AO DE LA PROMOCIN DE LA INDUSTRIA RESPONSABLE Y EL COMPROMISO CLIMTICO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURAFACULTAD DE INGENIERIA DE MINASESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA

CURSO: ECONOMA DE LOS PROCESOS QUMICOS

DOCENTE: ING. DANTE CASTRO C.

TEMA : PRODUCCIN DE HIDRXIDO DE SODIO

RESPONSABLE: FAYA SANCHEZ Hctor Adelmo

CICLO: 2014-2

FECHA DE ENTREGA : 01/12/2014

Solo el hombre ntegro es capaz de confesar sus faltas y de reconocer sus erroresB FranklinINDICEINTRODUCCIN

1) Concepto

2) Propiedades

2.1. Propiedades Fsicas

2.2. Propiedades Qumicas

3) Produccin

2.1. Mtodo Le Blanc

2.2. Mtodo Solvay

2.3. Mtodo Cloro-lcali

Tipos de Celdasa) Celdas de diafragmab) Celdas de Membranac) Celdas de MercurioCeldas Hbridas de Combustible

Operaciones Unitarias y Conversiones Qumicas1) Purificacin de la Salmuera2) Electrlisis de la Salmuera3) Evaporacin y Separacin de la Sal4) Evaporacin Final5) Acabado del Custico en los Recipientes6) Purificacin especial del Custico7) Secado del Cloro8) Compresin y Licuefaccin del cloro9) Disposicin del Hidrgeno10) Almacenamiento y Trasporte de la Sosa Custica

4) Usos

4.1. Produccin de pulpa qumica4.2. Disolucin de metales anfteros y compuestos4.3. Esterificacin y Transesterificacin4.4. Agente de Limpieza4.5. Preparacin de Alimentos4.6. Usos Domsticos

5) Seguridad

ANEXOSBIBLIOGRAFA

INTRODUCCIN

La ingeniera de procesos es una rama de la ingeniera la cual disea procesos para efectuar transformaciones qumicas y mecnicas de la materia, orientndose continua o repetidamente a una escala substancial. La ingeniera de procesos abarca la especificacin, optimizacin, realizacin y ajuste del proceso aplicado a la manufactura de productos a granel o discretos. Los productos a granel son uniformes y homogneos en cuanto a sus propiedades, estos estn en forma gaseosa, liquida o slida, y son manufacturados por lotes (batch) o continuamente.

Las industrias de procesos qumicos consumen energa elctrica en forma extensiva, no slo para obtener potencia por medio de motores elctricos, sino tambin para lograr temperaturas elevadas y para producir cambios qumicos de manera directa. La energa en forma de electricidad da lugar a reacciones qumicas que son utilizadas por las industrias electrolticas. Dentro de estas industrias tenemos la industria del Hidrxido de Sodio (NaOH), conocido comercialmente como sosa custica, siendo una de las industrias qumicas pesadas ms importantes, junto con las de carbonato de sodio y la del cloro. Los tres productos se venden casi enteramente para la produccin de jabn y de detergentes, fibras y plsticos, vidrios, productos petroqumicos, pulpa y papel, fertilizantes, explosivos, disolventes y otros productos qumicos.

En el presente trabajo, explicaremos de manera clara y precisa, el proceso de produccin de Hidrxido de Sodio, y los diversos mtodos empleados para ello, adems de las diversas aplicaciones que posee este compuesto qumico.

HIDRXIDO DE SODIO (SOSA CUSTICA)1) Concepto:El Hidrxido de sodio, tambin conocido como leja de sosa o sosa custica, tiene la frmula molecular NaOH, es una base metlica altamente custico y sal alcalina. Es un slido de color blanco disponible en grnulos, copos, grnulos, y como una solucin saturada de 50%.El hidrxido de sodio es soluble en agua, etanol y m etanol. Este lcali es delicuescente y absorbe fcilmente la humedad y el dixido de carbono en el aire.Se utiliza en muchas industrias, sobre todo como base qumica fuerte en la fabricacin de pulpa y papel, textiles, agua potable, jabones y detergentes y como limpiador de caeras. La produccin mundial en 2004 fue de aproximadamente 60 millones de toneladas, mientras que la demanda fue de 51 millones de toneladas.

2) Propiedades:

2.1. Propiedades Fsicas

El hidrxido de sodio puro es un slido blanquecino, que se vende en grnulos, copos, y la forma granular, as como en solucin. Es altamente soluble en agua, con una solubilidad ms baja en etanol y metanol, pero es insoluble en ter y otros disolventes no polares.

Al igual que la hidratacin de cido sulfrico, la disolucin de hidrxido de sodio slido en agua es una reaccin altamente exotrmica en la que una gran cantidad de calor se libera, lo que plantea una amenaza a la seguridad a travs de la posibilidad de que se derrame. La solucin resultante es normalmente incoloro e inodoro con sensacin resbaladiza al entrar en contacto en comn con otros lcalis.

