terletak diafragma, yang terdiri dari dua bagian, selembar kertas perkamen dan lembar ganda asbes disemen bersama-sama denag albumin darah, digumpalkan dan dikeraskan dengan perlakuan dengan kalium bikromat. Bel gerabah tertutup di anoda, yang terbuat dari timah, batang karbon dicelupkan ke dalam larutan garam. soda kaustik terbentuk dalam larutan luar bel, dan karena posisi miring dari katoda, hidrogen diharapkan untuk dilepaskan dengan mudah, sehingga mencegah polarisasi. Tapi ternyata dalam prakteknya bahwa lonceng gerabah yang hancur oleh larutan soda kaustik, sedangkan hidrogen dibebaskan. Diafragma cepat hancur, yang berlangsung hanya dari 24 sampai 48 jam. Anoda dipakai lebih lambat, berlangsung sekitar enam minggu. Proses ini menghasilkan larutan kaustik mengandung 10 persen NaOH