Hidróxido de Sodio (NaOH)
¿Qué es el NaOH?
El hidróxido de sodio (NaOH), también conocido como soda cáustica, es un sólido cristalino blanco, sin olor, a temperatura ambiente. Absorbe rápidamente el CO2 y la humedad del aire. Es una sustancia muy corrosiva. Cuando se diluye en agua o se neutraliza con un ácido, libera gran cantidad de calor, el cual puede ser suficiente para encender materiales combustibles en contacto con el hidróxido. Es una sustancia producida por el hombre.
Propiedades Físicas y Químicas
Peso molecular: 40 g/mol
Estado físico: Sólido
pH: 14
Densidad de vapor: No aplica
El hidróxido de sodio es una base fuerte. Se disuelve con facilidad en agua, generando gran cantidad de calor y disociándose por completo en sus iones. También es muy soluble en etanol y metanol. Es muy corrosivo para muchos metales. En presencia de la humedad del ambiente, reacciona con el CO2 para generar carbonato de sodio. Reacciona con el CO bajo presión para dar formiato de sodio, también en presencia de humedad.
Comportamiento en el Ambiente
El hidróxido de sodio liberado en el suelo se disocia en sus iones por acción de la humedad y reacciona rápidamente con sustancias ácidas presentes en el suelo. Esta sustancia no se acumula a lo largo de las cadenas de alimentación.
- Aire: Cuando se libera en la atmósfera, se disuelve por la lluvia y cae en el suelo o en lechos de agua donde se neutraliza. Por la acción de vapores ácidos, reacciona en el aire y cae con la lluvia en forma de sales no tóxicas.
- Agua: Esta sustancia puede ingresar a vías de agua por descargas industriales que no cumplen con las normas de control ambiental. Es una base fuerte y en agua se disocia en sus iones constitutivos (Na+ y OH–), provocando la disminución de la acidez del agua con la que entra en contacto.
Aplicaciones y Usos
El hidróxido de sodio se usa en la manufactura de jabones y detergentes, papel, explosivos, pegamentos y productos del petróleo, y en la industria química en general. Se usa también en el procesamiento de fibras de algodón, en electroplateado, en limpieza de metales, recubrimientos de óxidos, extracción electrolítica y como agente de ajuste de pH. Se presenta también en formas comerciales, como limpiadores de estufas y drenajes. En la industria de alimentos, tiene importancia en los procesos de pelado químico.
El NaOH consumido se clasifica en las siguientes aplicaciones:
- Aplicaciones industriales de química inorgánica: Se usa en la manufactura de sales de sodio, para la digestión alcalina de minerales metálicos y en la regulación de pH.
- Aplicaciones industriales de química orgánica: Se emplea en reacciones de saponificación, producción de intermediarios nucleofílicos aniónicos, etc.
Producción
El NaOH se produce por electrólisis de soluciones acuosas de NaCl o por la reacción de sodio con Ca(OH)2.
2NaCl + 2H2O <–> 2NaOH + Cl2 + H2
En el proceso de caustificación del carbonato de sodio, se mezcla una solución caliente de carbonato de sodio al 12% con una solución de óxido de calcio. En este proceso, precipita el CaCO3, quedando en solución NaOH.
Na2CO3 + CaO + H2O <–> 2NaOH + CaCO3
También se puede obtener mediante la combinación del proceso de electrólisis con celda de diálisis.
Cloro
Descripción
El cloro se genera de forma natural en el medio ambiente, pero se convierte rápidamente en otros compuestos debido a su alta reactividad. Es uno de los elementos más abundantes en la Tierra y existe principalmente en forma de cloruros, de los cuales se destacan por su abundancia el de sodio (NaCl), el de potasio (KCl) y el de magnesio (MgCl2). A temperatura y presión ambiente, el cloro es un gas amarillo verdoso, más pesado que el aire, con un olor fuerte, penetrante e irritante.
Propiedades Físicas y Químicas
Físicas:
- Peso molecular: 70.9 g/mol
- Estado físico: Gas
- Punto de ebullición: -34.6 °C (760 mmHg)
- Punto de fusión: -101 °C
- pH: No aplica
Químicas:
El cloro es un elemento muy reactivo y se combina directamente con muchos otros elementos. Es poco soluble en agua, pero al entrar en contacto con humedad forma el inestable ácido hipocloroso (HClO) y el ácido clorhídrico (HCl). Cuando se descompone el ácido hipocloroso, se generan radicales libres de oxígeno, los cuales aumentan el potencial de efectos corrosivos. Dentro de sus reacciones inorgánicas, el cloro presente en exceso con sales de amonio forma tricloruro de nitrógeno (NCl3), una sustancia muy explosiva. Reacciona con amoníaco hasta cloruro de amonio. Cuando se combina con hidrógeno en presencia de luz o calor, se da una reacción explosiva para producir cloruro de hidrógeno.
Producción
La fuente comercial más común de cloro es la electrólisis de sales de cloro, donde se encuentra como cloruro. El proceso electrolítico de producción de cloro se puede llevar a cabo mediante tres tecnologías diferentes: proceso de celda de diafragma, de celda de mercurio y de celda de membrana. Las tres tecnologías usan como materia prima una solución acuosa de cloruro de sodio, que se descompone electrolíticamente por acción de corriente directa en cloro molecular, hidrógeno e hidróxido de sodio.
2NaCl + 2H2O -> Cl2 + H2 + 2NaOH
Aplicaciones
Este elemento se usa en una gran variedad de industrias y procedimientos. Sus usos incluyen la manufactura de plásticos y cauchos sintéticos, solventes clorados, pesticidas, polímeros y refrigerantes. Se usa ampliamente para la elaboración de blanqueadores en la industria textil y en la del papel. Se usa en el tratamiento de aguas como bactericida, en la purificación de piscinas, como intermediario en la producción de aditivos para gasolina, en compuestos retardantes de llama y en el procesamiento de metales.
Comportamiento
Aire: En condiciones atmosféricas naturales, el cloro está presente en niveles muy bajos o insignificantes. Las concentraciones peligrosas de cloro en el aire se deben a fuentes humanas, principalmente por accidentes o malos funcionamientos en instalaciones que lo usan o producen.
Agua: El cloro puede alcanzar las vías de agua de diferentes maneras; no obstante, en la mayoría de los casos los niveles son tan bajos que no tienen efectos graves sobre los organismos. Gracias a sus propiedades desinfectantes, fungicidas y de modificación de pH, el cloro y otros de sus compuestos, como el hipoclorito de sodio, se adicionan al agua en concentraciones controladas en piscinas, así como en las últimas etapas de procesos de potabilización. Una porción del cloro que escapa en derrames o emisiones a la atmósfera se disuelve por la lluvia, formando parte de la lluvia ácida.
Suelo: Teniendo en cuenta que el cloro es un gas, es muy rara su presencia en el suelo. Si se libera por derrames o fugas, reacciona con la humedad presente formando ácido hipocloroso y ácido clorhídrico. Posteriormente, estos compuestos reaccionan con otras sustancias del suelo, formando en su mayoría cloruros. El cloro en sus formas derivadas de la reacción con la humedad no se acumula en las cadenas alimenticias.