2.2. Propiedades Qumicas El hidrxido de sodio reacciona con cidos prticos para producir agua y las sales correspondientes. Por ejemplo, cuando hidrxido de sodio reacciona con el cido clorhdrico, se forma cloruro de sodio: En general, dichas reacciones de neutralizacin estn representados por una sencilla ecuacin inica neta: Este tipo de reaccin con un cido fuerte libera el calor, y por lo tanto es exotrmica. Tales reacciones cido-base tambin pueden ser utilizados para valoraciones. Sin embargo, el hidrxido de sodio no se utiliza como un patrn primario debido a que es higroscpica y absorbe dixido de carbono del aire. El hidrxido de sodio tambin reacciona con los xidos cidos, tales como dixido de azufre. Tales reacciones se utilizan a menudo para "depurar" gases cidos dainos producidos en la combustin de carbn y as evitar su liberacin a la atmsfera. Por ejemplo: Tambin reacciona lentamente con el vidrio para formar silicato de sodio. Debido a esto, las juntas de vidrio y llaves de paso expuestos a NaOH tienen una tendencia a "congelar". Frascos y reactores qumicos vitrificados son daadas por la exposicin prolongada al hidrxido de sodio caliente, que tambin hiela el vidrio. A diferencia del NaOH, la mayora de los hidrxidos de metales de transicin son insolubles, y por lo tanto, hidrxido de sodio se pueden utilizar para precipitar hidrxidos de metales de transicin.

El NaOH se puede utilizar para la hidrlisis de base impulsada de steres, amidas y haluros de alquilo. Sin embargo, la solubilidad limitada de NaOH en disolventes orgnicos significa que a menudo se prefiere el KOH ms soluble.

3) Produccin: El hidrxido de sodio se produce industrialmente como una solucin al 50% por las variaciones del proceso electroltico cloro-lcali. El gas de cloro tambin se produce en este proceso. El hidrxido de sodio slido se obtiene a partir de esta solucin por la evaporacin de agua. En estado slido se vende ms comnmente en forma de escamas, pellets, y bloques del elenco. En 2004, la produccin mundial se estima en 60 millones de toneladas mtricas secas de hidrxido de sodio, y la demanda se estima en 51 millones de toneladas. En 1998, la produccin mundial fue de alrededor de 45 millones de toneladas. Amrica del Norte y Asia contribuyeron colectivamente alrededor de 14 millones de toneladas, mientras que Europa produce alrededor de 10 millones de toneladas. En los Estados Unidos, el mayor productor de hidrxido de sodio es la Dow Chemical Company, que tiene una produccin anual de alrededor de 3,7 millones de toneladas de sitios en Freeport, Texas, y Plaquemine, Louisiana. Otros grandes productores de Estados Unidos incluyen Oxychem, PPG, Olin, Pioneer Companies, Inc., y Formosa. Todas estas empresas utilizan el proceso de cloro-lcali.

2. 3. 3.1. Mtodo Le Blanc (Mtodo antiguo) Histricamente el hidrxido de sodio se produce mediante el tratamiento de carbonato de sodio con hidrxido de calcio en una reaccin de mettesis. Este proceso se llama caustificacin.1 A partir de cloruro de sodio y cido sulfrico se obtienen sulfato de sodio y cloruro de hidrgeno:2 El Sulfato de Sodio se reduce con coque y se calcina con caliza, as se obtiene Carbonato de Sodio, Sulfuro de Calcio y Dixido de Carbono:

3 Por extraccin con agua pueden separarse el Carbonato de Sodio (soluble) y el Sulfuro de Calcio (insoluble):4 El carbonato de sodio puede tratarse con cal apagada para obtener una solucin de Hidrxido de Sodio:

3.2. Mtodo SOLVAY

El proceso mencionado anteriormente fue sustituido por el proceso Solvay en el siglo XIX.1 Haciendo pasar Amonaco y Dixido de Carbono (gaseosos) por una solucin saturada de Coluro de Sodio se forma Carbonato cido de Sodio y Cloruro de Amonio (ambos insolubles). 2 El Carbonato cido de Sodio se separa de la solucin por filtracin y se transforma en Carbonato de Sodio por calcinacin:

3 El Cloruro de Amonio obtenido se hace reaccionar con Hidrxido de Calcio y se recupera Amonaco: 4 El Hidrxido de Calcio se produce en la misma fbrica por calcinacin de Carbonato de Calcio (piedra caliza) y as se produce el Dixido de Carbona necesario en la ecuacin 1.Este mtodo a su vez fue reemplazado por el proceso de cloro-lcali que usamos hoy en da.

3.3. Mtodo Cloro-lcaliProduccin de Sosa Custica en Estados Unidos (kilotoneladas mtricas)

AoSosa Custica (100%) (NaOH)

19601965197019751976197819791980198119824 3566 2209 2198 4549 07910 29611 27310 6009 9108 450

En 1888 se descubri el mtodo del diafragma y se realiz la primera electrlisis tcnica Cloro- lcali. El mtodo de Griesheim se extendi triunfalmente por todo el mundo y fue piedra fundamental para nuevos desarrollos tcnicos de procesos electroqumicos (obtencin de Aluminio, Magnesio, Sodio, etc.). Desde entonces, Cloro y sosa custica estn ntimamente unidos, y el aumento en consumo de uno de ellos se traduce en exceso de produccin del otro. Por ejemplo, cuando despus de la primera guerra mundial, aument abruptamente el consumo de sosa custica para la industria de la seda artificial, el empleo del Cloro producido result un problema insoluble e hizo necesario la bsqueda de nuevos campos de aplicacin para el Cloro. Esta bsqueda fue coronada con tal xito que, desde hace unos treinta aos, la situacin ha cambiado por completo y el ulterior desarrollo de la electrlisis Cloro-lcalis est hoy subordinado a las necesidades de Cloro.La produccin electroltica de la sosa custica ya era conocida en el siglo XVIII, pero no fue sino hasta 1890 que la sosa fue realmente producida en esta forma para consumo industrial.

