La produzione di idrossido di sodio o soda caustica in soluzione acquosa per elettrolisi a seconda della procedura esita con differenti concentrazioni: 30%, 50% e 15%.
Soda caustica soluzione al 30%
L’idrossido di sodio e il cloro sono prodotti insieme con elettrolisi delle salamoie di cloruro di sodio oppure di cloruro di potassio, in questo caso si produce l’idrossido di potassio KOH.
Celle a membrana: la soda caustica viene prodotta come soluzione pura al 30% e poi per evaporazione si arriva al 50% con vapore sotto pressione.
L’elettrolisi separa l’acqua, OH- e H+, e il sale o salgemma in Cl- e Na+.
Abbiamo due recipienti separati da una membrana che fa passare solo il sodio ionico Na+.
Non possono attraversare la membrana gli altri ioni.
Nella prima vasca (anodo) si introduce il cloruro di sodio in salamoia, sodio e cloro si separano, perchè l’acqua per solvatazione si frappone, il sodio libero attraversa la membrana.
Gli ioni ossidrile non riescono ad attraversare la membrana e restano nella vasca catodica, il Na+ incontra l’OH- e forma l’NaOH.
Nella prima vasca il Cl- perde un elettrone si lega a un altro Cl- formando una molecola di Cl2 gassoso: 2 Cl– → Cl2 + 2 e– .
Nella seconda vasca 2 H+ si di un elettrone ciascuno, si forma l’ H2 idrogeno molecolare gassoso: H2O + e– → ½ H2 + OH– .
Il processo a membrana vede l’introduzione di una salamoia al 26% di NaCl, da cu esce una salamoia al 24% di NaCl, che quindi deve essere continuamente arricchita da NaCl.
Idrossido di sodio al 50% con le celle a mercurio
La produzione di idrossido di sodio dentro celle al mercurio viene progressivamente abbandonato per il rischio ambientale che comporta: Malattia di Minamata.
La produzione inizia con delle salamoie di sale al 26% aggiunte in vasche contenenti mercurio: si separa cloro dal sodio. Lo ione Na+ si lega al mercurio formando un amalgama.
Successivamente nella seconda vasca d’acqua calda l’amalgama si decompone, il Na+ si libera e si lega all’ossidrile formando NaOH molto puro.
La soda caustica viene prodotta come soluzione pura al 50%, poi per evaporazione si arriva al 75% e poi a 750-850 °K si ottiene l’idrossido di sodio non più in soluzione ma solido.
produzione di idrossido di sodio al 15%
Celle a diaframma: la soda caustica viene prodotta come soluzione al 10-12% e di cloruro di sodio al 15%. Per giungere al 50% si evapora cosicché il sale precipita. Tuttavia resta l’1% di sale come contaminante, ne viene una soda adatta solo per alcuni usi.