Prof. Dr. José Marcelo Cangemi

Compostos de Sódio e Derivados

Química Industrial

Sódio

O sódio é o 6º elemento mais abundante na crosta terrestre, onde aparece com 2,6% da massa.

Sódio

Na sua forma metálica é muito reativo, se oxida com o ar, reage violentamente com a água e é muito corrosivo quando entra em contato com a pele.

Sódio metálico deve ser conservado em atmosfera inerte ou imerso em um líquido protetor como querosene.

Cloreto de sódio - NaCl

- Além de usos na culinária, possui várias outras aplicações, como a manufatura de papel e a produção de sabão e detergentes. - No norte dos Estados Unidos da América e na Europa, grandes quantidades de sal são utilizadas para limpar as rodovias do gelo durante o Inverno.

Cloreto de sódio - NaCl

-Utilizado para a produção de gás cloro e de sódio metálico, através da eletrólise ignea. - Produção de soda cáustica, a partir da eletrólise aquosa.

Cloreto de sódio - Produção

A água do mar é captada e bombeada para dentro de uma seqüência de evaporadores e concentradores, onde a evaporação solar aumenta gradativamente a concentração de sais, até o ponto em que a salmoura está saturada de NaCl.

A salmoura é transferida para os cristalizadores onde a precipitação do sal ocorre antes de haver a cristalização dos sais que possam contaminar o produto final. Este sal cristalizado é posteriormente colhido, lavado para retirada de impurezas e estocado em pilhas, ficando pronto para ser beneficiado

Cloreto de sódio - Produção

Cloreto de sódio - Produção

Obtido a partir de salmoura

Sulfato de sódio – Na2SO4

(Sal de Glauber)

A produção mundial de sulfato de sódio alcança aproximadamente 5,5 a 6 milhões toneladas anualmente . A produção de Na2SO4 a partir de fontes naturais está em processo de crescimento , enquanto que a produção química vem diminuindo.

Sulfato de sódio – Na2SO4

Cerca de 70% do sulfato de sódio consumido nos EUA são usados na fabricação do papel. O Na2SO4, depois da redução a Na2SO3, funciona como auxiliar na digestão da polpa de madeira e dissolve a lignina.

Fabricação do Sal de Glauber

Bissulfito de sódio – NaHSO3

- É um aditivo alimentar com número E-222. - É usado em quase todos os vinhos comerciais, para prevenir a oxidação e preservar o sabor. Em frutas enlatadas. é usado para prevenir a cor marrom causada por oxidação e como microbicida.- Clareamento de polpa de celulose. - Curtumes: agente redutor das soluções de sais de cromo.

Bissulfito de sódio – NaHSO3

O bissulfito de sódio é obtido industrialmente pelo borbulhamento de gás dióxido de enxofre, na proporção de 7 a 8%, através de "águas mães" (soluções resultantes) de processos químicos anteriores, que tenham em solução um pequeno teor de bissulfito de sódio em suspensão numa quantidade significativa de carbonato de sódio.

2 NaHSO3 + 2 Na2CO3 + 2 H2O + 4 SO2 →

6 NaHSO3 + 2 CO2

Sulfito de sódio – Na2SO3

-É um conservante usado em alimentos solúvel em água deixando o pH básico. - O sulfito de sódio é usado como um agente descorante em têxteis e na manufatura de papel.- É usado como sequestrante de oxigênio de água de caldeira, evitando corrosão e a formação de incrustações.

É preparado por reação de SO2 com o Na2CO3.

Sulfeto de sódio – Na2S

-Substância inorgânica que atingiu importante posição na industria química orgânica. - Agente redutor na fabricação de compostos aminados e entra na fabricação de muitos corantes.- Pode ser obtida como cristais de sulfeto de sódio:

Na2SO4 + 4C Na2S + 4CO Na2SO4 + 4CO Na2S + 4CO2

Indústrias do Cloro e dos Álcalis: Barrilha, Soda Cáustica e Cloro

Hidróxido de sódio - NaOH

NaOH é um dos dez mais importantes produtos químicos inorgânicos em termos da quantidade produzida.

É usado na indústria na fabricação de papel, tecidos, detergentes e biodiesel. Apresenta uso doméstico para a desobstrução de encanamentos e pias, pois dissolve gorduras.

Hidróxido de sódio - NaOH - Obtenção de sabão

- Obtenção de biodiesel

Fabricação do sódio metálico (Na) e gás cloro (Cl2)Eletrólise ígnea de substância pura NaCl fundida.

Fabricação do sódio metálico (Na) e gás cloro (Cl2)Célula Downs para a produção de sódio metálico por eletrólise.

Fabricação da soda cáustica (NaOH), gás hidrogênio (H2) e gás cloro (Cl2)

Eletrólise aquosa do cloreto de sódio (NaCl).

Fabricação da soda cáustica (NaOH), gás hidrogênio (H2) e gás cloro (Cl2)

Eletrólise aquosa do cloreto de sódio (NaCl).

Fabricação da soda cáustica (NaOH), gás hidrogênio (H2) e gás cloro (Cl2)

Em 1995, foram produzidos nos EUA 11,9 bilhões de quilogramas de NaOH e 11,4 bilhões de quilogramas de Cl2.

Fabricação de barrilha – Na2CO3

Em 1995, foram produzidos nos EUA 10,1 bilhões de quilogramas de Na2CO3, sendo o 11º produto mais fabricado por esta indústria química.

Cerca de 40% da barrilha são usados na fabricação de vidro, mas grandes quantidades são usadas no tratamento de água, na indústria de papéis e em materiais de limpeza.

Fabricação de barrilha – Na2CO3

A barrilha é fabricada pelo processo Solvay, embora tenha ocorrido, a partir da 2ª Guerra Mundial, um rápido aumento da “soda natural”. Recentemente, descobriram-se nos EUA depósitos colossais de trona, Na2CO3.NaHCO3.2H2O, estimados em 6.1010 toneladas.

Fabricação de barrilha – Na2CO3

Processo Solvay: utiliza CaCO3, NH3 e coque.

- O processo se inicia pela queima de carbonato de cálcio com o auxílio de coque.

O CO2 obtido é borbulhado então numa torre de carbonatação, simultaneamente à amônia, numa solução de NaCl, a frio. Isto produz NaHCO3, que, em meio alcalino e em baixa temperatura acaba por precipitar.

Fabricação de barrilha – Na2CO3

O Bicarbonato de sódio é separado por filtração e aquecido, para que se decomponha em Na2CO3, CO2 e água.

Em paralelo, o CaO gerado na primeira etapa reage com água para formar Ca(OH)2 e é então utilizado na regeneração da Amônia, com o NH4Cl.

Esquema simplificado do processo Solvay

Fabricação do bicarbonato de sódio NaHCO3

A solução de Na2CO3 (barrilha) é introduzida na coluna de pratos e faz-se reagir com CO2 para se obter bicarbonato de sódio.

Bibliografia

SHREVE R. N. Indústria de Processo Químicos, Rio de Janeiro, Guanabara Dois, 1980.KOTZ, J. C.; TREICHEL, P. Química e Reações Químicas. 4a ed., Rio de Janeiro: LTC, 1999.FOUST, A. S., WENZEL, L. A., CLUMP, C. W., MAUS, L., ANDERSEN, L. B. Princípios das Operações Unitárias, 2a ed., Rio de Janeiro: Editora Guanabara-Dois, S. A., 1985.