Hasta un poco antes de la Primera Guerra Mundial, la cantidad de sosa custica como un co-producto del cloro obtenido por el proceso electroltico era casi despreciable comparada con la que se produca a partir de carbonato de sodio por caustificacin con cal. Sin embargo, en 1940 la sosa electroltica comenz a exceder a la de cal-carbonato, y en 1962 esta ltima haba desaparecido casi por completo.

El cloro y la sosa custica se producen, casi totalmente, por la electrlisis de soluciones acuosas de cloruros de metales alcalinos, o a partir de cloruros fundidos. La electrlisis de salmueras produce cloro en el nodo, e hidrgeno, junto con el hidrxido alcalino, en el ctodo. Si el Cloro y el Hidrgeno alcalino son los productos finales, el diseo de la celda debe ser tal que impida que se mezclen. Se han inventado muchos diseos ingeniosos para celdas prcticas. En la actualidad, tres tipos dominan la industria, la celda de diafragma, la celda de membrana y la celda de mercurio. Hay muchas variantes de cada tipo.La siguiente tabla muestra la relacin en que participan en la produccin de sosa custica la electrlisis de sales sdicas y la caustificacin del carbonato.

Produccin de sosa custica por electrlisis y caustificacin:(en millones de toneladas)19501959

ElectrlisisCaustificacinElectrlisiscaustificacin

USAMundialRestantes pase1,823,021,200,462,982,53,958,04,10,302,32,0

Tipos de CeldasHace apenas unos cuantos aos pareca que la celda de Hg dominara pronto debido a su alta calidad y a la reducida evaporacin que se requiere, pero surgieron dificultades inesperadas. La descarga de mercurio en las aguas cercanas, aunque pequea en cantidad, result ser la fuente del metil-mercurio, que causa una enfermedad que produce graves procesos degenerativos observados primero en algunos nios japoneses. Estas circunstancias llevaron a reducciones drsticas en las descargas permisibles de mercurio en el agua o en el aire, y ahora ha hecho que algunos pases prohban por completo la produccin con celdas de mercurio.Los diseos mejorados de las celdas de membrana y las tcnicas de purificacin ms modernas y ms baratas han reducido los costos y mejorado las eficiencias hasta el punto de que la celda de membrana con nodos de titanio que sean estables desde el punto de vista dimensional, es ahora la que parece estar a punto de predominar. En este negocio de crecimiento lento, los cambios llegarn tambin lentamente. En 1979, el 50% de la produccin mundial se obtena por celdas de mercurio, y el 49% por celdas de diafragma. En Estados Unidos el 74.3% de las plantas empleaban celdas de diafragma y el 20.3% celdas de mercurio. En Japn, donde las celdas de mercurio debieron ser reemplazadas en su totalidad para 1984, las celdas de membrana sern, con toda seguridad, la tcnica de preferencia.

A. Celdas de Diafragma:Comprenden el 75% de toda la produccin. Las celdas de diafragma contienen un diafragma, generalmente hecho de fibras de asbesto, para separar el nodo del ctodo. Esto permite que los iones pasen a travs de l por migracin elctrica, pero reduce la difusin de los productos. Los nodos, por lo general, se han hecho de grafito, y los ctodos de hierro fundido. Los diafragmas permiten la construccin de celdas compactas, de resistencia disminuida, porque los electrodos pueden colocarse juntos. Los diafragmas se obstruyen con el uso, lo que se manifiesta por una mayor cada de voltaje y por una presin hidrosttica ms alta en la alimentacin de salmuera, por lo que deben reemplazarse con regularidad.El diafragma permite un flujo de salmuera del nodo al ctodo, y reduce as en gran medida, o evita, las reacciones laterales (por ejemplo, la formacin de hipoclorito de sodio). Las celdas con ctodos metlicos (titanio recubierto con xidos de tierras raras, platino o metales nobles u xidos) rara vez llegan a tener diafragmas obstruidos y operan de 12 a 14 meses sin requerir cambios de diafragma. Se espera que los diafragmas de plsticos resistentes a la corrosin aumentarn la vida til y evitarn las objeciones de los ambientalistas sobre cualquier proceso que pueda liberar fibras de asbesto en el medio.

Una gran ventaja de las celdas de diafragma es que pueden funcionar con salmuera diluida (20%), bastante impura. Estas salmueras diluidas producen hidrxido de sodio diluido (soluciones tpicas de 11% de NaOH con NaCl de 15%) contaminado con cloruro de sodio como un producto. Se requieren concentraciones de la fuerza usual de embarque, de 50%, y esto consume gran cantidad de energa aun cuando se empleen evaporadores de efecto mltiple. Se deben evaporar aproximadamente 2600 kg de agua para producir una tonelada de castico al 50%. Aunque la sal no es muy soluble en soluciones custicas concentradas, la pequea cantidad de ion cloruro que queda es muy objetable para algunas industrias (por ejemplo la manufactura del rayn).

El clorato de sodio es tambin objetable cuando el hidrxido va a utilizarse en la manufactura de glicerina, pentaeritrol, sulfato de sodio, hidrosulfato de sodio, celofn y otros productos qumicos. Una reduccin cataltica con hidrgeno puede eliminar ste, sin recurrir a la extraccin con amoniaco.

En el proceso de celda de diafragma cada celda es cerca de 6 pies cuadrados y puede contener 100 nodos y ctodos. Una planta tpica posee varios circuitos con aproximada-mente 90 celdas cada uno.

B. Celdas de Membrana:Comprenden el 5% de la produccin total.Las celdas de membrana tienen una membrana semipermeable para separar los compartimientos de nodo y el ctodo. En las celdas de diafragma, la migracin inversa de los iones se controla con el gasto del fluido a travs del diafragma, y esto se regula con un control cuidadoso de los niveles de lquido en los compartimientos. En las celdas de membrana se separan los compartimientos con hojas porosas de plstico qumicamente activas, que permitan el paso de los iones sodio, pero rechazan los iones oxhidrilo. Se han desarrollado varios polmeros para este servicio exigente. Du Pont ha desarrollado un polmero de cido perfluorosulfnico (Nafion), mientras que Ashai emplea una membrana de capas mltiples de polmero de cido perfluorosulfnico, recubierto por un lado con un polmero de cido perfluorocarboxlico. El propsito de esta membrana es excluir los iones OH- y Cl- de la cmara del nodo, haciendo as un producto mucho ms bajo en sal que el obtenido en una celda de diafragma.Disolucin de la sal: Reaccin en el nodo:

Reaccin en el ctodo:

Las celdas de membrana operan con una salmuera ms concentrada y dan un producto ms puro, y ms concentrado (NaOH al 28% que contiene 50 ppm de NaCl; se asegura haber obtenido un producto con NaOH al 40%). Este producto requiere slo la evaporacin de 715 kg de agua para producir una tonelada mtrica de custico al 50%; as, representa un ahorro considerable. Debido a las dificultades y gastos de la concentracin y la purificacin, slo las instalaciones con grandes celdas de diafragma son factibles. Las celdas de membrana, que producen NaOH relativamente concentrado, ofrecen la posibilidad de operar segn se use el custico, ahorrando as fletes. Las unidades pequeas y eficientes pueden causar una revolucin en la distribucin de la industria de cloro-lcali, en particular si las eficiencias se mantienen altas en las unidades pequeas.Se ha sugerido seriamente que una planta combinada en la que se emplee el producto de las celdas de membrana como alimentacin para las celdas de diafragma, podra dar como resultado la aplicacin ptima de ambas y presentar una considerable reduccin global de costos. Estas combinaciones se han realizado utilizando el producto de la celda de mercurio como alimentacin para celdas de diafragma. Las membranas se obstruyen ms rpidamente que los diafragmas, as que parte del ahorro se pierde debido a la necesidad de pretratar la salmuera alimentada para eliminar el calcio y el magnesio antes de la electrlisis.

C. Celdas de Mercurio:Comprenden el 17% de la produccin total.Las celdas de mercurio operan en forma muy diferente a como lo hacen las de otros tipos. Los nodos siguen siendo de grafito, o bien de titanio modificado, como antes, pero el ctodo es una pileta fluida de mercurio. La electrlisis produce una aleacin de mercurio y sodio (amalgama) que no es descompuesta por la salmuera presente. La amalgama se descompone en un recipiente separado, segn la reaccin:

Cuando se emplea la cantidad exacta de agua correcta, el producto directo est constituido por NaOH al 50% con un contenido muy bajo de sal (30 ppm), sin que se requiera evaporacin. La pequea prdida de mercurio hacia el ambiente presenta grandes problemas.

Japn prohibi el empleo de celdas de mercurio despus de 1975 (plazo que se extendi posteriormente hasta 1984). Aunque se haban logrado reducciones importantes en el mercurio descargado, la fabricacin de celdas de mercurio en EE.UU. se detuvo abruptamente. El control cuidadoso del proceso, combinado con el tratamiento de los efluentes del agua y del aire, haran posible que las plantas de mercurio cumplieran con las normas ambientales y sobrevivieran, pero la mayor parte de las compaas dudan sobre si deben levantar nuevas unidades. Las celdas de diafragma y las de membrana utilizan ms o menos la misma cantidad de energa elctrica; las de mercurio un poco ms. La relacin es de aproximadamente 3:4.

Celdas hbridas de Combustible: El hidrgeno de cualquier tipo de celda puede hacerse reaccionar en una celda eficiente de combustible para producir una cantidad significativa de energa elctrica. Si esta energa se emplea para la electrlisis, los costos se deben reducir alrededor de 20%.Otro mtodo de obtencin: Tambin se produce mediante la combinacin de metal de sodio puro con agua. Los subproductos son el gas hidrgeno y calor, a menudo resulta en una llama, haciendo de esta una manifestacin comn de la reactividad de los metales alcalinos, sin embargo, no es comercialmente viable, como el aislamiento de sodio metlico se realiza tpicamente mediante la reduccin o la electrlisis de compuestos de sodio, incluyendo hidrxido de sodio.

Cuadro comparativo de los tres tipos de celda

Operaciones Unitarias y Conversiones Qumicas

1) Purificacin de la Salmuera:Todos los compuestos de calcio, hierro y magnesio tienden a obturar los diafragmas. La precipitacin con carbonato de sodio y con sosa custica es una prctica comn. Se requiere tratamiento adicional con fosfatos y aun con otras sustancias todava no divulgadas para las celdas de membrana. Los sulfatos pueden ser eliminados por tratamiento con cloruro de bario. La salmuera se calienta a expensas de otras corrientes para reducir los requerimientos de energa.2) Electrlisis de la Salmuera:

Independientemente del tipo de celda que se emplee se requieren entre 3.0 y 4.5 V por celda. Cuando las celdas se conectan en paralelo y se proporciona un porcentaje bajo a cada una, se dice que la conexin es monopolar. Cuando las celdas se conectan en serie, lo que permite la generacin y el uso de energa a voltajes ms elevados, se dice que la celda es bipolar. Para los sistemas bipolares se requieren barras colectoras ms pequeas.

3) Evaporacin y Separacin de la sal:Las celdas de diafragma descargan una salmuera que contiene alrededor de 11% de NaOH Y 15% de NaCl. Cuando se concentra hasta 50% de NaOH, en evaporadores de tubos de nquel de efecto mltiple, la mayor parte de la sal se cristaliza y puede extraerse para ser reciclada. Cuando no es objetable la presencia de sal al 1%, esta solucin al 50% se despacha como de fuerza comercial estndar. La concentracin hasta una solucin con 73% de custico reduce los costos de embarque, pero aumenta en gran medida los problemas de embarque y de descarga debido a que el elevado punto de fusin del material concentrado hace necesario el calentamiento con vapor, tanto de las tuberas como de los carros-tanque. Los puntos de fusin son: para solucin al 50%, 12 C; para la de 73%, 65 C.Las celdas de membrana producen un custico que es mucho ms concentrado que el de las celdas de diafragma (28 a 40%) y que contiene muy poco cloro, por lo que se requiere menos evaporacin o tratamiento. No se necesita evaporacin para producir una solucin al 50% cuando se utilizan celdas de mercurio.4) Evaporacin Final:

La solucin al 50% de custico, enfriada y sedimentada, o un custico especialmente purificado, pueden concentrarse en un evaporador final de un solo efecto o en un evaporador alto, hasta 70 o 75% de NaOH, empleando vapor entre 500 y 600 kPa. Este custico muy fuerte debe manejarse en tuberas calentadas con vapor para evitar la solidificacin, y se enva a los recipientes de acabado. En otro mtodo de deshidratacin del custico al 50% se utiliza la precipitacin del monohidrato de NaOH. Este monohidrato contiene menos agua que la solucin original. La precipitacin se logra por adicin de amoniaco a la solucin del 50%, y esto tambin purifica el custico. Si la solucin al 50% se trata con amoniaco anhidro, en particular en un sistema a contracorriente, algunos cristales anhidros que fluyen libremente se separan del amoniaco acuoso resultante. Este procedimiento debe llevarse a cabo en recipientes a presin.

5) Acabado del custico en los recipientes:

Aunque en algn momento el custico al 50% se acaba en recipientes de hierro colado de grano fino, calentados a fuego directo, la eficiencia del calor resultaba tan baja que actualmente slo es correcto manejar NaOH de entre 70 y 75% de esta manera. La temperatura final est entre 500 y 600 C y al hervir se elimina toda el agua, excepto el 1% o menos. Estos recipientes estn siendo reemplazados por evaporadores calentados Dowtherm, aun por encima del 50%. El custico anhidro caliente se trata con azufre para precipitar hierro, y se deja sedimentar. El producto se bombea por medio de una bomba centrfuga que descarga el material fundido en tanques de acero delgado que contienen alrededor de 320 kilogramos, o en una mquina escamadora. Algo del custico se elabora en forma de cuentas, que algunas personas piensan que son ms fciles de manejar que a escamas. Todos los tipos de custico slido son ms caros que las soluciones (alrededor de 50%) y constituyen slo una pequea cantidad del mercado total. Gran parte de la manufactura slida se destina a la exportacin, debido a que el ahorro en los costos de embarque es importante.

6) Purificacin especial del custico:Parte de las impurezas que causan problemas en el custico al 50% son hierro coloidal, NaCl y NaClO3. Con frecuencia, el hierro se elimina tratando el custico con carbonato de calcio finamente divido al 1% en peso, y filtrando la mezcla resultante a travs de un filtro de Vallez con un pre-recubrimiento de carbonato de calcio. El cloruro y el clorato se pueden quitar haciendo que el custico al 50% gotee a travs de una columna de solucin acuosa de amoniaco al 50%. Este tratamiento produce un custico casi tan libre de cloruros y de cloratos como el que se obtiene mediante el proceso de mercurio. Para reducir el contenido de sal del custico, necesario para ciertos usos, se enfra a 20 C. No obstante, en otro mtodo de cristalizacin utilizado industrialmente, se incluye la separacin real del compuesto NaOH.3.5H2O o NaOH.2H2O, dejando al NaCl en el licor madre. En otro procedimiento se reduce el contenido de sal de la solucin de sosa custica por formacin de la sal compleja, ligeramente soluble, NaCl.Na2SO4.NaOH.Un proceso estndar para la extraccin continua de NaCl y NaClO3 en soluciones de custico al 50% es el de la extraccin a contracorriente en columnas verticales con amoniaco del 70 al 95%. Las celdas de mercurio producen sosa custica esencialmente libre de sal. Estos mtodos de purificacin o de manufactura proporcionan custico de alto grado con menos de 1% de impurezas (en base anhidra).

7) Secado del cloro:

El cloro caliente desprendido del nodo arrastra mucho vapor de agua. Primero se enfra para condensar la mayor parte de este vapor y luego se seca con cido sulfrico en un lavador o en una torre. Hasta la torre de cido sulfrico, el cloro hmedo debera manejarse en polister, cloruro de polivinilo o en algn material resistente semejante; despus del secado, se puede emplear hierro o acero.

8) Compresin y licuefaccin del Cloro: El cloro seco se comprime hasta 240 kPa o, a veces, a 550 kPa. Para presiones ms bajas, el tipo usual de compresora empleado es la compresora rotatoria de pistn lquido, construida de hierro, con cido sulfrico concentrado como lquido sellador. Para capacidades mayores y presiones ms elevadas, se eligen compresoras centrfugas alternativas. En las compresoras alternativas, se utilizan por lo general anillos de carbn para el pistn o recubrimientos de carbn para el cilindro, y las otras piezas son de hierro fundido. El calor de la compresin se quita y el gas se condensa. El cloro lquido se almacena en cilindros pequeos, cilindros de tonelada, tuberas o los carros-tanque de 50 toneladas que se envan a los grandes consumidores. Tambin se emplean barcazas que cargan entre 550 y 1000 toneladas. Siempre existe algn residuo, o gas de escape, formado por una mezcla de equilibrio de cloro y aire. El gas de escape se emplea para obtener derivados del cloro, orgnicos o inorgnicos, especialmente polvos blanqueadores.9) Disposicin del Hidrgeno:

El hidrgeno se incluye con frecuencia en otros compuestos, como el cido clorhdrico o el amoniaco, o se emplea para la hidrogenacin de compuestos orgnicos. Tambin puede quemarse para generar calor o utilizarse en una celda de combustible para producir electricidad.

10) Almacenamiento y Transporte de la Sosa Custica

Como la sosa custica slida es fuertemente higroscpica y reacciona rpidamente con el Dixido de Carbono del aire, formando Carbonato de Sodio. Se envasa hermticamente en tambores y as se la amacena y distribuye. Como material de construccin para envases y depsitos es adecuado el hierro. El aluminio no puede emplearse, porque la leja de sosa la disuelve formando aluminato, pero es posible emplear plsticos para el recubrimiento de vasijas. En el trabajo con sosa o con leja es necesario utilizar gafas protectoras, porque tanto trocitos de slido como gotas de solucin, atacan rpidamente los ojos.

4) Usos:El hidrxido de sodio es la base fuerte principal utilizado en la industria qumica. Habitualmente se emplea como una solucin acuosa, ya que las soluciones son ms baratas y ms fciles de manejar.

La sosa custica pura es un slido blanco quebradizo que fcilmente absorbe humedad y dixido de carbono del aire. Se vende segn su contenido de Na2O y usualmente ste es de ms o menos 76% de Na2O, equivalente a 98% de NaOH. El trmino sosa custica se utiliza mucho debido a que este compuesto es corrosivo para la piel. Los usos tradicionales en los campos del jabn, textiles y refinacin del petrleo son sustanciales todava, y se emplea cada vez ms en el rea de los productos qumicos.Distribucin del empleo de Sosa Custica en Estados Unidos

Industria ConsumidoraKilotoneladas mtricas por ao(%)

Manufactura de productos qumicosPulpa y papelProductos de LimpiezaRayn y algodn mercerizadoTratamiento de aceite y de gasVarios5 7832 3747335005701 676502064512

Total11 636100

En general 56% de hidrxido de sodio producido es utilizado por la industria qumica, con el 25% de la misma total utilizada por la industria del papel. Tambin se usa para la fabricacin de sales de sodio y detergentes, para la regulacin del pH, y para la sntesis orgnica. Se utiliza en el proceso Bayer de la produccin de aluminio.

El hidrxido de sodio se utiliza en muchos escenarios en los que es deseable aumentar la alcalinidad de una mezcla, o para neutralizar los cidos. Por ejemplo, se usa como un aditivo en el lodo de perforacin para aumentar la alcalinidad en los sistemas de lodo de bentonita, para aumentar la viscosidad del lodo, y para neutralizar cualquier gas cido que se puede encontrar en la formacin geolgica a medida que avanza la perforacin.

En el mismo sector, la mala calidad de petrleo crudo puede ser tratada con hidrxido de sodio para eliminar las impurezas sulfurosas en un proceso conocido como lavado custico. Como el anterior, hidrxido de sodio reacciona con cidos dbiles, tales como el sulfuro de hidrgeno y mercaptanos para dar las sales de sodio no voltiles que se pueden eliminar. Los residuos que se forma es txico y difcil de tratar, y el proceso est prohibido en muchos pases a causa de esto.

4. 4.1. Produccin de pulpa qumica

El hidrxido de sodio tambin se usa ampliamente en la fabricacin de pasta de madera para la fabricacin de papel o fibras regeneradas. Junto con sulfuro de sodio, NaOH es un componente clave de la solucin de licor blanco usado para separar la lignina de las fibras de celulosa en el proceso kraft. Tambin juega un papel clave en varias etapas posteriores del proceso de blanqueo de la pasta marrn resultante del proceso de fabricacin de pasta. Estas etapas incluyen la deslignificacin con oxgeno, la extraccin oxidativa, y la extraccin simple, todo lo cual requiere un fuerte ambiente alcalino con un pH mayor a 10,5 al final de las etapas.

4.2. Disolucin de metales anfteros y compuestos El hidrxido de sodio reacciona con el aluminio y el agua para liberar gas de hidrgeno. El aluminio tiene el tomo de oxgeno a partir de hidrxido de sodio, que a su vez lleva el tomo de oxgeno del agua, y libera los dos tomos de hidrgeno, por lo tanto, la reaccin produce gas hidrgeno y aluminato de sodio. Esta reaccin puede ser til en el grabado, la eliminacin de anodizacin, o la conversin de una superficie pulida a un acabado satinado, la superficie puede llegar a ser degradada, ya sea bajo condiciones de uso normal o en condiciones atmosfricas severas. En el proceso Bayer, el hidrxido de sodio se utiliza en la refinacin de minerales que contienen almina para producir almina que es la materia prima utilizada para producir metal de aluminio a travs del proceso Hall-Hroult electroltica. Dado que la almina es anftero, que se disuelve en el hidrxido de sodio, dejando las impurezas menos solubles a un pH alto, tales como xidos de hierro detrs en forma de un barro rojo altamente alcalino. 4.3. La esterificacin y transesterificacin El hidrxido de sodio se utiliza tradicionalmente en la fabricacin de jabn. Se hizo en el siglo XIX por una superficie dura en lugar de producto lquido, ya que era ms fcil de almacenar y transportar. Para la fabricacin de biodisel, el hidrxido de sodio se usa como un catalizador para la transesterificacin de metanol y triglicridos. Esto slo funciona con hidrxido de sodio anhidro, ya que se combina con agua la grasa se convertiran en jabn, que se corrompe con metanol. Se utiliza ms a menudo que el hidrxido de potasio, ya que es ms barato y se necesita una cantidad ms pequea.

4.4. Agente de limpieza El hidrxido de sodio se utiliza con frecuencia como un agente de limpieza industrial, donde a menudo se llama "custico". Se agrega al agua, se calienta, y luego se usa para limpiar equipos de proceso, tanques de almacenamiento, etc Puede disolver la grasa, aceites, grasas y depsitos a base de protenas. Tambin se utiliza para la limpieza de conductos de evacuacin de residuos debajo de los fregaderos y desages en propiedades nacionales. Una solucin de hidrxido de sodio en remojo se utiliza como un poderoso desengrasante en acero inoxidable y vidrio para hornear. Tambin es un ingrediente comn en limpiadores de horno. Un uso comn de hidrxido de sodio se encuentra en la produccin de detergentes de lavado de piezas. El detergente basado en hidrxido de sodio incluyen tensioactivos, inhibidores de herrumbre y antiespumantes. Una lavadora de piezas calienta el agua y el detergente en un armario cerrado y luego roca el hidrxido de sodio caliente y agua caliente a presin contra las partes sucias para aplicaciones de desengrasado.

4.5. Preparacin de alimentos Incluyen el lavado o pelado qumico de frutas y verduras, y procesamiento de chocolate y cacao, la produccin de colorante de caramelo, escaldado de aves de corral, procesamiento de refrescos, y helado de engrosamiento. Las aceitunas son a menudo empapadas en hidrxido de sodio para ablandar. Los alimentos especficos elaborados con hidrxido de sodio incluyen:

El postre Pinoy o filipino llamado kutsinta utiliza un poco de agua con leja para ayudar a dar a la harina de masa de arroz una gelatina como la coherencia. Leja-agua es un ingrediente esencial en la corteza de los pasteles de luna chinos horneados tradicionales. Tallarines chinos de color ms amarillo se hacen con leja-agua, pero comnmente se confunden contiene huevo. Algunos mtodos de preparacin de aceitunas implican sometindolos a una salmuera basada en leja.4.6. Usos domsticos El hidrxido de sodio se utiliza en el hogar como un tipo de abridor de drenaje para desbloquear los desages tapados, por lo general en forma de un cristal seco o como un gel lquido espeso. El lcali disuelve grasas para producir productos solubles en agua. Tambin hidroliza las protenas, tales como las que se encuentran en el cabello que puede bloquear las tuberas de agua. Estas reacciones se aceleran por el calor generado cuando hidrxido de sodio y los otros componentes qumicos del limpiador se disuelven en agua. Estos limpiadores de desages alcalinos y sus versiones cidos son altamente corrosivos y deben manejarse con mucho cuidado. El hidrxido de sodio se utiliza en algunos relajantes para alisar el cabello. Sin embargo, debido a la alta incidencia y la intensidad de las quemaduras qumicas, los fabricantes de relajantes qumicos usan otros productos qumicos alcalinos en preparaciones disponibles para el consumidor medio. Alisadores de hidrxido de sodio estn todava disponibles, pero se utilizan sobre todo por los profesionales. Una solucin de hidrxido de sodio en agua se utiliza tradicionalmente como el separador de la pintura ms comn en los objetos de madera. Su uso se ha vuelto menos comn, ya que puede daar la superficie de la madera, el aumento de los granos y las manchas del color.

5) Seguridad: Al igual que otros cidos corrosivos y lcalis, las gotas de las soluciones de hidrxido de sodio pueden descomponer las protenas y los lpidos en la piel, ojos u otros tejidos vivos a travs de la hidrlisis amida e hidrlisis de ster que consecuentemente provoca quemaduras qumicas y pueden inducir a la ceguera permanente si entra en contacto con los ojos. Slido alcalino tambin podr expresar su naturaleza corrosiva si hay agua por eso se debe usar equipo para proteccin, como guantes de goma, ropa de seguridad y proteccin para los ojos. Por otra parte, la disolucin de hidrxido de sodio es altamente exotrmica, y el calor resultante puede causar quemaduras de calor o encender cualquier material inflamable. Tambin produce calor cuando se hace reaccionar con cidos. Las prcticas estndar de primeros auxilios para los vertidos alcalinos en la piel es, como para otros agentes corrosivos, el riego con grandes cantidades de agua. El lavado se continu durante al menos diez a quince minutos. El hidrxido de sodio es corrosivo para varios metales, como el aluminio, que reacciona con el lcali para producir gas de hidrgeno inflamable.El hidrxido de sodio tambin es ligeramente corrosivo al vidrio, lo que puede causar daos a los cristales o la congelacin de juntas de vidrio esmerilado. Se necesita el almacenamiento cuidadoso.2. 3. 4. 5. 5.1. Almacenamiento El hidrxido de sodio, debe almacenarse en locales frescos, bien ventilados, al resguardo de los rayos solares y apartado de sustancias oxidantes y de materiales combustibles. Mantener alejado todo material u objeto metlico susceptible de reaccionar con el NaOH liberando hidrgeno. El piso de la bodega ser impermeable, con declive hacia una canaleta estanca, para recoger un posible derrame de soluciones de NaOH. Los recipientes estarn cuidadosamente cerrados y debidamente etiquetados.

5.2. Manipulacin Instruir al personal sobre los riesgos que presenta esta sustancia, las precauciones a observar y las medidas a tomar en caso de emergencia. Evitar la inhalacin de polvos o aerosoles lquidos de hidrxido de sodio. Ventilar los locales de trabajo y emplear sistemas de ventilacin local forzada, para captar las emisiones en la fuente. Mantener en las proximidades de los lugares de trabajo, los aparatos de proteccin respiratoria y los equipos de proteccin adecuados para intervenciones de emergencias. Evitar todo contacto con la piel y los ojos. Mantener los lugares de trabajo limpios. No fumar, beber ni comer en los puestos de trabajo. La disolucin de hidrxido de sodio en forma de escamas, cbitos o pellets, debe realizarse lenta y progresivamente con una cuidadosa agitacin, en razn de la fuerte cantidad de calor que implica una evaporacin del agua, acompaada en ocasiones de violentas proyecciones. No realizar trabajos sobre o dentro de recipientes que hayan contenido o contengan hidrxido de sodio o sus soluciones acuosas, sin tomar las precauciones del caso. Los locales en que se manipule habitualmente hidrxido de sodio, debern contar con duchas de emergencia y fuentes lavaojos.

5.3. Procedimiento para derrame o fugas En caso de fuga o derrame accidental de gran cantidad de hidrxido de sodio, evacuar al personal y proceder al control con personal debidamente protegido y entrenado. Ventilar la zona del derrame. Diluir el derrame con agua y neutralizarlo con cido clorhdrico 6 molar. La evacuacin de soluciones residuales al alcantarillado o cursos de agua, deber realizarse slo cuando el pH se encuentre entre 5,5 y 8,5.

5.4. Riesgos Higinicos-Toxicologa

El hidrxido de sodio es un irritante y corrosivo de la piel, ojos, y membranas mucosas. Esta sustancia, ya sea que se encuentre en forma slida o como solucin, tiene una fuerte accin corrosiva sobre todos los tejidos del cuerpo, causando quemaduras y maceracin profunda. La inhalacin del polvo o nieblas concentradas, causa dao en el tracto respiratorio superior y en el tejido pulmonar, dependiendo de la severidad de la exposicin. Los efectos de la inhalacin, pueden variar desde una irritacin mediana de las membranas mucosas en concentraciones de 2mg/m, hasta severas neumonitis a altas concentraciones ambientales. El contacto del hidrxido de sodio con los ojos, puede causar la desintegracin y desprendimiento del epitelio conjuntival y corneal, opacidad corneal, edema pronunciado y ulceracin. Despus de 7 a 13 das, hay una gradual recuperacin o una progresin de la ulceracin y opacidad corneal. Sobre la piel, soluciones de 25 a 50% de hidrxido de sodio, causan una sensacin de irritacin en cerca de 3 minutos; con soluciones al 4%, la irritacin no se manifiesta hasta varias horas. La ingestin produce severos dolores abdominales, corrosin de los labios, boca, lengua y faringe, y el vmito de grandes mucosidades. Puede causar perforacin y escariacin. Edema en la glotis y obstruccin de las vas respiratorias superiores pueden seguir a la ingestin. El mayor peligro industrial, es la rpida destruccin del tejido de los ojos y la piel al contacto con hidrxido de sodio slido o en soluciones.ANEXOSComposicin del Agua de Mar

Laguna de Concentracin de Salmuera. Cosecha de sal

Celda de Mercurio

Celda de Diafragma

Diagrama de EquiposBIBLIOGRAFA Ludwig Mayer. Mtodos de la Industria. Editora Reverte S.A. 1987. Pag. (126-136). George T. Austin. Manual de Procesos Qumicos en la Industria. Tomo 1. Editora McGraw-Hill. Industria del Clor-lcali. Pag. (267-283) Luis Moncada Albitres. Procesos industriales inorgnicos. Universidad Nacional de Trujillo. Pag. (100-108)